一道普通的力學(xué)實驗題所想到的

在初中物理教學(xué)的過程中，我們不僅注重學(xué)生基礎(chǔ)知識的把握，更注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)。當(dāng)教學(xué)中解決實際問題時發(fā)現(xiàn)一些好的特別的方法時，我們會及時把它教給學(xué)生，從而不斷地提高學(xué)生解決問題的能力。

蘇教版教材在摩擦力這一節(jié)中安排了這么一個活動:“探究改變摩擦力大小的方法”，教材中只是要求定性地依據(jù)實驗得出影響摩擦力大小的因素。并沒有要求定量地得出摩擦力大小的值。而在教材的“信息快遞”中提出:用彈簧測力計水平拉動水平桌面上的物體，使其勻速直線滑動，彈簧測力計的示數(shù)就等于物體滑動時受到的摩擦力的大小。

無論是教材上還是物理實驗報告中都是這樣做的:用實驗的方法首先將木板放在水平桌面上，然后將木塊放在水平木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，并使其做勻速直線運(yùn)動。這時，彈簧測力計的示數(shù)就等于木塊運(yùn)動時受到的摩擦力的大小。當(dāng)然，實驗還探究摩擦力大小與物體間接觸面的粗糙程度對摩擦力大小的影響;物體間接觸面積對摩擦力大小的影響;探究物體對接觸面壓力的大小對摩擦力大小的影響。然而，我們在做實驗時卻發(fā)現(xiàn):用這種方法測出來的摩擦力的大小是不穩(wěn)定的，一會兒大，一會兒小。究其原因是我們在實驗操作的過程中并沒有也不可能保證彈簧測力計做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡知識，當(dāng)物體不做勻速直線運(yùn)動時，水平方向上的兩個力就不相等，即水平方向上的拉力大小就不等于摩擦力的大小。

這時我們就想，用什么方法就能保證物體做勻速直線運(yùn)動，或者說能不能找到一種方法使物體相當(dāng)于做勻速直線運(yùn)動呢?如果說在這個實驗中我們?nèi)匀粚⒛景宸旁谒阶烂嫔希瑢⒛緣K放在水平木板上，所不同的是將彈簧測力計固定，在木板上系一根細(xì)繩，沿水平方向拉動木板，這時我們就會發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)就不發(fā)生改變。這時在實驗中我們就能夠較為準(zhǔn)確地測出了木塊與木板之間的摩擦力的大小。避免了因為不能保證物體做勻速直線運(yùn)動而測不出摩擦力大小，通過這樣做，就能取得一定的實驗效果。

那么這樣做為什么能測出摩擦力的大小呢?原來我們研究的對象是木塊，在學(xué)生看來木塊是處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)木板被拉動時，木板相對于水平桌面是運(yùn)動的，而事實上木塊與彈簧測力計被固定，故木塊相對于水平桌面也是靜止的。所以，木塊相對于木板卻是運(yùn)動的。當(dāng)然，不少學(xué)生仍然不是太理解這樣做就等于木塊在做勻速直線運(yùn)動，這時我們要做大量的工作讓學(xué)生明白這是事實，這樣做就能較為準(zhǔn)確地測出摩擦力的大小。

通過這個實驗我們不難看出:當(dāng)我們在實驗中碰到一些用正常的實驗方法所不能解決的問題時，我們就要求學(xué)生換一種思考問題的方法，說不定就會收到意想不到的效果。這不僅是使問題得以解決，也激發(fā)了學(xué)生的探究的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生良好的思維品質(zhì)。

在初中物理教學(xué)中，這樣的問題是很多的。在學(xué)習(xí)壓強(qiáng)時有這樣一個問題:大家知道你在正常站立的情況下你對地面的壓強(qiáng)有多大?這是一道估算題，當(dāng)老師把問題一提出來，學(xué)生都熱烈地討論。教師此時要不失時機(jī)地提示學(xué)生，發(fā)出問題，充分調(diào)動學(xué)生求知的欲望。在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上，教師給出P=F/S，要求人對地面的壓強(qiáng)，就要找出兩個量，即人對地面的壓力和人與地面的接觸面積，大家會不約而同地說出人對地面的壓力就等于人的體重，那么人與地面的接觸面積該怎么辦呢?如果在一張紙上畫上方格(如邊長為2cm的小正方形)，然后用你的腳踩在上面，通過數(shù)方格的方法就可以將人的腳與地面的接觸面積求出來。當(dāng)然，有不足一格的可用兩個算一個的方法去算。當(dāng)我們知道了壓力的大小與人和地面的接觸面積就可以估算出一個人對地面的壓強(qiáng)值。這也是給出了計算形狀不規(guī)則的物體面積的有效方法。

類似的，在學(xué)習(xí)機(jī)械能后我們提出了這樣的問題:讓一個籃球從某一高度落下，那么它著地時對地面的作用力有多大?看似簡單的問題，可學(xué)生聽了后卻一臉的茫然，不知從何著手。這也非常正常，因為學(xué)生不知道這個力如何用工具去測量。

那么這個問題究竟如何解決呢?在地面上放一張白紙，再在白紙上放一張復(fù)寫紙，然后將該球從某一高度落下，由于白紙上有復(fù)寫紙，這時就會在白紙上留下一個圓形的印跡。然后將白紙平放在案秤的托盤上，把剛才的那個籃球放在托盤上，用手壓球，球就會發(fā)生形變，當(dāng)球形變后剛好將剛才的印跡所覆蓋時，讀出其案秤的示數(shù)。將示數(shù)轉(zhuǎn)換成力。這就是我們要找的籃球著地時對地面的作用力。當(dāng)然這也必然是個粗略的測量，不可能是一個準(zhǔn)確的測量，它還會受到其他因素的影響，這里只是給出一種解決問題的方法。

通過以上幾個問題的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，方法在物理學(xué)習(xí)中顯得非常重要，有了恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ瑫刮覀冊谑譄o策時變得豁然開朗，一些困擾自己的問題就會迎刃而解。同時通過這樣的訓(xùn)練，對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)，提高學(xué)生解決實際問題的能力都會大有裨益。

作者單位:鹽城市鹽都區(qū)義豐初級中學(xué)