摩擦力的认识误区

2024-08-08

摩擦力的认识误区(共4篇)

摩擦力的认识误区 篇1

中学物理中常见的三种性质力 (即重力、弹力、摩擦力) 当中, 摩擦力既是重点。学习过程中应该请注意把握以下几点:

(一) 摩擦力的定义及分类

首先理解摩擦力的定义及分类, 第二、从定义中把握摩擦力产生的条件, 第三、摩擦力的方向如何, 第四、摩擦力的作用, 第五、摩擦力的作用点, 第六、怎样求摩擦力的大小。

(二) 摩擦力的作用

一谈到摩擦力, 有的同学觉得摩擦力, 总是在阻碍物体的运动, 是阻力, 这种想法是错误的, 原因是他把“阻碍物体的运动”和“阻碍”物体的相对运动混淆了。摩擦力总是阻碍物体间的相对运动, 而不一定阻碍物体的运动, 像前面实例中, 皮带传送机上的货物, 受到的摩擦力都是动力, 同时它阻碍了货物相对皮带的滑动。有些摩擦力阻碍物体的运动, 但也有一些摩擦力却是物体在运动过程中的动力。如人在加速跑步时, 汽车加速前进时, 由于人的脚式车轮 (主动轮) 与地面接触时相对静止, 但有向后运动的趋势, 故地面给人的脚或车轮一个向前的静摩擦力, 这个静摩擦力是使人或车前进的动力。因此人或车在光滑的水平面上, 将是寸步难行, 无法起步。

(三) 摩擦力产生的条件

归纳起来有三点:一是相互接触;二是发生形变。三是有相对运动趋势或发生了相对运动, 三者缺一不可, 只是在弹力产生的基础上多一个条件, 因此有摩擦力, 一定有弹力, 而有弹力则不一定有摩擦力。无论是静摩擦力还是动摩擦力, 都可以是阻力, 也都可以是动力, 可以想象生活中没有摩擦力, 将是一个怎样的世界?

(四) 摩擦力的方向

滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反的例子是很多的, 但这个说法并不正确, 如图所示, 长方体A上放一木块B, 当A突然获得速度向右运动时, B也随着向右运动, 同时B相对于A向左滑动, 显然, B物体的运动方向是向右的, 但它相对于A滑动的方向却是向左的, B受到动滑摩擦力的方向是向右的, 与B的运动方向相同, 应明确的是“滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动的方向相反”。因此判断摩擦力方向时一定要明确“相对”的含义, “相对”既不是对“地”, 也不是对“观察者”, “相对”的是跟它接触的物体, 摩擦力的方向, 有可能与物体运动方向相同, 也可能相反, 还有可能垂直。

(五) 静摩擦力的产生与是否有外力作用无关。

产生静摩擦力的原因是因为物体受到不为零的沿接触面方向的外力的作用, 这种情况确实存在, 如图 (c) 所示:用水平力F拉放在地上的物体, 但未拉动, 是因为物体受到水平方向静摩擦力的作用。但以此认为沿接触面的外力是产生静摩擦力的条件却是个面的, 不科学的。如图 (d) 所示, 放置在水平传递带上, 并与传递带保持相对静止的货物, 在传递带加速成减速时, 也会受到静摩擦力的作用, 其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用, 而是因为货物与传递带间存在相对运动的趋势。如图 (e) 所示的在斜面上静止不动的物体, 除受重力和斜面的支持力外, 由于物体相对于斜面有下滑的趋势, 还受到斜面向上的静摩擦力的作用。可见相互接触的物体间要产生静摩擦力, 物体间必须具有相对运动的趋势, 而这种“相对运动趋势”既可由外力产生, 也可以是因为运动状态的改变而产生, 因此物体间是否有静摩擦力与物体是否受外力无必然联系。

(六) 摩擦力的大小

先判断摩擦力的种类:

1.静摩擦力是一个变量, 随外力的增大而增大, 但并不是永无止境的增大, 其范围是0≤f静≤fmax (与运动状态有关) 。这一段时间如果物体未动, 由二力平衡条件可知, 静摩擦力与外力相等, 即f静=f外。

