摘要：物理是高中阶段重要的学习科目，同时也是一门公认的学习难度较大的科目，其不仅包含大量抽象的概念和定义，并且对于我们学生个人的思维能力和抽象理解能力有着较高的标准要求，尤其在高中物理力学知识学习过程中，只有全面掌握研究物体的受力情况，才能根据已知条件得出正确的答案。摩擦力是高中物理力学知识部分的一个知识概念，其广泛存在于我们的日常生活当中，在解决摩擦力做功的问题过程中，如何正确判断摩擦力的种类和做功情况，是正确解决摩擦力做功问题的关键。本文即从摩擦力的基本内涵入手，结合自身的一些学习经验，就摩擦力做功常见问题和做功情况，发表几点看法，以供广大同学讨论参考。
关键词：高中物理；摩擦力做功；常见问题
摩擦力是高中物理力学知识学习的一个重要的知识点，具体是指“两个互相接触的弹性物体，在发生或存在相互运动趋势时，在其接触面上产生的一种阻碍相对运动的力”，摩擦力做功就是物体克服这种阻碍的力所做的功。摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力两种，是现实生活中广泛存在的一种力，如吃饭使用筷子、拿起笔写字等都需要摩擦力来实现。同时摩擦力做功也是高中力学习题中一种典型的常见问题，但由于不同问题目标物体的受力情况具有多种、复杂的表现形式，在解决此类问题的过程中，我们较容易出现物体受力分析错误的问题，从而导致失分。本文即从摩擦力的基本定义入手，就高中阶段常见的摩擦力做功情况和问题，进行了分析和探讨，具体内容如下：
一、摩擦力基本概念概述
摩擦力是“两个互相接触的弹性物体，在发生或存在相互运动趋势时，在其接触面上产生的一种阻碍相对运动的力”，摩擦力的大小与相互摩擦的物体的摩擦系数、接触面积大小等因素有关。摩擦系数是指物体表面间摩擦力与垂直于平面的作用力的比值，物力学中常使用希腊字母μ表示，一般来说物体表面越光滑，其摩擦系数越小，反之则越大。生活中一些常见接触面材料的摩擦系数，如表一所示。
表1 生活中常见接触面材料的滑动摩擦系数一览表
二、高中物理常见的滑动摩擦力做功问题分析
（一）滑动摩擦力的做功问题分析
物体在滑动摩擦力的作用下进行做功，则此时存在以下三种做功情况：一，摩擦力对物体做负功。假设有一个质量为m的物体A静止放在粗糙水平地面上，此时有一个方向向右的拉力F作用于物体A，并带动物体A开始向右开始移动，则物体A在运动过程中就会克服地面给它的摩擦力进行做功。摩擦力可使用摩擦力计算公式：f=μmg计算。物体A受到的摩擦力与拉力F方向相反，得到物体A的位移距离后，即可对摩擦力做的功进行计算，由于摩擦力方向与物体运动相反，因此此时摩擦力做负功，做功大小为W=μgmscosα；二，摩擦力对物体做正功。例一，假设有一个匀速转动的传送带，在传送带上方有一个质量为m的物体掉落在传送带上，已知木块接触传送带的一瞬间，其不具有水平方向的速度，物体保持静止状态，并且物体随着传送带运动方向进行运动，则传送带表面对物体表面做的功是正功还是负功？判断摩擦力做功是正功还是负功，是解决摩擦力问题首先要确定的问题，根据题意摩擦力方向与物体运动方向一致，故而做正功。正确地做功情况判断，可以帮助我们正确认识物体的受力情况，从而获得正确的解题思路，提高解题效率和正确率；三，摩擦力对物体不做功。假设有两个表面粗糙的物体的叠放放置，其中位于上部的物体用细线与右侧墙壁相连，此时有一个大小为F、方向向左的力作用于下部物体，并拉动物体逐渐向左运动，则下部物体会承受上部物体对它的摩擦力，大小为μmg，方向向右。而位于上部的物体，在细线的固定作用下并没有发生位移，即摩擦力并未对其做功。这种物体叠放的问题情景较为复杂，如果我们过于纠结于物体间的摩擦力，就容易对摩擦力的做功情况产生错误的判断。因此，针对此类问题我们应加强对摩擦力方向与物体位移方向关系的关注，从而对摩擦力的做功情况，做出科学、准确的判断。
（二）静摩擦力的做功问题
1、仅存在一个静摩擦力做功
静摩擦力具体是指物体在接触平面上没有发生位移情况下受到的力。如受力物体仅受到一个静摩擦力的作用，一方面可能不做功，如一个质量为m的物体静止放置在水平地面上，此时有一个方向向右的力作用于物体，但物体本身没有发生位移，则说明摩擦力没有做功。这种情况在生活中也较为常见，以我们日常的物体搬运行为为例，我们在推移一个重量较大的物体时，往往会出现用力但物体没有发生移动的情况，此时物体受力，存在静摩擦力，同时由于物体没有发生位移，该摩擦力也就没有做功；另一方面，静摩擦力可能做负功也可能做正功。如两个物体叠放在水平平面上，两个物体在同一个力的作用下同时想一个方向运动，则两物体间的静摩擦力，分别对两个物体做正功和负功。
2、一组静摩擦力同时对物体做功
通常来说，一组相互作用的静摩擦力，其总是方向相反、大小相同，同时在物体运动过程中，一组静摩擦力在以地面为参考的条件下，其位移方向也相同，故而一组静摩擦力同时做功，如一个做正功、另一个就做负功，一个不做功、另一个也不做功。简单来说，一组静摩擦力对物体同时做功的情况，就是一个物体将自身带有的机械能通过机械能的方式传递到另一个物体的过程，并且在一过程中，静摩擦力仅起到物体间机械能传递的作用，不会发生机械能的转化。在物体受力分析过程中，如我们不能清楚的认识到这一特征，就容易导致物体受力分析错误的问题，进而影响我们后续解题思路的正确性。
结语：
综上所述，摩擦力作为高中物理力学知识学习的重要知识点，加强对这部分知识内容的学习和常见问题的掌握，对于提高我们的物理学习思维，强化我们的物理应用能力，有着重要的意义。因此，我们应从摩擦力的基本内涵入手，结合摩擦力做功的不同形式，全方位地理解摩擦力做功的特点，从而深化我们对于摩擦力做功问题的理解，提高问题解决效率和准确性。
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论文作者:王文靖
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
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