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淺談摩擦力的復習

淺談摩擦力的復習

分類:
論文
來源:
宜賓晚報網
發布時間:
2020年6月12日

屏山縣書樓初級中學校/文國籠 曾祥倫

中考臨近,如何提高物理學科復習的效率,快速提升成績成為了緊要問題。摩擦力在物理學科里面占有獨特的位置,在動力學里面摩擦力必不可少,故熟練掌握摩擦力的知識特別重要。“從生活走向物理,從物理走向社會”一句話體現了物理學科的特點是來源于生活,同時又高于生活。所以復習摩擦力時可以從生活出發,通過身邊的現象加深對摩擦力的理解。

摩擦力學自人教版物理教材八年級下冊第八章第三節,學習難點在于對摩擦力大小和方向的判斷。雖然初三同學對本節學習已經過了一年時間了,但是遺忘卻不嚴重,在平常的練習中只要涉及到運動和受力分析的題目里面摩擦力基本不會少,所以在復習到摩擦力時學生們可以迅速進入知識回顧狀態。

萬丈高樓平地起,摩擦力的定義、影響因素、摩擦力的種類是學習摩擦力的基礎,只有熟練掌握摩擦力的基礎內容才是熟練掌握摩擦力的前提。

摩擦力定義:兩個相互接觸的物體,當他們相對滑動時,在接觸面會產生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做摩擦力。定義中“接觸”“相對滑動”是關鍵字,對他們的理解尤為重要。“接觸”一詞說明兩個物體需要挨在一起,并且要相互擠壓——壓力;“相對滑動”說明挨在一起還不夠,還有需要有運動或者有運動的趨勢。當兩個物體間有了相互接觸并擠壓又具備有相對運動或者相對運動的趨勢,這個時候摩擦力就產生了。

摩擦力的影響因素:在實驗探究“摩擦力的影響因素”中,小車在高度為h的傾斜木板(不計摩擦)上下滑,到達水平木板上時擁有著固定的初速度。以下分別是三組對比實驗探究摩擦力的影響因素:

1、具有初速度的小車在水平木板上滑動直到停止,記錄運動距離S1;

2、在水平的木板上鋪墊上一層毛帕,還是原來具有相同初速度小車在水平毛帕上滑動直到停止,記錄運動的距離S2;

3、在具有相同初度的小車上添加一個合適重物,在水平木板上滑動,記錄運動的距離S3;

由圖1和圖2兩次實驗對比可以得到:壓力相同時,接觸面越粗糙運動距離越近。由圖1和圖3兩次實驗對比可以得到:接觸面粗糙程度一樣時,壓力越大運動的距離越近。因而可以得出壓力()和接觸面(S)的粗糙程度兩個因素對兩物體間的摩擦力影響。

摩擦力的種類:

1、相對靜止的兩個物體間產生的摩擦力叫做靜摩擦力。

2、有相對運動的兩物體間產生的摩擦力叫做滑動摩擦力。

3、滾動的物體與接觸面之間產生的摩擦力叫做滾動摩擦力。

不同類別的摩擦力之間存在著較大的區別,在初中階段學生需要熟知的是滑動摩擦力和靜摩擦力。

基礎內容已經復習完畢,為增加對摩擦力更深的理解,將摩擦力運用于生活中解釋生活現象,還需要準確地掌握摩擦力的大小與摩擦力的方向。這也理所應當的成為中學生學習摩擦力的一個難點。前方復習到的摩擦力相關基礎知識,為我們進一步對難點復習提供了幫助。

摩擦力的方向判斷:相互接觸的兩物體表面,摩擦力方向與運動和運動趨勢的相反。摩擦力在生活中的方向存在兩個,一個是物體實際運動的相反方向(大部分人認為只有這一個方向)成為物體運動的阻力;另一個是與實際運動方向相同成為運動的動力。

以牙刷為例,可以看出當往右刷動,牙刷毛向著向左彎曲,彎曲的方向是運動的相反方向;同時牙刷的原理也是通過摩擦力來消除牙齒上的污垢。

摩擦力與運動方向的方向相同,成為物體運動的動力:

對于摩擦力的判斷有時候會出現一個誤區,總認為摩擦力的方向為物體實際運動的相反方向。當判斷人走路、汽車運動、傳送帶傳送貨物時,很容易會想到摩擦力的方向為運動的相反方向,實則不然。

人之所以能都往前走動,原因是因為我們腳和地面產生的摩擦力。圖7中,把人運動時腳部與地面的接觸面放大后可以看出腳部運動是向后運動的,再結合:接觸面的摩擦力方向與運動趨勢方向相反,可以看出人體腳部受到的摩擦力的方向是往前的,再對比人體運動方向,人腳部受到摩擦力的方向與人體運動的方向一致。

如圖8所示,順時針轉動的傳送帶上的物體正在隨著傳送帶一起向著上方運動。很多人會認為使物體上升的力為傳送帶的拉力。一起來分析一下,物體上升是因為我們選擇的參照物是地面,所以物體看上去是上升的。那么物體上升的力是什么呢?我們對禁止的物體受力分析一下如圖9,可以看出支持力(N)不做功,重力做負功,那么哪兒來的做正功的力使物體上升呢?繼續分析,靜止于斜面的物體有著斜向下運動趨勢,所以會在接觸面上產生一個沿斜面向上的摩擦力,更不用說傳送帶還是沿斜面向上運動下面,那么肯定會有一個摩擦力產生并成為使物體上升的動力。(僅針對傳送帶剛啟動進行分析,啟動后的摩擦力變化高中會學習到)

摩擦力大小的判斷:

摩擦力大小影響的因素是壓力和受力面積的粗糙程度。當同一個物體在同一平面上從靜止到運動時,摩擦力的變化情況如下:

地面的一個物體受到一個推力,當推力隨著時間慢慢增大時,得到摩擦力的圖像。在圖12和圖13結合可以的到在0-25s內,物體處于靜止狀態,在推力的作用下摩擦力一直在增加,摩擦力等于推力。在25s推力增加達到阻礙物體運動的最大阻力,25s以后推力繼續增加,滑動摩擦力先下降一部分后保持不變,等于20N。這個內容是高中的知識僅做參考。

總結:一個物體在慢慢增加的推力下從靜止到運動起來的過程中會經歷有推力但是物體不同和有推力物體動起來的過程。 在推力作用下不能使物體運動起來,這時物體受到摩擦力等于推力及推力增加到多大摩擦力就是多大;在推力的作用下物體運動起來了,這時物體受到摩擦力就不在等于推力而是等于物體勻速運動時的推力及運動的物體摩擦力不隨推力變化而變化。這將成為物體受力分析時的依據,能夠準確通過運動狀態判斷受力情況,也已通過受力情況判斷運動狀態。

在摩擦力知識的復習里面,摩擦力的定義、影響因素、種類是學習的基礎。但是面對多變的生活現象,僅僅是基礎知識時不夠的還需要在基礎上去推理,運用學到的基礎,去一點點解析背后隱藏的物理規律。初中階段,對于摩擦力大小和方向的判斷很多同學都會感覺到吃力,是不會嗎?不是,而是沒有將知識結合實際。物理學科的本質是探索物質存在規律,需要多結合實際分析,并學會將背后存在的規律用于解決生活中的實際問題。

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