产生静摩擦力的两个物体一定相对静止吗

产生静摩擦力的两个物体一定相对静止吗 2011年第4期物理通报短文荟萃 功就最少.因此对球进行受力分析(图3),可得 {Fsi.na=:mmggcois33.0.~ 所以OL=30.F=,/3mg 由以上几题的分析可知,应用极限的思想解决 物理问题,往往能将复杂的问题简单化,抽象的问题 具体化,从而找到简捷,明快的解题思路和方法. 产生静摩擦力的两个物体 一 定相对静止吗 李常明 (凤凰县高级中学湖南凤凰416200) i提出问题 在讲授高中静摩擦力的概念时,许多教师会向 学生强调:"受静摩擦力的物体一定是静止的"这种 说法是错误的,原因是没有指定参考系,只能根据教 材上的摩擦力概念,加上"相对"二字,即"产生静摩 擦力的两个物体一定是相对静止的"这才是正确 的.但是,汽车在不打滑的情况下,驱动轮所受的摩 擦力为静摩擦力,而此时受静摩擦力的物体——汽 车相对施力物体地面却是运动的,即"产生静摩擦 力的两个物体一定是相对静止的"却是错误的.该 如何向学生解释呢? 2分析探究 从概念上讲,仔细阅读一下人教版的教材会发 现,人教版上关于摩擦力的说法虽然是"摩擦力产 生在相互接触的两个物体之间",但是,在下面紧接 着有一个注释:物体要能看成质点.在分析摩擦力方 向时,如果不能看成质点,则摩擦力更准确地表述 为:摩擦力产生在相互接触的两个表面之间.只是高 中物理教材为降低难度,有意避开了不能看成质点 作者简介:李常明(1978一),男,中学一级,研究领域:中学物理 理论和教学研究. 一 96一 的情况,从而将"表面之间"直接说成"物体之间". 根据摩擦力概念,在分析汽车驱动轮不打滑情 况下摩擦力的方向时,汽车不能看成质点.现将汽车 的局部驱动轮放大,如图1所示.此时的施力者不是 整个地面,应该是轮 胎与地面接触处地 面上很小的点』4,受 力者不是整个汽车, 应该是轮胎与地面 接触处轮胎上很小图1 的点1.从点1开始沿汽车前进方向,把驱动车轮的 圆周长2"rrr分成n等分(n足够大),依次记为2,3,4, … . 地面上从点开始沿汽车前进方向,把与驱动车 轮的圆周长2霄r对应的直线轨迹分成与之对应的n 等分,依次记为B,C,D,….则下一时刻的施力者为 点B,受力者为点2;再下一时刻的施力者为点C,受 力者为点3...…?在这种情况下汽车的前进,不是受 力的作用点在力的作用时间内发生位移实现的,而 是受力作用点随时间的增加而不断变换实现的.每 个时刻对于驱动轮与地面相互接触的两个点之间仍 然是相对静止的,即在不打滑的情况下,汽车驱动轮 所受的摩擦力为静摩擦力. 如果学生对上面的分析还是不能很好地理解, 还可以想象冬天里一种极端的情形来帮助理解,即 汽车陷在雪地里根本不能前进,司机加大油门,驱动 轮在雪地里打滑,这时驱动轮和雪地之间的摩擦力 才是滑动摩擦力.反之汽车驱动轮在不打滑的情况 下,驱动轮所受的摩擦力为静摩擦力. 3综合结论 当分析摩擦力的方向时,物体能看成质点,产 生静摩擦力的两个物体一定是相对静止的是正确 的;物体不能看成质点,从高中要求看,产生静摩擦 力的两个物体一定是相对静止的是错误的,但从大 学要求看,接触面处两者仍然是相对静止的.为了做 到教学的严谨性,在讲解摩擦力的方向时,别忘了提 醒学生将物体能看成质点这一条件.