教學中如何突破靜摩擦力有無以及方向的判斷?

2021-01-16 物理學習研究

1. 不會判斷物體間是否具有相對運動趨勢從而不能判斷是否存在靜摩擦力。

2. 不會判斷物體相對運動趨勢的方向從而不能判斷靜摩擦力的方向。

    由於靜摩擦力在具體問題中表現出「動中有靜,靜中有動,若有若無,方向不定」的複雜性,對於初學者來說不易理解。尤其是判斷相對運動趨勢,「勢」即「引而不發」,是不可見的,學生知道假設接觸面光滑來判斷相對運動趨勢,但是不會判斷假設接觸面光滑下的相對運動。


1. 通過幾個簡單的實例讓學生理解相對運動趨勢,靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的關係。

2. 在教師的引導下讓學生分析假設光滑條件下的相對運動,從而學會判斷相對運動趨勢。

3. 設計實驗讓學生看到接觸面光滑情況下的相對運動,結合理論分析加深對相對運動趨勢的理解。

教學片斷1:

   準備一個大的玻璃瓶,裝滿水,用雙手捧住舉起來。分析玻璃瓶的受力情況。學生根據初中所學的二力平衡知識,很容易判斷玻璃瓶受的重力和靜摩擦力是一對平衡力,靜摩擦力的方向豎直向上。那麼如果玻璃瓶表面變成滑溜溜的,沒有了靜摩擦力,玻璃瓶就會向下滑落。這個向下滑落的方向就是玻璃瓶相對接觸面的相對運動趨勢,而靜摩擦力的方向與這個相對運動趨勢相反。

   把毛刷放在桌面上,用力拉毛刷的把手,使毛刷上部稍稍移動一些,毛刷的下部由於受到桌面的摩擦力仍靜止。刷毛髮生了彎曲,彎曲的方向也和上部移動的方向相反,說明靜摩擦力的方向與相對運動趨勢相反。

   所謂相對運動趨勢,是指「想要」發生相對運動,但是又沒能發生相對運動的一種狀態。為什麼沒能發生相對運動?是因為受到了靜摩擦力,所以靜摩擦力的作用是阻止了相對運動的發生。如果沒有了靜摩擦力,相對運動就會發生,所以可以通過假設接觸面光滑的方法來判斷相對運動趨勢,而靜摩擦力的方向一定與物體相對運動趨勢的方向相反。

   例如上圖,傳送帶和物塊都處於靜止狀態。如果接觸面突然變成光滑,物塊會立刻沿著傳送帶加速下滑,所以物塊有相對傳送帶下滑的趨勢,靜摩擦力沿斜面向上。

   如果物塊和傳送帶一起勻速向上運動呢?如果接觸面突然變成光滑,物塊立刻開始減速,其速度將小於傳送帶,相對傳送帶向下運動,所以物塊仍有下滑趨勢,靜摩擦力依然沿斜面向上。

   如果物塊和傳送帶一起勻速向下運動呢?如果接觸面突然變成光滑,物塊將立刻向下加速,而傳送帶是勻速向下運動,物塊的速度大於傳送帶,所以物塊依然有相對傳送帶向下的運動趨勢,靜摩擦力方向還是沿斜面向上的。


教學片斷2:

    分析自行車前後輪的摩擦力方向。

   首先要區分自行車的前後輪的區別,後輪是主動輪,人踩踏板,通過齒輪傳動給後輪提供轉動的動力,而前輪是從動輪,若是後輪離開了地面空轉,前輪是不會轉動的。

  假設地面是光滑的,前後輪將怎樣運動?我們用實驗來演示。將自行車的後輪放在一塊板上,板下墊一些細金屬棍。踩動自行車踏板,板向後運動,而自行車並不向前移動,說明板受到了向後的靜摩擦力。根據牛頓第三定律,後輪受到向前的靜摩擦力。再把板放在前輪下面,踩動踏板,木板和前輪一起向前運動,說明板受到了向前的靜摩擦力,而前輪受到了向後的靜摩擦力。

後輪是主動輪,輪胎與地面接觸的部分相對地面有向後運動的趨勢,所以靜摩擦力向前。而前輪是從動輪,不會主動轉動,所以與地面接觸的部分有向前運動的趨勢,靜摩擦力向後。從以上實驗和理論分析我們總結出,靜摩擦力對主動輪來說是動力,對從動輪來說是阻力。

