學科教育論文-靜摩擦力淺議摘要：當兩個互相接觸并處于相對靜止的物體間存在相對運動趨勢時，就有靜摩擦力產(chǎn)生。靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，與接觸面相切，最大靜摩擦力跟物體接觸面間的正壓力成正比。關(guān)鍵詞：靜摩擦力；最大靜摩擦力；平衡狀態(tài)。在教學過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學生分析靜摩擦力時，時常會出現(xiàn)錯誤的判斷，究其原因，在于這些學生沒有真正理解靜摩擦力產(chǎn)生的條件及其特點。當兩個互相接觸并處于相對靜止的物體間存在相對運動趨勢時，就有靜摩擦力產(chǎn)生。靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，與接觸面相切。為了幫助學生正確處理有關(guān)靜摩擦力的問題，現(xiàn)介紹以下兩種方法。1、根據(jù)靜摩擦力產(chǎn)生的條件分析產(chǎn)生靜摩擦力的充要條件是：兩物體接觸；兩物體互相有壓力；接觸面不光滑；兩物體間有相對運動趨勢。其中前三個條件比較容易判斷。但兩接觸物體間有無相對運動趨勢成為判斷靜摩擦力的依據(jù)。相對運動趨勢必須是彼此接觸的兩個物體互為參照物，而不是以兩個物體之外的物體為參照物。通常可用假設(shè)法：先假設(shè)接觸面是光滑的，看被研究的物體相對于接觸面是否運動，向何方運動，即為運動趨勢方向若運動則有靜摩擦力，其方向與相對運動方向相反；不運動則無靜摩擦力。例如：物體A與斜面保持靜止，A所受靜摩擦力的方向如何？分析：物體A相對于斜面有向下滑的趨勢，A必受到斜面對它的靜摩擦力，方向與其向下的趨勢方向相反，即沿著斜面向上。再例如：試判斷自行車后輪在滾動時受到的靜摩擦力的方向。分析：先假設(shè)自行車后輪與地面沒有摩擦力，可以明顯看到后輪與地面的接觸點相對與地面是向后運動的，則說明后輪相對于地面有向后運動的趨勢，所以后輪受到地面的靜摩擦力是向前的。2、根據(jù)物體運動狀態(tài)分析根據(jù)物體的平衡條件來分析靜摩擦力。當物體處于平衡狀態(tài)時，可根據(jù)平衡條件F=0來分析靜摩擦力。例如：如圖所示，一木塊放在水平桌面上處于靜止狀態(tài)，木塊在水平方向上受到F1和F2的作用力，其中F1=10N，F(xiàn)2=6N，求木塊受到的靜摩擦力的大小。（注：上圖左邊直線上方標注F1，左邊直線上方標注F2）分析：由于木塊處于靜止狀態(tài)，因此木塊在水平方向上合力為0，即水平向左的力等于水平向右的力，即F2+f=F1，計算可得靜摩擦力等于4N。根據(jù)牛頓第二定律來分析靜摩擦力。如果物體處于非平衡狀態(tài)，可以根據(jù)牛頓第二定律來分析靜摩擦力。例如：物體A放在水平放置的圓盤B上，隨B一起作勻速轉(zhuǎn)動，試分析物體A受到的靜摩擦力的方向。分析：物體A在豎直方向上受重力G和盤對它的支持力N的平衡，而A在水平面內(nèi)作勻速圓周運動，A作勻速圓周運動所需的合力（向心力），只有靠圓盤B對物體A的靜摩擦力來提供，由于向心力的方向是沿半徑指向圓心的，所以，靜摩擦力的方向也是沿著半徑指向圓心的。3、靜摩擦力的大小：用較小的力推桌子，桌子沒動，根據(jù)二力平衡條件，靜摩擦力與較小的推力相等；用較大的力來推，若仍然不動，靜摩擦力與較大的推力相等，所以靜摩擦力是隨著物體所受外力的大小而變化的，它的作用就是阻礙物體間發(fā)生相對運動。不過，靜摩擦力并不能無限度的增加，當我們逐漸增加推桌子的力，桌子終究會動起來，在從靜到動的一剎那，靜摩擦力不能增加了，它達到了最大值，這個最大值叫最大靜摩擦力。實驗表明：最大靜摩擦力跟物體接觸面間的正壓力成正比。理解靜摩擦力的含義需注意以下幾點：1）靜摩擦力不是一個不變的力，它隨著外力的增大而增大。2）用公式算出的是最大靜摩擦力，不一定是實際摩擦力。例如：用手握一個瓶子，為什么瓶子越重手握得越緊？分析：當手把瓶子握住時，瓶子在豎直方向受到了兩個力的作用，向下的重力G及向上的靜摩擦力F，由于處于平衡狀態(tài)，所以G=F，瓶子越重，要把瓶子握住，需要的實際摩擦力越大，由于靜摩擦力不會超過最大靜摩擦力F。所以當瓶子較重時，瓶子與手之間必須有較大的最大靜摩擦力，才能保證實際靜摩擦力不超過它。手把瓶子握得緊，手與瓶子之間的正壓力越大，最大靜摩擦力也越大，但當最大靜摩擦力增加時，實際靜摩擦力并不一定增大，因此，當瓶子平衡時，它所受到的靜摩擦力F總是等于物體的重量G。由本題可見，最大靜摩擦力和靜摩擦力是兩個不同的概念。4、教師在講授靜摩擦力這一問題時，需要注意的問題有：要向?qū)W生提出以課本為主，課前要預習，要學會讀書的要求，向?qū)W生指出靜摩擦力的定義和特點，這些定義和規(guī)律是什么意思？在日常生活生產(chǎn)實踐中，有哪些實例？可以在黑板上列出如下提綱：什么叫靜摩擦力？是否兩個物體接觸就一定產(chǎn)生靜摩擦力？靜摩擦力和哪些因素有關(guān)？通過預習提綱引導學生邊閱讀邊思考。幫助他們有的放矢的進行閱讀教材。另外