對摩擦力兩個難點(diǎn)問題的突破

楊德民 于示

( 樺川縣第五中學(xué) 黑龍江 佳木斯 154300) (佳木斯市職業(yè)技術(shù)學(xué)校 黑龍江 佳木斯 154002)

高中物理課旨在進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生自主的、富有個性的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與，樂于探究，勇于實(shí)驗(yàn)，勤于思考.通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，這就是高中物理新課程的基本理念.基于此，物理教師要想辦法通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識，突破教學(xué)中的難點(diǎn)問題.

在講授“摩擦力”時，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對兩個問題難以理解，似懂非懂.這兩個問題是：

(1)動摩擦因數(shù)與兩個物體接觸面材料及接觸面粗糙程度是否有關(guān)？

(2)滑動摩擦力真比最大靜摩擦力小嗎?

由新課程理念出發(fā)，筆者在講授“摩擦力”一節(jié)當(dāng)中設(shè)計(jì)了幾組實(shí)驗(yàn)，來突破這兩個難點(diǎn)問題.

1 探究動摩擦因數(shù)與兩物體接觸面材料及接觸面粗糙程度關(guān)系

1.1 探究動摩擦因數(shù)與兩物體接觸面材料有關(guān)

實(shí)驗(yàn)器材：1個一端帶有定滑輪的長木板，1個小木車，3盒砝碼(共30個，每個砝碼重50g)，1大張報(bào)紙，1張A3紙，1條大毛巾，細(xì)繩等.

(1)探究接觸面材料為木—木時摩擦力情況

1)首先把一端帶有定滑輪的長木板平放在講桌上，帶有滑輪的一端伸出講桌一部分.

2)把系上細(xì)繩的小木塊車放在長木板上，細(xì)繩另一端繞過定滑輪，再掛上一個砝碼，發(fā)現(xiàn)小車快速的移動了.

3)我說:“給小車裝點(diǎn)貨”，就把一盒砝碼(里面有10個砝碼)放在小車上.

4)把小車放在原位，發(fā)現(xiàn)細(xì)繩一端掛一個砝碼時，拉不動小車.

5)接著我在細(xì)繩一端掛兩個砝碼，此時同學(xué)們喊：“動了，動了！”，小車果然在非常緩慢的移動.

(2)探究接觸面材料為木—紙時摩擦力情況

1)把一張報(bào)紙放在長木板上，再把裝著一盒砝碼的小木車放在報(bào)紙上，此時繩子另一端繞過定滑輪，接著掛上兩個砝碼，發(fā)現(xiàn)小車紋絲不動.

2)學(xué)生們高喊：“再掛一個砝碼，再掛一個砝碼！”.我又掛上一個，小車還沒有動，同學(xué)們又在高喊：“老師，再掛一個，再掛一個！”

3)直到我掛到第五個砝碼，小車才緩慢地動起來.

(3)探究接觸面材料為木—毛巾時摩擦力情況

1)接著我問：“那么把報(bào)紙換成毛巾會怎樣呢？”有的同學(xué)說：“小車不動”、“小車動得慢”……我說結(jié)果如何，讓我們看實(shí)驗(yàn)，用事實(shí)說話.說著，就把報(bào)紙換成了毛巾.

2)再把裝有一盒砝碼的小車放在毛巾上，然后再把系著小車的細(xì)繩的另一端繞過定滑輪并掛上五個砝碼，發(fā)現(xiàn)小車紋絲不動.

學(xué)生們感到很驚奇.但有了前兩次的經(jīng)驗(yàn)，同學(xué)們都喊著：“老師，你再多掛幾個砝碼，再多掛幾個砝碼看結(jié)果怎樣？”

3)我一共掛到了第十一個砝碼，小車才開始緩慢地移動.

