換個思路研究“摩擦力”

顏新春

【摘要】? 高中階段在講解力學(xué)知識時，如何讓學(xué)生理解并掌握摩擦力這個概念，不同版本的教材有不同的思路，其中粵教版“《必修1》第三章第二節(jié) 研究摩擦力”的編寫思路是先講滑動摩擦力，再研究靜摩擦力。老師在處理這節(jié)教材時，可以改變一下，換個思路。

【關(guān)鍵詞】? 思路 摩擦力

【中圖分類號】? G633.7? ?? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）01-087-01

總體上還是通過探究實驗讓學(xué)生自然理解兩種摩擦力。設(shè)計思路先探究靜摩擦力，用彈簧測力計拉靜止在水平桌面上的木塊，然后逐漸增加拉力，直到運動為止。其實該過程木塊就是先受靜摩擦力，然后達到最大值，拉動后再受滑動摩擦力。這樣的分析引導(dǎo)過程，順其自然，學(xué)生易于接受理解。下面就是筆者設(shè)計一的個教學(xué)案例摘錄。

探究一：探究靜摩擦力。彈簧測力計拉靜止在水平桌面上的木塊，適當(dāng)增大拉力但不能拉動。

目的：引導(dǎo)學(xué)生理解靜摩擦力，方向與相對運動趨勢方向相反，大小與外力有關(guān)，由學(xué)生已有的二力平衡知識可知，此時靜摩擦力的大小等于測力計的讀數(shù)，而且隨拉力增大而增大。

探究二：探究最大靜摩擦力。繼續(xù)增大拉力，直到恰好拉動為此，提醒學(xué)生仔細(xì)觀察測力計示數(shù)變化。在學(xué)生做完后，播放一段老師在實驗室事先錄好的視頻。

目的：引導(dǎo)學(xué)生在思考最大靜摩擦力到滑動摩摩擦力的突變并比滑動摩擦力小。直接探究的感性結(jié)果比直接給出的結(jié)果要理解深刻。

探究三：探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)（定性）。（1）幾個（3-4個均可，根據(jù)實驗室的材料而定）側(cè)面光滑程度相同的同一長方體，讓其不同側(cè)面在同一水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，觀察彈簧秤讀數(shù)，判斷滑動摩擦力是否與接觸面積有關(guān)。（2）同一長方體的同一側(cè)面，讓其在不同材料構(gòu)成的水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，觀察彈簧秤讀數(shù)，判斷滑動摩擦力是否與材料有關(guān)。（3）同一長方體的同一側(cè)面，讓其在不同材料構(gòu)成的水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，其中在一長方體上放上幾個較重的砝碼。觀察彈簧秤讀數(shù)，判斷滑動摩擦力是否與壓力有關(guān)。

目的：引導(dǎo)學(xué)生通過自主探究，找出影響滑動摩擦力大小的因素。

探究四：探究滑動摩擦力與正壓力和材料有什么樣的關(guān)系（定性）。

同一木塊加上不同的砝碼，讓其在同一水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，重復(fù)多次實驗，記錄數(shù)據(jù)并填表。

（2）同一木塊放在不同材料的水平板上，用彈簧秤水平勻速拉動，重復(fù)多次實驗，記錄數(shù)據(jù)并填表。

目的：引導(dǎo)學(xué)生定量研究滑動摩擦力與正壓力及材料摩擦因數(shù)的關(guān)系。體會物理學(xué)中的比值法定義物理量。

這樣設(shè)計“摩擦力”的教學(xué)其優(yōu)點在于以下幾點：

其一：學(xué)生在初中學(xué)過摩擦力的內(nèi)容，有一定的基礎(chǔ)知識，能與學(xué)生的原有知識發(fā)生作用。適合進行探究教學(xué)的內(nèi)容。

其二：充分挖掘了摩擦力的探究因素：（1）靜摩擦力的大小是一個恒定的力嗎？（2）靜摩擦力的取值范圍是由什么來決定的？（3）怎樣來求解靜摩擦力的大小？（4）靜摩擦力的方向如何確定？（5）滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？（6）滑動摩擦力的大小與這些因素有怎樣的關(guān)系？（7）滑動摩擦力的計算公式怎樣的？

其三：本探究是一個由定性的了解到定量的計算、由簡單的現(xiàn)象出發(fā)到本質(zhì)認(rèn)識的完整探究。

其四：實驗器材簡單、操作簡便、效果明顯。

其五：涉及控制變量和用比值法定義物理量的方法。

最重要的一點就是這樣的教學(xué)設(shè)計，不是從將知識作為陳述性的東西來傳授給學(xué)生，而是通過學(xué)生自身參與的探究活動來理解掌握物理概念和規(guī)律，真正起到發(fā)展學(xué)生全面素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生各種能力，這樣的教學(xué)設(shè)計更具有教學(xué)價值。所以在根據(jù)學(xué)生實際情況靈活處理教材教法上，我們還可以做出更多的嘗試。愿以此文引起大家思考。