学科教育论文-静摩擦力浅议.doc学科教育论文-静摩擦力浅议.doc

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学科教育论文静摩擦力浅议摘要当两个互相接触并处于相对静止的物体间存在相对运动趋势时,就有静摩擦力产生。静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,与接触面相切,最大静摩擦力跟物体接触面间的正压力成正比。关键词静摩擦力;最大静摩擦力;平衡状态。在教学过程中,经常发现不少学生分析静摩擦力时,时常会出现错误的判断,究其原因,在于这些学生没有真正理解静摩擦力产生的条件及其特点。当两个互相接触并处于相对静止的物体间存在相对运动趋势时,就有静摩擦力产生。静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,与接触面相切。为了帮助学生正确处理有关静摩擦力的问题,现介绍以下两种方法。1、根据静摩擦力产生的条件分析产生静摩擦力的充要条件是①两物体接触;②两物体互相有压力;③接触面不光滑;④两物体间有相对运动趋势。其中前三个条件比较容易判断。但两接触物体间有无相对运动趋势成为判断静摩擦力的依据。相对运动趋势必须是彼此接触的两个物体互为参照物,而不是以两个物体之外的物体为参照物。通常可用假设法先假设接触面是光滑的,看被研究的物体相对于接触面是否运动,向何方运动,即为运动趋势方向若运动则有静摩擦力,其方向与相对运动方向相反;不运动则无静摩擦力。例如物体A与斜面保持静止,A所受静摩擦力的方向如何分析物体A相对于斜面有向下滑的趋势,A必受到斜面对它的静摩擦力,方向与其向下的趋势方向相反,即沿着斜面向上。再例如试判断自行车后轮在滚动时受到的静摩擦力的方向。分析先假设自行车后轮与地面没有摩擦力,可以明显看到后轮与地面的接触点相对与地面是向后运动的,则说明后轮相对于地面有向后运动的趋势,所以后轮受到地面的静摩擦力是向前的。2、根据物体运动状态分析①根据物体的平衡条件来分析静摩擦力。当物体处于平衡状态时,可根据平衡条件ΣF0来分析静摩擦力。例如如图所示,一木块放在水平桌面上处于静止状态,木块在水平方向上受到F1和F2的作用力,其中F110N,F26N,求木块受到的静摩擦力的大小。(注上图左边直线上方标注F1,左边直线上方标注F2)分析由于木块处于静止状态,因此木块在水平方向上合力为0,即水平向左的力等于水平向右的力,即F2FF1,计算可得静摩擦力等于4N。②根据牛顿第二定律来分析静摩擦力。如果物体处于非平衡状态,可以根据牛顿第二定律来分析静摩擦力。例如物体A放在水平放置的圆盘B上,随B一起作匀速转动,试分析物体A受到的静摩擦力的方向。分析物体A在竖直方向上受重力G和盘对它的支持力N的平衡,而A在水平面内作匀速圆周运动,A作匀速圆周运动所需的合力(向心力),只有靠圆盘B对物体A的静摩擦力来提供,由于向心力的方向是沿半径指向圆心的,所以,静摩擦力的方向也是沿着半径指向圆心的。3、静摩擦力的大小用较小的力推桌子,桌子没动,根据二力平衡条件,静摩擦力与较小的推力相等;用较大的力来推,若仍然不动,静摩擦力与较大的推力相等,所以静摩擦力是随着物体所受外力的大小而变化的,它的作用就是阻碍物体间发生相对运动。不过,静摩擦力并不能无限度的增加,当我们逐渐增加推桌子的力,桌子终究会动起来,在从静到动的一刹那,静摩擦力不能增加了,它达到了最大值,这个最大值叫最大静摩擦力。实验表明最大静摩擦力跟物体接触面间的正压力成正比。理解静摩擦力的含义需注意以下几点1)静摩擦力不是一个不变的力,它随着外力的增大而增大。2)用公式算出的是最大静摩擦力,不一定是实际摩擦力。例如用手握一个瓶子,为什么瓶子越重手握得越紧分析当手把瓶子握住时,瓶子在竖直方向受到了两个力的作用,向下的重力G及向上的静摩擦力F,由于处于平衡状态,所以GF,瓶子越重,要把瓶子握住,需要的实际摩擦力越大,由于静摩擦力不会超过最大静摩擦力F。所以当瓶子较重时,瓶子与手之间必须有较大的最大静摩擦力,才能保证实际静摩擦力不超过它。手把瓶子握得紧,手与瓶子之间的正压力越大,最大静摩擦力也越大,但当最大静摩擦力增加时,实际静摩擦力并不一定增大,因此,当瓶子平衡时,它所受到的静摩擦力F总是等于物体的重量G。由本题可见,最大静摩擦力和静摩擦力是两个不同的概念。4、教师在讲授静摩擦力这一问题时,需要注意的问题有要向学生提出以课本为主,课前要预习,要学会读书的要求,向学生指出静摩擦力的定义和特点,这些定义和规律是什么意思在日常生活生产实践中,有哪些实例可以在黑板上列出如下提纲什么叫静摩擦力是否两个物体接触就一定产生静摩擦力静摩擦力和哪些因素有关通过预习提纲引导学生边阅读边思考。帮助他们有的放矢的进行阅读教材。另外,可以通过实验更好的帮助学生理解静摩擦力,同时通过实验还可以增加趣味性。总之,在教学过程中分析静摩擦力时只要采用正确的方法,就会避免错误的判断,对于学生真正理解静摩擦力产生的条件及其特点有重要意义。
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