摩擦力(静摩擦)

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一个接触面能同时存在静摩擦力和滑动摩擦力吗

作者：陈建伟

来源：《新课程·教研版》2011年第04期

摘 要：在翻阅物理刊物时，看到好几篇文章对一个接触面是否可以同时存在静摩擦力和滑动摩擦力展开热烈的讨论，而且结论不一。笔者认为一个接触面不可能同时存在静摩擦力和滑动摩擦力。

关键词：一个接触面；摩擦力；运动

一、了解产生摩擦力的微观解释

“摩擦力的机制颇耐人寻味，无论多么光滑的表面，在显微镜下也显得凹凸不平，于是相互接触的物体彼此镶嵌。欲使两者沿接触面相对运动，就需超越此类相互的阻隔。这种超越既可能不破坏表面的突起，只发生轻微的上下跳跃，也可能使突起断裂。”我们知道，摩擦力属于电磁力，在微观上属于分子、原子级的相互作用。从上文中可以看到，两物体具有相对运动或相对运动趋势时，就受到由凹凸不平而引起的镶嵌所对应的挤压，就造成一种阻碍。

相对运动时，需要超越这种阻隔，是滑动摩擦力。而具有相对运动趋势时，但没有超越这种阻隔，阻碍照样存在，发生的是两物体间微观上的切向相互挤压，这就是静摩擦力，并且趋势越大，挤压越大，切向形变也越大，阻隔越大，即静摩擦力越大。当达到一定值时，即将破坏了这种凹凸不平或发生跳跃，即将发生移动，这时候两者间达到最大静摩擦力。此后，趋势再变大即发生移动，变为滑动摩擦力。

为了形象说明这种微观上的变化情况，我们引入一个模型——毛刷模型，刷子上一根一根的细毛可以看做微观上一个一个突出的分子或原子（如图1所示），当另一个物体在其表面相对运动或有相对运动趋势时，细毛就会向物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向发生弯曲（如图2所示），表示实际物体在微观上原子间的微小切向形变。

二、从实例中看出一个接触面不可能同时存在静摩擦力和滑动摩擦力

1．斜面上水平力推动物体的实例 龙源期刊网

初中物理静摩擦力和滑动摩擦力的对比

杜海峰

（

甘肃省平凉市第四中学744000）

摘要：

对于刚接触力学的初中学生来说，

静摩擦力和滑动摩擦力的分析是一个很容易混淆的知识点，

本

文将对两者详细对比，

并通过典型例题解析帮助学生掌握摩擦力大小、

方向的分析．

关键词：

初中；

静摩擦力；

滑动摩擦力；

对比

中图分类号：G632

文献标识码：A

文章编号：1008－0333（2019）26－0041－02

收稿日期：2019－06－15

作者简介：

杜海峰（1985．8－），

男，

甘肃省平凉人，

本科，

一级教师，

从事初中物理教学研究．初二学生刚开始接触力学，

在学习摩擦力一节时，

大

多学生虽能从物体的运动状态区分静摩擦力和滑动摩擦

力，

但未能对两者详细对比区分，

致使两者的影响影响因

素混淆使用或不能正确使用．

一、

静摩擦力和滑动摩擦力的关联．

物体与其接触面之间具有相对运动趋势，

而未发生

具体的相对运动时，

物体与接触面之间存在与相对运动趋势相反方向的静摩擦力，

该静摩擦力会随着外力的变

化而变化，

当外力逐渐增大时，

静摩擦力也会随之增大，

当静摩擦力增大超过最大静摩擦力时，

物体开始在接触

面上滑动，

此时静摩擦力变为滑动摩擦力，

若接触面之间

的压力和粗糙程度不变时，

滑动摩擦力的大小不再发生

变化．

二、

静摩擦力和滑动摩擦力的区别

物体运

动状态摩擦力方向同接触面同压力摩擦

力是否变化摩擦力大小变化摩擦力大小影响因素摩擦力大小非影响因素

静摩擦力相对接触

面静止与相对运动

趋势相反随外力变化而变化f

摩=F

外F

外接触面压力大小；

接触面粗糙程度．

滑动

摩擦力相对接触

面滑动与相对运动

相反不变物体匀速运动时，f

摩

=F

外接触面压力大小；

接

触面粗糙程度．接触面积大小；

物体是否匀速

运动；物体运动快慢．

说明：

在解答摩擦力相关问题时，

要注意静摩擦力和滑动摩擦力的影响和非影响因素，

特别是不能把滑动摩擦力的影响因素拿来分析静摩擦力大

小的变化．

三、

例题解析

1．

小华乘坐火车假期旅行时，

上车后将一本书放在

了车厢内的桌面上，

Ｖｏ１．３３　ＮＯ．４８２　８．２０１５．２８．　物理教学探讨　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＰｈｙｓｉＣＳ　Ｔｅａｃｈｉｎｇ　第３３卷总第４８２期　２０１５年第８期　