相關焦點

  • 高中物理判斷靜摩擦力方向的兩種方法,漲知識~
    一、用「靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反」判斷相互接觸的兩物體間有相對運動趨勢時在接觸面間產生的摩擦力和靜摩擦力,其方向與它們相對運動趨勢的方向相反。圖1解析:桌子相對地面有向左的相對運動趨勢,所以地面對桌子有靜摩擦力,其方向水平向右,大小等於F。小結:這種方法適用於相對運動趨勢方向容易判斷的情況。
  • 靜摩擦力實驗探究(1)||教學實驗研究
    .實驗通過2臺電子天平示數的變化進而判斷靜摩擦力的方向和大小變化,同時還驗證了牛頓第三定律.高一學生在初中階段已經學習過摩擦力,知道摩擦力的概念及分類,但初中所學的摩擦力的概念只說明了滑動摩擦力,而且由於相對運動趨勢不好觀測,以及靜摩擦力本身「動中有靜,靜中有動,若有若無,方向不定」的特點[1],容易造成學生在靜摩擦力方向和大小變化的理解和判斷上存在困難.為此,設計了定量探究靜摩擦力方向和大小變化的實驗裝置,幫助學生有效地突破本節課的難點,同時定量地驗證了靜摩擦力滿足牛頓第三定律
  • 最大靜摩擦力
    歡迎分享,內容持續更新中…學習內容:人教版八年級物理  第8單元第3節拓展點:最大靜摩擦力講解:1、靜摩擦力有最大值。2、靜摩擦力的最大值比滑動摩擦力稍大。3、靜摩擦力總等於使物體發生相對運動趨勢的力。(1)在水平方向上,使物體發生相對運動趨勢的力是推力、拉力;(2)在豎直方向上,使物體發生相對運動趨勢的力是重力。方法技巧:靜摩擦力的大小一般要利用二力平衡條件和相互作用力的特點求解。
  • 靜摩擦力進階設計——【講】
    構造並感知情景——每一個物理題都是一個故事例1:判斷圖中物體A是否受摩擦力作用(A和B相對靜止);若有,判斷A受的摩擦力沿什麼方向(1)圖a中A、B相對地面靜止    (3)圖c中A、B一起向右做勻速直線運動 (2)圖b中A、B相對地面靜止
  • 八年級:靜摩擦力
    (請留言參與討論)這些都是摩擦力作用的結果.生活中摩擦力的種類很多,現在我們討論靜摩擦力.【舉手提問】1、什麼是靜摩擦力?2、靜摩擦力的三要素是什麼?靜止在斜面上的物體,有向下運動的趨勢,阻礙物體向下運動趨勢的的力叫做靜摩擦力.
  • 靜摩擦力專題
    顯然箱子在水平方向上不受其他外力的作用,當平板車勻速前進時,箱子與平板車間沒有相對運動趨勢,故無靜摩擦力產生.當平板車加速、減速、轉彎時,箱子相對於平板車分別有向後、向前、向外的運動趨勢,箱子分別受向前
  • 新高一預習:《靜摩擦力》視頻講解,開學贏在起跑線!
    為了讓人們了解宇宙,霍金用鋼珠模擬為早期宇宙中的物質,進行了理想狀態下的實驗。傳送門:物理大師初中《摩擦力——挽救劫難的力量》根據物體相對運動狀態的不同,摩擦力可以分為靜摩擦力、滑動摩擦力與滾動摩擦力三種。
  • 初二物理下冊學案:8-3 知識點5 靜摩擦力
    【學習目標】掌握靜摩擦力的特點,體會靜摩擦力大小的判斷方法。【知識點睛】1.靜摩擦力當相互接觸的兩個物體相對靜止,但是存在著相對運動的趨勢時,在接觸面之間會產生一個阻礙相對運動的力,這個力就是靜摩擦力。2. 靜摩擦力的方向:與相對運動趨勢方向相反。3. 靜摩擦力的大小隨實際情況而變,與物體所受的其他力有關。
  • 初中物理:自行車前後輪摩擦力方向!為什麼後輪是靜摩擦無法理解
    我先回答你紅圖中的問題吧。如果自行車在一個沒有摩擦力的地面,想要行走是不可能的!比如你可以想像一下你在冰面上騎自行車。你能騎上去嗎?就算有人扶著你上去了,你能騎著走嗎?百分百會摔跤!這就是因為自行車與地面之間沒有摩擦力。
  • 第13講 摩擦力 高中物理必修一
    知識總結◎ 知識梳理摩擦力有滑動摩擦力和靜摩擦力兩種,它們的產生條件和方向判斷是相近的。    1.產生的條件:(1)相互接觸的物體間存在壓力;(2)接觸面不光滑;(3)接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(靜摩擦力)。注意:不能絕對地說靜止物體受到的摩擦力必是靜摩擦力,運動的物體受到的摩擦力必是滑動摩擦力。
