高中物理摩擦力教学实践

    冉国庆

    摘要：物理是一门实用学科，在生活中处处有所体现。因此学生在学习过程中，不能只注重课本知识，而轻视生活中的物理知识，要将课堂知识与生活常识相结合，这对于学生培养物理思维、巩固相关物理知识有很大的益处。本文以高中物理课本中的摩擦力教学为出发点，对生活中的摩擦力进行分析，期望能够有助于学生对高中物理知识的理解和学习。

    关键词：摩擦力;物理;生活

    中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-19-

    在物理学中阻碍物体产生相对运动的力或者在相对的运动趋势下产生的力都叫作摩擦力。根据物理学特性可以将其分为静摩擦力和动摩擦力。静摩擦力是在两个物体相互不断的接触下、挤压下还可以一直保持相对静止而产生的力。动摩擦力是指在两个物体之间产生相对运动时所形成的力。产生摩擦力的条件包括物体间直接接触，接触面粗糙，接触面间有弹力存在，物体间有相对运动或相对运动趋势。这四个条件紧密相连，缺一不可。显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力。

    一、摩擦力的力学分析

    1.静态的力学分析。静摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反，静止的物体受到的摩擦力取决于物体之间是否存在弹力和物体之间是否具有相对运动的趋势。静摩擦力的大小跟物体受到的外力和物体运动状态有关，在计算静摩擦力的大小时可以利用平衡条件或者牛顿定律求解。比如，在两个水平放置的方块中间连着一根弹簧，有人在一边轻轻拉动其中的一个方块，另一个方块产生的力的大小如何？根据二力平衡的原理，当我们使用的力小于弹簧产生的作用力时，在保证作用方向相同的情况下，另一方块所受到的力等于这两个力之和。当此力大于弹簧的作用力，同时这两个方块依然静止，那么这两个力的作用方向是相反的，则另一方块所受到的摩擦力是两个力的差。

    2.动态的力学分析。当两物体处于非平衡状态时，其摩擦力的大小与物体的运动状态有关，其方向判断与前面相同。在高中物理教材中，学生在学习摩擦力时，斜面是物体受力最好的场景。物体在斜面上滚动时，从顶端向下滚落，逐渐滑落到斜面底端。整个过程存在着很奇妙的物理现象，它产生的摩擦力是由物体的质量、斜面的粗糙程度以及角度共同決定的。

    二、 摩擦力在生活中的应用

    力与人们的日常生活息息相关，它无时无刻不在影响着人们的生活。比如当人们手握一个玻璃杯时，如果杯子自由向下滑落，就要牢牢抓紧它，增大握力防止它掉下去，增大握力就是在增大手与杯子之间的摩擦力。

    对于摩擦力的应用，人们早已积累了大量的生活经验，积累了很多的小窍门，从而更加便利地进行生活。比如，在下雪之后，路面更容易让人滑倒，这样不仅增加安全隐患，还不方便出行。出现这种现象的原因是冰雪路面较为光滑，导致摩擦力减小。这时，人们就要铲雪铲冰或者倒一些炉灰渣来增大摩擦力，防止摔倒。人们还可以在冰面上铺设一些稻草，或者穿防滑鞋来让自己行走得更加稳定。只有增加了摩擦力，人们走在路上才会更加安全。再比如，人们在乘坐地铁时，安检需要用到传送带，它将人们的物品从这一头传递到另一头。由于传送带一直处在工作的状态，就会让上面的东西从静止的状态转换到运动的状态。假设这段距离足够长，这就可以使物品最终的距离与传送带最终的距离用同样的速度来保持相对静止的状态，再加上物体受力的作用，就会导致产生的摩擦力消失。另外，圆形物体在运动的过程中也与摩擦力有关。在力的作用下，汽车刹车时，车轮和地面产生的滑动趋势就是静摩擦力，是帮助汽车在刹车时更快停止的力，可以减少交通事故的发生。

