教材中說:“靜磨擦力方向與相對運動趨勢方向相反”,“滑動磨擦力方向與相對運動方向相反”,中學生在課后練習時,很難確切掌握,往往會把問題混淆不清摩擦力方向怎么判斷,動靜難分,相對于誰運動分不清楚,因而降低了解決題目的難度。怎么破解這一難點、清晰判定磨擦力的方向呢?
一、強化概念理解,明晰形成條件
兩個物體的接觸面之間是否存在磨擦力,無論是靜磨擦、滑動磨擦還是滾動磨擦,必須同時具備四個基本條件:①兩接觸的物體間存在著擠壓作用(即存在壓力),即物體間的直接接觸;②接觸面不光滑、粗糙;③接觸面間有彈力存在;④兩物體之間存在著相對運動或有相對運動的趨勢。
這四個條件緊密相連,缺一不可。很其實,若兩個物體不接觸或即使接觸,但接觸面是光滑的,則不存在磨擦。若只滿足條件①、②而缺乏了③、④中的任意一個,也不會有磨擦力存在。如一塊磚靠近在豎直墻壁,放手后讓其沿墻上下降,也就是不具備條件③,即互相間無壓力,因而磚不能遭到磨擦力作用。又如靜止在粗糙面上的物體,它就是缺乏條件④,也就不存在磨擦力了。
二、了解磨擦力的特征
任何事物都有其特征,磨擦力也一樣有其特性,在教材中沒有明晰強調,而遇見實際問題時總要考慮到這種誘因。磨擦力具有明顯的三個特征:接觸性、被動性、滑動磨擦力的大小與物體運動狀態無關和與接觸面大小無關性。
對于接觸性,即物體受磨擦力的作用,物體間直接接觸(反之不一定創立),這一點早已包括在磨擦力形成的條件里,中學生都容易理解。而被動性,即磨擦力隨外界約束條件的變化而變化這是難點,中學生常常缺少理智認識,在教學中應當非常指出、ZD指明,通過列出生活中實例使中學生加深理解。對于第3個特征,中學生Z容易忽視,更要指出,加深印象,為旁邊的學習打下堅實的基礎。
三、摩擦力方向的判斷方式
不少朋友存在著一種錯誤認識,覺得磨擦力的方向總是與物體的運動方向相反,并覺得磨擦力總是制約物體的運動,是阻力。出現這些錯誤的緣由主要是由于朋友們對磨擦力的概念中的“相對”兩個字理解不夠而引起的。學習過程中怎樣把握磨擦力方向的判斷方式呢?
1、根據生活中親身感受
上課時,讓中學生將自己的一根腳趾輕輕地壓在桌面上,并讓手臂順著桌面緩緩聯通,可以讓中學生自己多次重復此動作,從中感受桌面對右手的磨擦力的方向,及手臂對桌面的磨擦力的方向,為之后進一步學習磨擦力降低一定的感性認識。
2、根據書中的定義
在Z初學習磨擦力之時,中學生都是按照磨擦力的定義來判定磨擦力方向的,而中學生對定義中“相對運動”和“相對運動趨勢”的理解不夠確切,在具體解題過程中又常常會混淆了“運動”和“相對運動”這兩個概念。
對這兩個概念的正確理解就變得十分重要。一個物體的“運動”是以地面或相對地面靜止的物體為參照物,而一個物體的“相對運動”是以跟這個物體接觸,且該物體相對于其有運動的那種物體為參照物的。其實,靜磨擦力亦是這么,因而使中學生把握正確的判定磨擦力方向的方式。
3、根據牛頓第三定理
隨著學習的深入,當中學生學習了牛頓第三定理后,也可讓中學生按照斥力和反斥力的知識來判定磨擦力的方向。
4、根據平衡力
當物體處于平衡狀態時,物體應受平衡力的作用,即物體所受的合力為零。這時我把磨擦力“擬人化”了,而把此時磨擦力的作用命名為“幫忙”,并把“幫忙”概括為三個原則:須要“幫”則有,無需“幫”則無;只“幫”小的,不“幫”大的;適當的“幫”,不多“幫”,不少“幫”。引導中學生仔細研究和感受上述三個原則,并能深刻理解上述三個原則中加破折號的幾個字的數學涵義后,都會很容易地弄明白處于平衡狀態下的物體是否受磨擦力的作用,及其所受磨擦力的大小和方向了。
其實,磨擦力方向的判定一方面須要班主任的教,另一方面更須要中學生自身的理解和感受摩擦力方向怎么判斷,從生活出發,教與學相結合,理論與實踐相結合,學與練相結合,能夠更好地確切地對磨擦力的方向做出判定。