2.若当物体在外力作用下开始运动时, 此时摩擦力为滑动摩擦力 (与运动状态无关) , 可根据公式f=μN求解。若是在力的作用下作匀速运动, 由二力平衡条件可知, 此时滑动摩擦力与外力平衡, 即f动=f外。

(七) 摩擦力的作用点

在受力物体的接触点上 (点面接触) 或在接触面上面面接触 (面与面接触) 。

摘要:对九年制义务教育人教版九年级物理教材中摩擦力的一点肤浅认识。

关键词:摩擦力,相对运动,趋势

摩擦力的认识误区 篇2

力是我们生活中常见的一种物体之间的相互作用,无时无刻都在引起孩子们的兴趣和关注,他们可能通过日常生活的经验积累对力的现象有所了解,也可能在成长中经历过某些力学现象的应用。但他们还没有通过比较系统的、完整的探究过程来认识了解有关力的现象。本单元就是要引导鼓励学生对生活中有关力的现象进行探究,让他们亲历活动,探究科学的秘密,并逐步形成对力的现象的科学认识。本节内容就是较典型的让学生探究力学现象的实验课。 本课教学内容主要有三部分:

第一部分,认识摩擦力现象和摩擦力。重点在于体验摩擦力。

第二部分,研究各种改变摩擦力的方法。

第三部分,利用所学知识解决实际中的问题。

结合本节课教学内容的选择,我将重点确定为:通过实验研究减小运动物体摩擦力的方法。难点定为对摩擦力的认识,以及实验过程中变量的理解与控制。

二.学情分析

学生在前一部分掌握了有关对比实验和力学其他知识的基础上进行本课的学习应该是比较轻松了。在日常生活中,学生对摩擦现象有一定的感性认识,只是但学生还不能从理性的层面上觉察到。所以在教学中,从学生的生活经验入手,根据自然现象,提出要研究的问题,以“问题”为纲,开展丰富多彩的自主探究活动。从而使学生能够揭示摩擦现象的实质及其规律,培养学生科学思维的能力。在前面学习《小车的运动》和《摆》中学生已经初步接触和掌握了对比

实验的研究方法,在本节课中学生将继续使用这种方法来收集证据,验证猜想。

三.教学设计理念

本课设计上突出体现了课程标准的理念:科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上,提供他们能直接参与的、有典型科学教育意义的各种科学探究活动。我在教学时依照教学目标并遵循学生掌握知识过程“由浅入深,循序渐进,由感性到理性”的认识规律,引导他们亲身经历“发现问题――进行预测――实验研究――合作交流――创新活动”的科学探究过程。 首先体现在教学内容的选择上,《摩擦力的秘密》这一节课的内容涉及了研究固体之间、液体和空气中的摩擦力现象,内容较多,安排为2个课时进行学习。在本节课中我选择了着重研究如何减小固体间的摩擦力。与其安排3个活动以求面面俱到,却什么都研究得不透彻,还不如就选择其中的一个因素好好研究。学生亲自体验了才有说服力。

再次给学生提供自由学习的时空。让学生根据自己的设计去完成实验,自主地参与教学全过程,多给学生一些思考时间,多给学生一些动手机会。科学课实践证明:学生对时间、空间、材料有了自由支配的权利之后,他们才能敢做、敢想、敢说,积极参与到学习中来,获得亲自参与研究探索的情感体验,他们的个性和创新能力得到了很大发展。

四.教学过程设计

一.游戏导入,激发兴趣

教师引导学生玩游戏,先将两本书交错放在一起,让学生轻松的拉开,接下来让学生将两本书所有页码交叉,让学生再试一试能否轻松的拉开。学生感受到前后

的不同之后,教师提出问题:什么样的神秘的力量使我们要费更大的力气才能拉开?让我们一起来感受一下它。开课时设计游戏,通过游戏激发学生的兴趣,形成良好课堂气氛的切入口,为学生的自主探究作好铺垫。游戏结果带给学生一个悬念,使学生产生刨根问底的急切心情,在探究的心理状态下接受教师发出的信息,易于将学生的注意力马上引导到教学目标上来。