通過以上三個實(shí)驗(yàn)的對比，同學(xué)們看到在壓力相同、接觸面材料不同的情況下(木—木、木—紙、木—毛巾)，物體所受摩擦力是不同的，再結(jié)合滑動摩擦力公式F=μFN， 學(xué)生就能很自然得出動摩擦因數(shù)μ與兩物體接觸面材料有關(guān)，且接觸面材料不同，動摩擦因數(shù)μ就不同的結(jié)論.

1.2 探究動摩擦因數(shù)與接觸面粗糙程度有關(guān)

(1)探究接觸面材料為木—A3紙時摩擦力情況

1)把長木板放在講桌上，帶有滑輪的一端伸出講桌外.

2)把一大張A3紙鋪在長木板上.

3)再把系上細(xì)繩的小車放在A3紙上，在小車上放一盒砝碼.

4)然后把細(xì)繩的另一端繞過長木板上的定滑輪，再掛上兩個砝碼，發(fā)現(xiàn)小車不動.

5)當(dāng)掛上3個砝碼時，小車開始緩慢的移動了.

(2)探究接觸面材料為木—報(bào)紙時摩擦力情況

1)把A3紙拿走，再把準(zhǔn)備好的報(bào)紙鋪在長木板上.

2)把裝有一盒砝碼的小車放在報(bào)紙上，連接小車的繩子的另一端繞過長木板的定滑輪.

3)當(dāng)掛上3個砝碼時，發(fā)現(xiàn)小車仍紋絲不動.

4)等掛到第五個砝碼時才發(fā)現(xiàn)小車緩慢的移動.

通過上兩個實(shí)驗(yàn)對比，同學(xué)們看到在壓力相同、接觸面材料也相同的情況下(接觸面材料分別為木—A3紙、木—報(bào)紙)，物體所受摩擦力是不同的.再結(jié)合滑動摩擦力的公式F=μFN,學(xué)生能很輕松地發(fā)現(xiàn)接觸面材料相同(木— 紙)的情況下，動摩擦因數(shù)μ也可能是不同的.這說明在接觸面材料相同的情況下，動摩擦因數(shù)μ還與接觸面的粗糙程度有關(guān).

2 滑動摩擦力真比最大靜摩力小嗎

對于這個問題很多同學(xué)都有疑問，缺乏感性認(rèn)識.為了解決這個疑問，我是這樣做的：

1)把長木板平放在講桌上;

2)把拴有細(xì)繩的小木塊車放在長木板上;

3)把一盒砝碼放在小車上;

4)再把細(xì)繩另一端繞過定滑輪并掛上兩個砝碼，小車剛好不動了.

此時筆者提出一個問題，把小車上的砝碼逐漸拿下來，直到小車開始運(yùn)動時為止，然后把拿下的所有砝碼再放上小車，小車會如何？

很多同學(xué)高呼：小車就不會動了.

可是，當(dāng)我按上述說法實(shí)驗(yàn)時，同學(xué)們都驚奇地發(fā)現(xiàn)小車仍在動，而且在小車上再多加一個砝碼，小車還能動.

所以此時，我又追加一個問題，滑動摩擦力與最大靜摩擦力的大小關(guān)系如何?學(xué)生能很順利地回答出了滑動時物體所受摩擦力要小于最大靜摩擦力.問題順利地解決.

3 教學(xué)效果

通過演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能很輕松地理解與掌握摩擦力知識，并能調(diào)動學(xué)生研究問題的主動性與熱情，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，開拓學(xué)生的發(fā)散思維與創(chuàng)新能力. 例如，有一位學(xué)生展示自己設(shè)計(jì)的與摩擦力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)：用塑料筷子夾汽車軸承里的圓柱滾珠，結(jié)果根本就無法夾起來 ，此與生活聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常有創(chuàng)意的.

4 教后反思

教師在教學(xué)中，要不斷的尋找，適合學(xué)生思考與理解、掌握所學(xué)知識的教學(xué)手段與方法，這樣學(xué)生就能學(xué)得很快捷與輕松，教師也會體驗(yàn)到教育的鮮活與快樂.