學(xué)科教育論文-靜摩擦力淺議.docVIP

學(xué)科教育論文-靜摩擦力淺議摘要：當(dāng)兩個(gè)互相接觸并處于相對(duì)靜止的物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，就有靜摩擦力產(chǎn)生。靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與接觸面相切，最大靜摩擦力跟物體接觸面間的正壓力成正比。關(guān)鍵詞：靜摩擦力；最大靜摩擦力；平衡狀態(tài)。在教學(xué)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生分析靜摩擦力時(shí)，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的判斷，究其原因，在于這些學(xué)生沒有真正理解靜摩擦力產(chǎn)生的條件及其特點(diǎn)。當(dāng)兩個(gè)互相接觸并處于相對(duì)靜止的物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，就有靜摩擦力產(chǎn)生。靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與接觸面相切。為了幫助學(xué)生正確處理有關(guān)靜摩擦力的問題，現(xiàn)介紹以下兩種方法。1、根據(jù)靜摩擦力產(chǎn)生的條件分析產(chǎn)生靜摩擦力的充要條件是：兩物體接觸；兩物體互相有壓力；接觸面不光滑；兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。其中前三個(gè)條件比較容易判斷。但兩接觸物體間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)成為判斷靜摩擦力的依據(jù)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)必須是彼此接觸的兩個(gè)物體互為參照物，而不是以兩個(gè)物體之外的物體為參照物。通?？捎眉僭O(shè)法：先假設(shè)接觸面是光滑的，看被研究的物體相對(duì)于接觸面是否運(yùn)動(dòng)，向何方運(yùn)動(dòng)，即為運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向若運(yùn)動(dòng)則有靜摩擦力，其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反；不運(yùn)動(dòng)則無靜摩擦力。例如：物體A與斜面保持靜止，A所受靜摩擦力的方向如何？分析：物體A相對(duì)于斜面有向下滑的趨勢(shì)，A必受到斜面對(duì)它的靜摩擦力，方向與其向下的趨勢(shì)方向相反，即沿著斜面向上。再例如：試判斷自行車后輪在滾動(dòng)時(shí)受到的靜摩擦力的方向。分析：先假設(shè)自行車后輪與地面沒有摩擦力，可以明顯看到后輪與地面的接觸點(diǎn)相對(duì)與地面是向后運(yùn)動(dòng)的，則說明后輪相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以后輪受到地面的靜摩擦力是向前的。2、根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析根據(jù)物體的平衡條件來分析靜摩擦力。當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)平衡條件F=0來分析靜摩擦力。例如：如圖所示，一木塊放在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，木塊在水平方向上受到F1和F2的作用力，其中F1=10N，F(xiàn)2=6N，求木塊受到的靜摩擦力的大小。（注：上圖左邊直線上方標(biāo)注F1，左邊直線上方標(biāo)注F2）分析：由于木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此木塊在水平方向上合力為0，即水平向左的力等于水平向右的力，即F2+f=F1，計(jì)算可得靜摩擦力等于4N。根據(jù)牛頓第二定律來分析靜摩擦力。如果物體處于非平衡狀態(tài)，可以根據(jù)牛頓第二定律來分析靜摩擦力。例如：物體A放在水平放置的圓盤B上，隨B一起作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，試分析物體A受到的靜摩擦力的方向。分析：物體A在豎直方向上受重力G和盤對(duì)它的支持力N的平衡，而A在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的合力（向心力），只有靠圓盤B對(duì)物體A的靜摩擦力來提供，由于向心力的方向是沿半徑指向圓心的，所以，靜摩擦力的方向也是沿著半徑指向圓心的。3、靜摩擦力的大?。河幂^小的力推桌子，桌子沒動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件，靜摩擦力與較小的推力相等；用較大的力來推，若仍然不動(dòng)，靜摩擦力與較大的推力相等，所以靜摩擦力是隨著物體所受外力的大小而變化的，它的作用就是阻礙物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不過，靜摩擦力并不能無限度的增加，當(dāng)我們逐漸增加推桌子的力，桌子終究會(huì)動(dòng)起來，在從靜到動(dòng)的一剎那，靜摩擦力不能增加了，它達(dá)到了最大值，這個(gè)最大值叫最大靜摩擦力。實(shí)驗(yàn)表明：最大靜摩擦力跟物體接觸面間的正壓力成正比。理解靜摩擦力的含義需注意以下幾點(diǎn)：1）靜摩擦力不是一個(gè)不變的力，它隨著外力的增大而增大。2）用公式算出的是最大靜摩擦力，不一定是實(shí)際摩擦力。例如：用手握一個(gè)瓶子，為什么瓶子越重手握得越緊？分析：當(dāng)手把瓶子握住時(shí)，瓶子在豎直方向受到了兩個(gè)力的作用，向下的重力G及向上的靜摩擦力F，由于處于平衡狀態(tài)，所以G=F，瓶子越重，要把瓶子握住，需要的實(shí)際摩擦力越大，由于靜摩擦力不會(huì)超過最大靜摩擦力F。所以當(dāng)瓶子較重時(shí)，瓶子與手之間必須有較大的最大靜摩擦力，才能保證實(shí)際靜摩擦力不超過它。手把瓶子握得緊，手與瓶子之間的正壓力越大，最大靜摩擦力也越大，但當(dāng)最大靜摩擦力增加時(shí)，實(shí)際靜摩擦力并不一定增大，因此，當(dāng)瓶子平衡時(shí)，它所受到的靜摩擦力F總是等于物體的重量G。由本題可見，最大靜摩擦力和靜摩擦力是兩個(gè)不同的概念。4、教師在講授靜摩擦力這一問題時(shí)，需要注意的問題有：要向?qū)W生提出以課本為主，課前要預(yù)習(xí)，要學(xué)會(huì)讀書的要求，向?qū)W生指出靜摩擦力的定義和特點(diǎn)，這些定義和規(guī)律是什么意思？在日常生活生產(chǎn)實(shí)踐中，有哪些實(shí)例？可以在黑板上列出如下提綱：什么叫靜摩擦力？是否兩個(gè)物體接觸就一定產(chǎn)生靜摩擦力？靜摩擦力和哪些因素有關(guān)？通過預(yù)習(xí)提綱引導(dǎo)學(xué)生邊閱讀邊思考。幫助他們有的放矢的進(jìn)行閱讀教材。另外