摩擦力》中“静摩擦力＂的教材分析　

李晓红　．葛文荣　

１．重庆第三十中学，重庆４０００１４　

２．重庆第四十二中学．重庆４０００００　

摘　要：教材是课程标准的具体化，包含了经典的教学案例．为教师教学提供了非常重要的启示和智力支持。本文通　过对《摩擦力》一节中静摩擦力部分的教材解读，梳理教材呈现内容的基本恩路，体会教材对知识的处理方式，从而根据　学情、资源等条件对教材进行个性化的处理，提高教学的有效性。　关键词：静摩擦力；教材分析；内容思路　中图分类号：Ｇ６３３．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—６１４８（２０１５）８－００２８－２　

《摩擦力》一节的知识既是力学的基础，也是　组成整个高中物理知识的一块“基石”。其问题的　

复杂性体现在“动中有静，静中有动”的特点，尤　

其是静摩擦力在许多问题中“若有若无。方向不　定”．给刚刚进入高中学习的学生们带来很大困　

难。所以，改变学生潜意识中对摩擦力的错误认　识，形成正确的理解，是本节课必须完成的教学　

任务。《普通高中物理课程标准（实验）》（简称《课　

标》）对该知识点的要求是“通过实验认识滑动摩　

擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力”。　因此。在实际教学中要通过探究活动，引导学生体　

验摩擦力的产生过程，并思考摩擦力的产生条件、影　响因素及特点。　

从学生角度来看，通过之前的物理学习。学生　

在知识与技能上已经具备了二力平衡和重力、弹　力的相关知识。，掌握了一些基本的物理分析方　法，为静摩擦力的学习奠定了良好的基础。在思　

维与心理方面，只要教师适当的引导和启发，他　们便能尝试从所观察的现象中总结知识。该阶段　

的学生心理已趋于成熟，对物理的学习开始从好　奇发展到尝试探究的层次。由于静摩擦现象与日　

常生活联系密切，因而学生的学习动机较强。但在　学习过程中也存在一些困难，由于生活经验导致　

漫谈静摩擦力的教学

摘要：高中物理静摩擦力在教学中是个难中之难的内容，静摩擦力的教学是个循序渐进的过程。教学中要建立好静摩擦力概念，引导学生形成解决静摩擦力问题的程序性方法。同时要引导学生在日常生活经验的基础上通过实验和观察来主动探究、归纳静摩擦力规律，激发学生的兴趣。

关键词：静摩擦力；概念；条件分析；静摩擦力特点；运动状态分析法；实验探究

高中物理的难点是受力分析，受力分析的难点是摩擦力的分析，而静摩擦力在教学中是个难中之难的内容。如何在教学中建立好静摩擦力概念，引导学生形成解决静摩擦力问题的程序性方法，引导学生在日常生活经验的基础上通过实验和观察来主动探究、归纳静摩擦力规律，激发学生的兴趣，是教学中需要解决的关键问题。高中阶段静摩擦力的教学是个循序渐进的过程，更是一个知识升华的过程，一个能力提高的过程。下面是笔者关于静摩擦力教学的一点浅见。

一、静摩擦力概念的建立

摩擦力教学是力学中的三大性质力教学之一。摩擦在现实生活和生产实践中是一种极为普遍的力学现象。摩擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力两种，可以对比滑动摩擦力引入静摩擦力的概念。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，在接触

面上就会产生静摩擦力。在教学过程中，经常发现不少学生分析静摩擦力时，时常会出现不会分析或错误的分析判断，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。

1.静摩擦力产生的条件分析。产生静摩擦力的充分必要条件是：①两物体直接接触；②两物体之间相互有压力作用；③接触面不光滑；④两物体间相对静止，但存在相对运动趋势。从两接触物体间有无相对运动趋势判断静摩擦力是难点。“相对运动趋势”必须是那两个互相接触的可能存在静摩擦力的物体互为参考系，而不是以两个物体之外的物体为参考系，不一定是地面。一般处理是：先假设接触面光滑，若被研究的物体相对于接触面向某方向运动，则有静摩擦力，该方向为相对运动趋势方向，静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反；相对无运动状态改变，则两接触物体之间无静摩擦力。例如常见的皮带传动装置中静摩擦力现象分析。另外，引起相对运动趋势的原因要让学生认识到位，不光是外力，还有单纯由物体的运动状态改变引起的情况。