二.初步感知,提出问题

在感知摩擦力方面,我设计分两步进行。第一是感受摩擦力,教师在教学时先引导学生用手在桌面上移动,从中体验到摩擦力是有阻碍的。第二是观察摩擦力,再让学生用刷子在桌面移动,让学生观察刷毛的运动方向,让学生亲眼看见摩擦力所产生的阻碍,与物体的运动方向是相反的。让学生观察刷子侧面的刷毛有没有变化,从而引导学生得出摩擦力是在两个物体的接触面上产生的结论。最后教师小结出摩擦力的概念。通过这几个小活动,将摩擦力概念巧妙的融合在活动产生的现象中,使学生亲身感受,亲历总结,印象深刻。

在经历总结摩擦力的概念后,教师引导学生一起来寻找身边的摩擦力现象,分析他们的功与过。然后提出在我们找到这么多摩擦力的现象后,关于摩擦力你有什么想探究的秘密,学生提出后,教师把问题板书在黑板上,对问题进行一个简要的梳理,如:摩擦力形成的原因之类的问题,就鼓励学生自己在课后取查找有关资料进行了解。最后确定,本节课来研究如何减小运动物体的摩擦力。

三.大胆预测,设计实验

学生的年龄特点告诉我们,提出问题的时候正是他们思维最活跃,大脑很兴奋的时刻,适时地抓住这个机会,放手让学生大胆想象和猜测,摩擦力的大小可能与什么因素有关?如何来减小运动物体间的摩擦力?有学生的生活经验作为背景,学生能够很快的猜测出摩擦力的大小与物体的重量、接触面的光滑程度、

接触面的面积的大小、变滑动为滚动等。此处学生有可能说的不是很准确,教师要引导学生用科学的语言来表达。猜测是科学探究的必经之路,学生的猜测各不相同,正是教学的最佳资源.学生在探究中得到验证或找出猜测的差距,久而久之,学生的猜测水平会逐渐提高,从而极大激发学生努力探索的情感。 接下来教师引导学生设计如何减小运动物体摩擦力的方案,这是本节课的教学重点。分这样几个步骤:1.确定小组研究方向。以小组为单位自主选择想研究的内容。2.学生根据材料制定研究计划。引导学生利用材料来设计实验方案,制定探究计划,并鼓励学生选择不同的材料来进行设计。3.预设实验过程,汇报实验方案。由于本次开展的实验是对比实验,因此在学生设计完实验方案后,可以让学生先在头脑中把实验过程先演练一遍,预设出可能出现的问题及解决办法。4教师提出指导意见,学生分组开展实验。在学生汇报完实验方案后,教师对实验中需要注意的地方给予一定的提醒。最后学生开始实验、并做记录,教师巡回辅导。

四,交流汇报,讨论总结

在学生完成实验后,教师先给时间学生在小组内进行小结和交流。交流先分小组进行,给每个学生提供说话的机会,互相交流,互相启发、互相提高。在交流中,学生对摩擦力的大小与什么有关形成共识之后,由大家推举代表汇报实验、讨论结果。教师要提出:大家对他们的研究结果有什么不同的意见吗?这样由学生经过亲手实验,经摩擦力的秘密过小组讨论交流,经过有代表性地汇报实验结果,学生不仅仅学习了科学知识,也培养了学生的情感态度与价值观。

五.设计活动 深化知识

最后我设计了一个活动场景:“五一”小明在父母的带领下去百里荒旅游渡假,要参加以下几项活动:攀岩、滑草、涉水,请大家帮助他们选择合适的鞋子去

参加这些活动。在学生获得有关摩擦力的知识后,教师引导学生应用获得的知识,尝试解决生活中实际问题有利于发展和提升学生的主体性、能动性、独立性,是培养学生的创新精神和创新能力的好时机。