  • 【每周一問】【10】水平推力大於最大靜摩擦力時物體一定會發生相對滑動嗎?
    建立靜摩擦力和最大靜摩擦力概念時,是以水平面上靜止物體加以說明的,在此情況下,靜摩擦力等於水平拉力;當水平拉力等於或大於最大靜摩擦力時物體開始滑動。此時同學們還沒有學習牛頓運動定律及非平衡態運動的動力學分析。由此建立起「在任何情況下,滑動摩擦力都等於引起相對運動趨勢的主動力」或「當引起相對滑動趨勢的主動力等於最大靜摩擦力時物體即將相對滑動」的片面認識。
  • 行駛的車子,地面給車輪的摩擦力,方向是向前的還是向後的?
    行駛的車子,地面給車輪的摩擦力,方向是向前的還是向後的?在高中物理學習中,對於摩擦力方向的判斷,是同學們普遍感到較難的問題之一,尤其是靜摩擦力的方向的判斷。課本中說,靜摩擦力的方向總是沿著接觸面,並且跟物體相對運動趨勢的方向相反。所謂相對運動趨勢,是指兩者之間沒有相對運動,但是又有運動的趨勢,既為想動而未動的狀態,對於這種狀態,顯然是比較難於判斷的。
  • 經典力學:滑動摩擦力
    靜摩擦力與物體接觸的表面材料有關兩個相互接觸的物體,當接觸面存在相對運動趨勢但又沒有發生相對運動時,接觸面上就會產生一種阻礙相對運動的力,這種力叫作靜摩擦力。1.靜摩擦力產生的條件兩個物體相互接觸且接觸面粗糙,相互之間存在著壓力,具有相對運動的趨勢。2.靜摩擦力的大小靜摩擦力F隨著沿相對運動趨勢方向的外力的變化在0與最大靜摩擦力Fmax之間變化,即0<F≤Fmax。靜摩擦力的大小與壓力大小無關,由物體的運動狀態和物體所受的其他力所決定,可根據牛頓第二定律或平衡條件求解。
  • 「名師在線」「四步法」判斷摩擦力的方向
    >④兩物體間有相對運動或相對運動的趨勢,判定摩擦力是否存在。2.選摩擦力的施力物體為參照物,判斷出兩物體間的相對運動方向或相對運動的趨勢方向,進而判斷出相應的滑動摩擦力或靜摩擦力的方向。具體地說就是:甲乙兩物體間存在摩擦,要判斷甲所受到的摩擦力的方向,①以乙(施力物體)為參照物,判斷甲(受力物體)的運動方向或運動趨勢方向;②甲所受摩擦力的方向即與此方向相反;③注意,不要以第三個物體為參照物,特別是對皮帶傳動這類問題,如果以第三者為參照物,極易出錯。要判斷乙所受摩擦力的方向,方法亦然。
  • 力學中三種常見力及物體的平衡
    1、力的概念的理解(1)力的本質①力的物質性②力的相互性③力的矢量性
  • 初中物理小練習--運動和力--摩擦力
    」基礎知識1、產生原因:a、物體接觸表面是粗糙的;b、物體對接觸表面有擠壓作用;c、物體關於接觸面發生相對運動或相對運動趨勢.以上三點式摩擦力產生的必要條件,三者缺一不可.2、摩擦力的分類:a、滑動摩擦力:物體受到接觸面阻礙相對運動的作用稱為「滑動摩擦力」;b、靜摩擦力:物體受到接觸面阻礙相對運動趨勢的作用稱為「靜摩擦力」;c、滾動摩擦力:接觸面阻礙物體滾動的作用稱為「滾動摩擦力」,實際上滾動摩擦不只是一個力那麼簡單,通常在中學階段不做嚴格分析時,只是考慮其中「靜摩擦力」成分,所以我們可以認為滾動摩擦力屬於靜摩擦力的一種
  • 通過這五點全面掌握理解「摩擦力」!消滅中學物理重難點!
    必須深刻理解各種類型的摩擦力,並能做到會判斷摩擦力種類、會求摩擦力大小、會判斷摩擦力方向、並能避免摩擦力的相關易錯點!今天我就從這幾個方面來說一下如何理解摩擦力!一、摩擦力種類:在中學物理中,摩擦力分為「滑動摩擦力」、「靜摩擦力」、「滾動摩擦力」!
  • 高中物理《洛倫茲力的方向》教案
    一、教學目標1.知道什麼是洛倫茲力,會判斷洛倫茲力的方向。2.通過理論分析,提高觀察思考能力,逐步形成抽象思維。3.通過本節課的學習,學生將抽象知識轉化為具體,感受物理世界的奧妙。二、教學重難點【重點】什麼是洛倫茲力。【難點】洛倫茲力的方向。
  • 2020年中考物理輔導—力和運動(2)
    (2)要熟悉日常生活中的常見力:如重力,用符號G表示,方向總是豎直向下的.還有:壓力(F),支持力(N),拉力(F),這一類力屬於彈力,產生的條件是施、受力物體互相有擠壓作用,且施、受力物體之間互相接觸.壓力和支持力的方向總是垂直於物體表面.另外還有摩擦力,用符號f表示.產生摩擦力時,滑動摩擦力的方向與物體相對滑動的方向相反.