如何有效分析高中摩擦力的探索
来源:用户上传
作者:
【摘要】在高中的物理学内容中，由于力学占据了很大的空间，所以无法推测力学在考试中占据了多大的比分。力学这个领域被分成很多类别。本文是从力学的摩擦力出发进行探究和学习的，探究摩擦力方向和计算方法的例子，期待该例子对力学的学习有用。
【关键词】高中物理;力学;摩擦力
摩擦力是高中物理学的重要知识点之一。摩擦力是由两个或更多个对象之间的相互作用产生的。摩擦力与物体接触面的大小、方向、粗糙度有关。对象之间的接触面越粗，摩擦越大。压力越大，对象之间的摩擦力越大。
一、判断摩擦力的方向
（一）运用反作用力法判断摩擦力方向
反作用力法首先通过分析确定相对较小的物体的摩擦力和运动方向，然后逐渐根据对象的大小或与较小的对象接触的物体依次展开分析。
（二）概念法判断摩擦力方向
使用概念法来判断摩擦力的方向主要根据是：物体在一个水平面上处于静止状态时，物体所受摩擦力的方向和接触面相切，和压力的运动方向垂直，这时摩擦力与物体的运动方向相反。运用概念的方法来确定摩擦力方向的时候，选择对象的方向和相对方向十分重要。要查找对象的相关运动趋势，请执行以下步骤：首先，选择要调查的实验对象，即支撑对象。然后，选择需要与摩擦对象接触的参考对象，并确定它们之间的接触面。第三，观察观察到的对象和参考对象的移动趋势。
（三）运动状态观测法判断摩擦力方向
详细分析物体受到的外力和摩擦力，根据物体的运动状态调查力的大小和方向，根据牛顿第二定律确定力和反作用力的大小和方向平衡的必要条件来决定。
二、计算摩擦力的方法
在分析物体的静止摩擦力或滑动摩擦力时，首先滑动摩擦力的方程式是Ff=μFN，μ是滑动摩擦力的因子，没有单位，其大小取决物体间接触面的粗糙度或滑动程度等，F表示压力，和物体的运动速度与接触面的粗糙度程度无关。
静摩擦力的决定：静摩擦力的范围是fn≥f≥0（fn表示最大摩擦力）。最大静摩擦力根据物体压力的变化而变化。压力越大，最大静摩擦力越大。一般来说，最大静摩擦等于滑动摩擦。
运动状态法：摩擦力大小一般可用运动状态法或反作用力的方法，有点晦涩难懂，例2就是这一方法的例子。
例1：如图1所示，将质量m的对象放置在传送带上，并根据传送带的移动（左右）。在以下两种情况下，将速度设置为a，并计算对象在以下两种情况下的摩擦力。
解：当m向上做加速运动时，斜面有一个向下的重力分量，所以需要传送带向上加速运动，这时传送带对物体所产生的摩擦沿着传送带向上。物体向下加速的话，摩擦力的大小受到加速度的大小的影响。当重力倾斜面的方向达到特定的平衡点时，倾斜面的方向正确地提供必要的外力，摩擦力的大小为0。当加速度为正时，摩擦力从斜面下降，加速度为负时，此時摩擦力为沿斜面向上。
m向上加速时，根据牛顿第二定律，是F-mgsina=ma，方向沿着倾斜面朝上。同样地，当m向下加速时，mgsina-F=ma（F向上）。所以，F=mgsina-ma
当a0。与假设的方向相一致，沿斜面向上。
当a=gina时，F=0。m与斜面之间的摩擦力为0。
当a>gina时，F<0。与假设方向相反，沿斜面向下。
例2：如图所示，A，B，C的质量全部是100kg，ABC重叠放在地面。此时，对象B具有受到A水平向左拉伸力F。F=90N的情况下，A、B、C做匀速直线运动，相对静止，计算出A和C的摩擦力。
如图2所示：A、B、C的质量均为100kg，将ABC进行重叠，并放在水平静止的地面这时物体B受到了一个水平向左的拉力F。当F=90N时，A、B、C做匀速直线运动且相对静止，求A、C受到的摩擦力。
解：当F=90N的情况时，A、B、C全部水平直线地移动。A可以根据平衡状态的原理获得摩擦力。B对A的摩擦力为0，由牛顿的第三定律，A对B的摩擦力为零。B的状态处于平衡状态，C和B相对静止，因此可以得出C对B的静摩擦力为90N，其方向为向左。根据牛顿的第三定律，B对C的静摩擦力为90N，方向为右。
如果物体的运动轨迹和摩擦不明确，首先假定摩擦力在特定的方向上运动，其次使用牛顿的第三定律分析推断方程式。经过仔细分析以及实际题目的组合，可以得出最终结论。
三、总结
物理学是复杂的学科。在高中学习物理学知识时，应用是非常重要的。实际上，物理学的机制是具有复杂的构造和广泛知识的结构。因此，如果想学好高中物理学，首先要做的是学习每个小点的知识分析。本论文仅对物理力学的小分支摩擦力进行分析和研究。其实，还有很多关于力学的复杂知识需要不断探索才能真正理解其奥妙。
参考文献：
[1]崔振军.摩擦力教学的实践探索[J].甘肃教育，2018（13）：113.
[2]周治安.高中物理摩擦力问题解决方法的核心探索研究[J].科学技术创新，2018（10）：43-44.
[3]马京立.学友合作探究教学案例——摩擦力[J].中学物理教学参考，2016，45（10）：54.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-15149236.htm