我所认识的摩擦力 篇3

关键词:摩擦力;性质;定律

摩擦是一种常见现象,摩擦力在生活中无处不在。小时候,我喜欢滑旱冰,在马路上滑,滑得慢,在旱冰场上滑,有飞一样的感觉。这是因为旱冰场光滑,摩擦力变小了。当时我想,要是没有摩擦力该多好,那我就滑得更快。

摩擦力是非常重要的一个力。我时常想象,假如没有摩擦力,我们的生活该是什么样子?假如没有摩擦力,我会连一双筷子也拿不住,我也没法夹菜、咀嚼;假如没有摩擦力,螺钉就不能旋紧,空调、钟表等物品就不能挂在墙上;假如没有摩擦力,人们无法走路,更无法完成各项体育运动。如果没有摩擦力,人们的衣食住行都要受到影响世界都不知变成什么样子了。

摩擦力按性质通常分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。两个接触的物体,当一个物体相对另一个物体有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力。静摩擦力代表一种趋势,往往被忽略了。动摩擦因数是滑动摩擦力和接触面压力的比值。不同材质的物体的动摩擦因数不同,物体越粗糙,动摩擦因数越大。在摩擦力实验中,在拉动木块瞬间,弹簧测力计读数会变小。这是因为动摩擦因数略小于静摩擦因数。一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力。当压力相同时,滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多。人们把拉杆旅行箱装上轮子,就是利用这个原理。

人类很早就开始应用摩擦力,人们对摩擦力也进行了艰苦的探索与研究。人类祖先的钻木取火就是摩擦力的应用,古埃及人建造金字塔时,曾在运送的大石块下面垫上圆形滚木。达·芬奇(1452—1519)第一个对摩擦力提出了科学的论断。他认识到摩擦力与载荷成正比,而与名义接触面积无关。约在1780年,库仑提出第三条摩擦定律,即摩擦力与速度无关。这三条定律作为公理一直沿用至今。这三条定律适用于固体表面之间的摩擦,也就是干摩擦。

除了干摩擦,我们的生活中还有流体摩擦。飞机或潜艇做成流线型,这是为什么呢?减少阻力。因为飞机在空中飞行,要受到空气的阻力,潜艇在水中航行,要受到水的阻力。广义上说,物体受到的所有阻力,都可称为摩擦力。空气和水都有流动性,统称为流体。流体阻力与物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大。高铁火车头做成流线型“子弹头”造型,是为了减少阻力。流体的阻力还跟物体的横截面积有关。降落伞打开时,横截面积增大,所受阻力增大。一般来说,空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小很多。这是因为空气的黏度比液体黏度要小很多,所以飞机的速度比轮船快许多倍。磁悬浮列车靠电力使列车悬浮在轨道上,速度可达500公里/小时。

没学摩擦力前,我认为物体间相对运动才产生摩擦力,摩擦力总与运动方向相反,它是阻碍物体运动的力,它越小越好。事实是任何事情都不是绝对的。我们小时候爬树,由于重力作用,使身体相对树有下滑的趋势。这时,我们受到树的向上的静摩擦力,阻碍身体下滑,所以摩擦力的方向与我们向上爬的方向相同。因此,我们受到向前的摩擦力,与我们的走路方向相同。以上两例中摩擦力均为动力。摩擦力并非越小越好。冬天路面结冰,为了防滑,人们给汽车装了防滑链,或者在路面上撒灰渣。这是通过增大接触面的粗糙程度来增加摩擦力。人们装修时,卫生间地板铺粗糙花纹的防滑瓷砖,这也是为了加大摩擦力。

摩擦力在更多情况下给我们带来了便利与帮助,但有时它也给我们带来了麻烦与不便。比如,机器的轴与轴承之间带来的摩擦,使一部分有用的能量被无偿地消耗掉了,人们用加润滑油来减少摩擦。为了保护宇航员和各种仪器设备,人们不得不付出很大的代价,用耐高温的特种合金制造船体,并且还在外壳加了耐高温材料。

摩擦力有利有弊,在我们的生活、生产中不可缺少。我们应通过所学知识,积极思考,增加有益摩擦,减少有害摩擦,让摩擦力更好地为人类服务。

参考文献:

[1]J·霍林.摩擦学原理[M].机械工业出版社,1981.

