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换个思路研究“摩擦力”

2019-03-18颜新春

关键词:弹簧秤测力计木块

颜新春

【摘要】  高中阶段在讲解力学知识时,如何让学生理解并掌握摩擦力这个概念,不同版本的教材有不同的思路,其中粤教版“《必修1》第三章第二节 研究摩擦力”的编写思路是先讲滑动摩擦力,再研究静摩擦力。老师在处理这节教材时,可以改变一下,换个思路。

【关键词】  思路 摩擦力

【中图分类号】  G633.7               【文献标识码】  A     【文章编号】  1992-7711(2019)01-087-01

总体上还是通过探究实验让学生自然理解两种摩擦力。设计思路先探究静摩擦力,用弹簧测力计拉静止在水平桌面上的木块,然后逐渐增加拉力,直到运动为止。其实该过程木块就是先受静摩擦力,然后达到最大值,拉動后再受滑动摩擦力。这样的分析引导过程,顺其自然,学生易于接受理解。下面就是笔者设计一的个教学案例摘录。

探究一:探究静摩擦力。弹簧测力计拉静止在水平桌面上的木块,适当增大拉力但不能拉动。

目的:引导学生理解静摩擦力,方向与相对运动趋势方向相反,大小与外力有关,由学生已有的二力平衡知识可知,此时静摩擦力的大小等于测力计的读数,而且随拉力增大而增大。

探究二:探究最大静摩擦力。继续增大拉力,直到恰好拉动为此,提醒学生仔细观察测力计示数变化。在学生做完后,播放一段老师在实验室事先录好的视频。

目的:引导学生在思考最大静摩擦力到滑动摩摩擦力的突变并比滑动摩擦力小。直接探究的感性结果比直接给出的结果要理解深刻。

探究三:探究滑动摩擦力与哪些因素有关(定性)。(1)几个(3-4个均可,根据实验室的材料而定)侧面光滑程度相同的同一长方体,让其不同侧面在同一水平木板上用弹簧秤水平匀速拉动,观察弹簧秤读数,判断滑动摩擦力是否与接触面积有关。(2)同一长方体的同一侧面,让其在不同材料构成的水平木板上用弹簧秤水平匀速拉动,观察弹簧秤读数,判断滑动摩擦力是否与材料有关。(3)同一长方体的同一侧面,让其在不同材料构成的水平木板上用弹簧秤水平匀速拉动,其中在一长方体上放上几个较重的砝码。观察弹簧秤读数,判断滑动摩擦力是否与压力有关。

目的:引导学生通过自主探究,找出影响滑动摩擦力大小的因素。

探究四:探究滑动摩擦力与正压力和材料有什么样的关系(定性)。

同一木块加上不同的砝码,让其在同一水平木板上用弹簧秤水平匀速拉动,重复多次实验,记录数据并填表。

(2)同一木块放在不同材料的水平板上,用弹簧秤水平匀速拉动,重复多次实验,记录数据并填表。

目的:引导学生定量研究滑动摩擦力与正压力及材料摩擦因数的关系。体会物理学中的比值法定义物理量。

这样设计“摩擦力”的教学其优点在于以下几点:

其一:学生在初中学过摩擦力的内容,有一定的基础知识,能与学生的原有知识发生作用。适合进行探究教学的内容。

其二:充分挖掘了摩擦力的探究因素:(1)静摩擦力的大小是一个恒定的力吗?(2)静摩擦力的取值范围是由什么来决定的?(3)怎样来求解静摩擦力的大小?(4)静摩擦力的方向如何确定?(5)滑动摩擦力的大小与什么因素有关?(6)滑动摩擦力的大小与这些因素有怎样的关系?(7)滑动摩擦力的计算公式怎样的?

其三:本探究是一个由定性的了解到定量的计算、由简单的现象出发到本质认识的完整探究。

其四:实验器材简单、操作简便、效果明显。

其五:涉及控制变量和用比值法定义物理量的方法。

最重要的一点就是这样的教学设计,不是从将知识作为陈述性的东西来传授给学生,而是通过学生自身参与的探究活动来理解掌握物理概念和规律,真正起到发展学生全面素质,培养学生各种能力,这样的教学设计更具有教学价值。所以在根据学生实际情况灵活处理教材教法上,我们还可以做出更多的尝试。愿以此文引起大家思考。

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