作为物理教师,在教学实践中,我感觉教师对教科书应吃透,有剖析,有补充。教师应该用好教材,不应照本宣科,更不应没有科学思维。故我对“人民教育出版社出版的全日制普通高级中学教科书(必修)《物理》第一册第一章第四节摩擦力一节”中摩擦力方向的描述谈一点看法,望物理老前辈和同行指导。
教材对滑动摩擦力方向的描述“滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动方向相反。”对静摩擦力方向的描述“静摩擦力的方向总跟接触面相切,并跟物体相对运动趋势的方向相反。”本人认为不太确切,应该修正为“滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对滑动方向相反”。“静摩擦力的方向总跟接触面相切,并跟物体相对滑动趋势的方向相反。”因为:滑动是运动,但运动不一定是滑动,而滑动摩擦力是由于相对滑动产生的,并不是由于相对运动(外延太大)产生的。物理是自然科学,作为教科书更应该具有科学性和准确性。下面我结合教学实践谈谈理由。
一.教材对滑动摩擦力概念表述:“一个物体在另一个物体上相对另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。”从概念我们可以知滑动摩擦力产生的条件是: 物体间相互接触。 物体之间相互挤压有形变。 接触面粗糙。 物体间有相对滑动(非相对运动)。例如:人在正常行走时, 都满足。相对地面有相对运动,但没有相对滑动,故 不满足没有滑动摩擦力。可见:滑动摩擦力方向表述为:“滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对滑动(非运动方向)方向相反”更准确。
其实,我们知道人在正常行走时,人跟地面之间有相对滑动趋势,人靠静摩擦力而前进,“静摩擦力的方向总跟接触面相切,并跟物体相对滑动(非运动)趋势的方向相反。”人在正常行走时,静摩擦力的方向跟人相对地面运动(相对运动)的方向相同。
二.教材对静摩擦力概念表述:“我们用不大的水平力在水平地板上推箱子,虽然箱子有相对于地板运动的趋势,但箱子并没有动,就是因为箱子跟地板之间发生了摩擦。......。这时发生的摩擦叫做静摩擦。静摩擦力的方向总跟接触面相切,并跟物体相对运动趋势的方向相反。”同样:人在正常行走时,相对地面有相对运动,但没有相对滑动。有相对运动,有相对滑动趋势,不能表述为“有相对运动趋势”。并且,静摩擦力并非只有不动的物体受。可见,教材对静摩擦力概念的表述也欠准确。作为教科书对概念的表述应该准确和科学,以便学生正确理解。
建议:教材对静摩擦力概念表述改为:“我们用不大的水平力在水平地板上推箱子,虽然箱子有相对于地板滑动的趋势,但箱子并没有动,就是因为箱子跟地板之间发生了摩擦。这种相互接触的物体之间有相对滑动的趋势时,在接触面间阻碍它们相对滑动趋势的力,叫静摩擦力。静摩擦力的方向总跟接触面相切,并跟物体相对滑动趋势的方向相反。”这样,静摩擦力产生的条件应为: 物体间相互接触。 物体之间相互挤压有形变。 接触面粗糙。 物体间有相对滑动(非相对运动)趋势。就非常好理解,学生应用概念分析摩擦力就不会出错或迷惑。对下面的问题中摩擦力方向的分析就不会出错。