[2]吴凤艳.如何适应高中物理.科教文汇,2007(5X).

[3]任晓芳.打破思维定式学,适应高中物理.吕梁教育学院学报,2004(4).

[4]王震,周岚.浅谈初高中物理教学衔接问题及对策.物理教学探讨,2011(9).

[5]肖萍.新课标下追求个性化高中物理课堂[J].中学物理教学参考,2010.

解析有关滑动摩擦力的几个误区 篇4

一、认为接触面的正压力, 都是由于物理体的重力引起的。不少同学在求解滑动摩擦力时往往把重力都当作正压力

代入求解, 造成这一误解的根本原因是没有理解正压力F=μFN的物理意义, 而是只死记书上典型例题中正压力等于重力的情形, 生搬硬套, 造成错误。FN是对物体表面的垂直作用力, 而不是物体本身的重力。只有在水平面上, 竖直方向上只受重力和支持力, 且二力平衡时, 物体间的正压力才等于重力。如图1所示, 物体M与墙是接触的, 但其对墙壁的压力是0而不是mg。

二、认为物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的相对运动速度大小有关。

这是由于在日常生活中拉动一物体在水平面上加速运动时需要的力大, 并且速度越大越费力。其实滑动摩擦力F=μFN, 只与物体间的动摩擦因数和物体间的正压力有关。如图2所示, 一个匀质木板长为L、重为G, 放在水平桌面上 (假设桌面足够长) , 在一水平推力F的作用下, 先加速运动到A, 然后匀速运动到桌子的右端, 最后推出桌面一部分, 但木板未掉下来。问:在这一运动过程中, 木板受到的摩擦力怎样变化?

在回答这类问题时, 很多同学认为物体在加速运动的过程中所受的摩擦力最大, 匀速运动过程次之, 当木板被推出桌面后, 随着木板和桌面间的接触面积的减小, 其所受的摩擦力也逐渐减小。其实这是不对的, 因为木板在向右运动的过程中, 在竖直方向上始终只受重力和桌面支持力的作用, 即F=mg, 木板与桌面间的粗糙程度和接触材料都没有改变, 即不变, 依据公式可知, 木板所受摩擦力在整个过程中是恒定的, 即F=μmg。

三、认为物体间受的滑动摩擦力的方向总与物体运动的方向相反, 即认为滑动摩擦力一定是阻力。

造成这一误解的原因是在中学物理中同学们所遇的大多数物理情景都是以地面和地面上的固定物体为参考系的, 而滑动摩擦力是以对方为参考系的, 故不少同学对“滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反”这句话中的“相对”二字的含义理解不深刻。“相对”既不是相对地面, 又不是相对观察者, 而是相对跟它接触的、使它产生滑动摩擦力的物体, 即相对于施力物体。如图3所示, 在长木板A上放着一块木板B, 当长木板A在拉力F的作用下向右做加速运动时, 木板B随长木板A一起向运动, 但木板B的速度v2小于A的速度v1。这种情况下, 木板B受的摩擦力的方向, 就与其运动方向相同。因为虽然木块B的运动方向是向右的, 但它相对于长木板A的运动方向却是向左的。

四、认为静止的物体不可能受滑动摩擦力的作用。

造成这一错误认识的原因在于通常我们说一个物体是静止的, 都是相对于地面参考系而言的, 而滑动摩擦力是在两个相对运动物体间产生的。例如图4所示, 有一固定在地面上的木板A, 上面放一个重G=10N的物体B, 并在F=6N的拉力作用下运动。若A、B间的动摩擦因数μ=0.5, 问:B对A是什么摩擦力, 其大小是多大?这里木板A虽然是静止的, 但相对于物体B却是运动的, 故B对A的作用力是滑动摩擦力, 其大小

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