    三、基于实践的摩擦力教学策略

    1.通过课外实验来锻炼学生的动手操作能力

    动手能力是学生学习物理的重要基础，也是自身素养的重要体现。在高中物理教材中，除了演示实验和分组实验之外，教师还可以根据摩擦力原理，设置一些较为特别的摩擦力课外实验，帮助学生提升兴趣，扩展视野。教师要合理安排实验顺序，让学生在课外实验过程中锻炼动手能力，让每个学生都可以参与到实验操作环节，并在实验结束后上交自己的实验报告。对那些有难度的摩擦力实验，教师应该给予及时提示，帮助学生掌握实验技巧，这样可以加深学生对物理知识的印象。一些有趣的摩擦力实验可以不断地提升学生物理学习兴趣，深化学生对物理概念和知识规律的认识，提升他们的动手操作能力。

    2.积极进行社会实践，培养学生的综合能力

    学校是学生学习和生活的主要场所，但是学校也是一个较为封闭的场所。学生必须不断强化自身的社会属性，以适应未来社会对人才的需求。因此，教师应该积极鼓励学生到社会中去参加实践活动，利用一些时间组织学生为社会做有益的事，同时让学生更好地学习知识。在开展社会活动之前，应该确立主题，以便开展社会调查。比如在道路上，部分车辆都会出现超速行驶导致的刹车不及时现象，从而发生交通事故。针对这种现象，教师可以指导学生进行有关摩擦力的分析，以减少城市交通事故为主题进行探究。这不仅可以让学生受到交通安全教育，还可以结合不同的学科知识进行调查和访问，丰富自身的知识储备。在调查研究的基础上，学生可以从摩擦力的角度进行设计，从路面设计和轮胎设计等方面提出有创意的构想，更好地服务交通，保证车辆的行驶安全。

    3.内化知识，尝试写有关物理的论文

    在学习物理知识时，教师可以让学生积极写一些科技小论文，帮助学生更好地学习物理知识，及时表达他们在学习物理知识过程中的感受，将物理知识运用到生活中的感受。教师可以挑出一些优秀的论文进行展示，让学生发表自己的意见与建议，虽然这些文章内容可能略显稚嫩，但它们是学生的智慧结晶。比如，摩擦力的范文展示再加上适当的鼓励可以更好地激励学生学习相关物理知识，引导他们对摩擦力知识进行深入探究，并积极进行实践。在实践过程中，学生会发现新的问题，并对新问题进行梳理和钻研，最后再通过写论文的形式展示自己的奇思妙想，從而写出更多具有价值、值得深思、有深度的文章。这样就形成了一个良性的循环，给学生探究物理知识提供了新的平台。

    4.适当开展物理科技活动，培养学生的创新思维

    教师在日常教授关于摩擦力的知识时，可以适当扩展学生的知识面，引导他们充分掌握摩擦力的原理。学习的目的在于学以致用，这也是教育教学的重要目标。教师可以适当开展物理科技活动，引导学生完成一些关于摩擦力的科技小制作。学生在制作过程中，要尽量减小摩擦系数，从而减小摩擦力，减少损耗。这样既可以增加学生的学习兴趣，又能够培养学生的创新思维。

    综上所述，摩擦力在日常生活中随处可见，如果没有摩擦力，人们的生活就无法进行下去，连穿鞋这样的动作都难以完成，帽子也会从头上掉落下来。在摩擦力物理教学中，教师要重视实践，让学生在课外实验中、在社会实践中、在论文写作中、在科技活动中，学习物理知识，提高动手能力。

    参考文献

    [1]华永平，周侠斐.任务目标驱动下初中物理实验型探究课的教学策略——以“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”为例[J].中学物理，2019（22）.

    [2]赖世锵.培育核心素养 形成物理观念——以“静摩擦力”教学设计为例[J].中学物理教学参考，2019（18）.