汇编摩擦力的几个易错问题.doc

汇编摩擦力的几个易错问题作者 江苏省海安县双楼初级中学 吉兰 226600摩擦力与我们的生活息息相关，是初中物理教学中的一个重点与难点，同时也是历年中考、高考的热点之一。本人在教学中发现学生对摩擦力的相关概念理解不清，处理有关问题时困难重重，考察中反馈出来的问题层出不穷。为此，我在教学中重视基础知识的讲解，形成明显的思维，突出教学的重点。下面，是我在教学中帮助学生认识和理清摩擦力的几个易错问题：一、 摩擦力有无的判断强化摩擦力概念的理解，明确摩擦力的产生条件：1、接触面间要粗糙 ；2、接触面间要有挤压；3、物体间要有相对运动或相对运动趋势。判断某物体是否受到摩擦力，这三个条件缺一不可。所以，在教学和讲解试题的过程中，我要求学生认真审题，看清题设中有没有“光滑”两个字，若有则物体不受摩擦力；学生在分析第三个条件时，往往没有把握，一个是“相对”两字没有理解，而是运动趋势没有概念。下面，我用两幅图创建情景来帮助学生理清这两个概念。图甲中，物体A、B在水平桌面上，物体A受到水平向右的拉力F1作用，刚好使A、B一起在桌面上匀速运动，则A、B间是否有摩擦力？图乙中，物体B在斜面A上处于静止状态，则A、B间是否有摩擦力？很多学生一开始摸不着头脑，有的人认为图甲中，A、B都在运动，且A在拉力作用下向右运动，所以得出A受到向左的摩擦力的结论，故B也受到A对它向右的摩擦力。实际上，图甲A、B一起向右匀速运动，及AB乙甲A、B处于相对静止状态，没有相对运动不符合产生摩擦力的第三个条件，故图甲A、B间没有摩擦力；而图乙中A、B处于相对静止，学生又对照产生摩擦力的第三个条件，错认为A、B间没有摩擦力。其实他们还没有认识“相对运动趋势”的概念，在斜面上的B由于受到重力，有向下滑的趋势，如果斜面光滑那B会下滑，而B现在处于静止状态是由于受到A的摩擦阻力阻碍它向下滑。即，图甲中A、B相对静止，所以两物体间没有摩擦力；而图乙中A、B间有相对运动趋势，所以A、B间有摩擦力。二、 摩擦力种类、方向及效果的判断相互接触的两个物体，当它们做相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动的力叫摩擦力。当两个相互接触的物体，要发生相对运动而尚未发生相对运动时，在它们接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。例如，人步行时，脚向后蹬地即脚相对于地面有向后运动的趋势，则会受到地面阻碍它向后运动趋势的力，这个力就是脚与地面接触部分产生的静摩擦力，其方向与步行的方向相同，作为人步行前进的动力，自行车后轮也是依靠地面对后轮向前的静摩擦力产生的动力从而驱动车子前进。我们手握东西或是放在斜面上的物体，由于受到地球的重力有向下运动的趋势，就是由于接触面间的静摩擦力作用使物体不会掉下来。当一个物体在另一个物体表面滑动时受到的摩擦叫滑动摩擦力。当一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦叫滚动摩擦力。学生在区分滑动摩擦和滚动摩擦时有一个盲区，认为圆形的物体或者转动的物体与接触面间的摩擦都是滚动摩擦。其实不然，例如把瓶盖拧到瓶口的过程，瓶盖虽然在转动，但瓶盖与瓶口接触的边缘之间是相对滑动而不是滚动所以是滑动摩擦力。再例如，皮带传输机的问题，不管是初学还是中考试题，有些学生也不能正确的认识和处理，一做就错。这里设计到两个问题，一个是皮带与转动轮之间正常情况下是静摩擦，皮带轮的转动通过静摩擦力带动皮带随着转动，通常工人师傅通过张紧皮带来增大这个摩擦力防止皮带打滑不能很好的传送。另一个问题是皮带上被传送的物体与皮带什么情况下有摩擦，摩擦力的大小方向，学生不易判断。例如，如图甲是工厂中运送煤块的皮带传输机，图乙为它的工作过程简化图，转动轮带动水平皮带匀速向右运动当将一煤块A轻轻放在皮带的左端，煤块在皮带的作用下，相对于地面向右作速度增加的变速直线运动，此时煤块所受摩擦力的方向 （选填“向左”或“向右”）经过较短时间后，煤块随皮带一起以相同的速度向右作匀速运动，此时煤块所受的摩擦力 （选填“为零”、“方向向左”或“方向向右”）。解答此题时，先要判断煤块与物体间是否产生摩擦力，一开始煤块放到皮带的时刻，煤块静止而皮带在向右运动，所以煤块相对于皮带向左运动从而受到皮带向右的摩擦力阻碍其相对运动，且短时间内这个向右的摩擦力作为动力瞬间改变了煤块的运动状态，使其岁皮带一起向右运动。所以经过较短的时间后，煤块随皮带一起匀速运动，两者相对静止没有摩擦力，故此时煤块受到摩擦力为零。三、 如何确定摩擦力大小及摩擦力的测量对于初中生我们只要求学生定性的知道滑动摩擦力大小只与接触面粗糙程度和压力有关，与拉力、运动速度以及接触面积等因素无关。而静摩擦力运用二力平衡原理来判断静摩擦力的大小。如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，以下说法正确的是（ ）甲乙A02秒，物体没有推动，是因为推力小于摩擦力 B24秒物体做匀速直线运动 C24秒物体受到的摩擦力是3N D46秒，物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力解决此题，要结合力和运动的知识来作答。先由v-t图像分析，0-2s物体速度为0，即推力没能推动物体，注意有同学习惯凭经验认为此时是因为推力小于摩擦力，所以物体没有推动，故误选A。而此时物体没有被推动处于静止状态，但是推力使物体有要向右运动的趋势，由于接触面之间粗糙在物体将要向右运动时产生一个阻碍其运动的力，这个力就是静摩擦力与推力是一对平衡力，使物体处于静止状态，其大小等于1N，方向水平向左。在2-4s段，物体做匀加速运动，此时物体受到的是滑动摩擦力但其大小小于推力，所以物体做加速运动，故B、C错误，这段时间受到的摩擦力不等于3N。只有物体在做匀速直线运动时，受到的推力才与摩擦力是一对平衡力，所以在4-6s时，物体以4m/s的速度做匀速直线运动，此时滑动摩擦力大小等于推力2N.故选择D答案。而通过大量实验表明滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，所以在2-4s的过程中，物体受到的摩擦力为2N。特别值得提醒的是，物体在运动时受到的滑动摩擦力大小与物体所受的拉力以及运动快慢没有关系，而在测量摩擦力大小过程中，我们只有保证拉力使物体处于平衡状态，才有拉力大小等于摩擦力大小。为了测定木块所受到的滑动摩擦力，有甲、乙两种设计实验方案，如图实验中不计弹簧测力计的重力。甲方案：在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面滑动。乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动。这两种方案都是利用“二力平衡”原理，使弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，共同操作要求都是在水面上，弹簧测力计沿水平方向放置，这样确保二力平衡的“二力”和“共线”的条件，所不同的是甲方案是拖木块运动，而且要求匀速拉木块，其实人为操作时不可能控制匀速，且弹簧测力计拉动时，指针不稳定不方便读数；而乙方案是拖下面的木板运动，木板向左运动，由于表面粗糙会给上面的木块一个向左的摩擦力，从而木块有向左运动的趋势，但是固定在墙上的弹簧测力计拉住上面的木块，使木块处于静止状态，这样木