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探讨“动摩擦力、静摩擦力”的教学衔接

2020-09-10吕娟

高考·下 2020年5期
关键词:摩擦力实验

摘 要:摩擦力是高中物理三大性质力之一,是常见的一种重要的力,是现实生活中最常见的力,也是高考试题中最常考的力。摩擦力是相互接触的两个物体,当发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上产生的一种阻碍物体相对运动的力。本文主要探究初高中物理摩擦力教学中物理概念如何衔接,课本实验如何衔接以及如何把所学的摩擦力知识应用到实际。

关键词:摩擦力;概念衔接;实验

高中物理,人民教育出版社2010年3月第3版《物理1》第三章第3节《摩擦力》,是本章教学重点,也是教学难点。人教版教师用书把本节内容课时设置为3课时,足见本节内容的重要性。下面我们来探讨一些摩擦力的教学中如何衔接教学。

一、首先探讨初高中“摩擦力”教学的衔接。

1、引入内容的衔接

高中人教版教材首先指出摩擦力是一种常见的力,然后给出摩擦力的定义说“同学们在初中已经知道”,两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫作摩擦力。

然而,在教育部审定2012苏教版《物理八年级下册》中第八章第三节《摩擦力》首先引入生活中遇到的一些现象,说明这些都和作用在两个物体接触面间的摩擦力有关。接下来简单的说了一句“摩擦力可以分为滑动摩擦力和静摩擦力。”告诉你在课本p60信息库中举了一些例子简要说明了静摩擦力的存在。这节内容的重点还是在“滑动摩擦力”。

所以,初中生对静摩擦力的概念还是不太清楚,只是简单的知道有静摩擦力这个量。在高中这节课中注意,学生的知识储备,由学生出发,衔接新授内容。

2、静摩擦力的衔接

初中课本接《摩擦力》这一节内容没有涉及静摩擦力,只有信息库中涉及静摩擦力。

所以在高中引入摩擦力的时候可以从学生不太熟悉的“静摩擦”引入,列举初中物理书中的粒子引入,例如“用力推静止在地面上的箱子,箱子却没有运动”“用手握住玻璃杯,能使它不掉下来”“装满米的杯中压紧筷子,杯子和竹筷子一起提上来”……然后再用高中物理书中图1所示的小孩推箱子的图片,引导学生去体验,箱子没有推动,箱子与地面仍然保持相对静止,但箱子有相对地面运动的趋势,得出静摩擦力的概念:由于这时两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,所以这时的摩擦力叫作静摩擦力。随后直接给出静摩擦力的方向:静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。接着用二力平衡的知识,分析相对地面静止的物体受到的静摩擦力随推力的增大而增大,并与推力的大小保持相等。接着观察演示实验,如图2所示,用弹簧测力计拉木块,拉力逐渐增大,木块一直保持静止,当拉力大于某个值时,木块开始运动,认真观察会发现拉力突然变小,从而得到最大静摩擦力Fmax的概念,进而得到静摩擦力的范围为0

3、动摩擦力的衔接

初中课本接《摩擦力》首先探究滑动摩擦力的存在,然后实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”最后总结结论“滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力的大小有关,接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力越大”。接着探究增大或者减小摩擦力的方法,最后初中物理课本中涉世“滚动”摩擦力,书上指出“变滑动为滚动的方法减小物体间的摩擦。”定性的讲解很多,动摩擦力概念基本全部出来,只是缺少定量的分析。

所以高中物理中讲解动摩擦力的时候,要运用学生已知的知识库进行加工、深化。学生在初中已经探究过影响动摩擦力的因素,高中衔接中只要适当的定量探究就可以了。最后实验总结得出动摩擦力的公式。

二、探讨初高中物理课本实验衔接

1、课本中拉小车实验衔接

教版《物理八年級下》第八章第三节《摩擦力》中滑动摩擦力的引入采用的是,在桌面上匀速拉动木块感受滑动摩擦力的存在;然后探究实验“用大小不同的力将手掌紧压在桌面上并滑动,体验手收到的阻碍情况”,在桌面上铺毛巾,做同样的实验,感受不同点;最后用谈话测力计、木块、毛巾、棉布、砝码等设计实验,记录数据。

人教版《物理1》中,有演示实验,用木块放在长木板,弹簧测力计沿水平方向拉木块,在拉力F增大到一定值之前,木块不会动的实验。

所以,高中物理课堂中可以,首先重复初中“探究影响滑动摩擦力大小的因素实验”,让学生先观察弹簧秤的最后读数,然后注意木块由静止到运动过程的弹簧秤的变化情况,同事探究静摩擦力的大小;最后引入传感器在把这个实验做一次,让学生观察数据。

2、课本插图中摩擦力的衔接

高中物理首先引入人推静止的箱子实验来探究有无摩擦力,这里初中课本的信息库中有涉及到,所以要上新让学生回顾、联想已学过的知识;课本中相似的插图还有高中的“汽车轮胎”初中的“鞋底花纹”“自行车的刹车装置”;高中的“地面有沙子,易滑到”是由于滚动摩擦比滑动摩擦小、“安装自行车的滚动轴承”和初中的自行车转轴处加润滑油、变滑动为滚动的实验等内容。在课堂,可以适当衔接。

三、探讨实际应用的衔接。

静摩擦力和滑动摩擦力客观地存在于我们的周围,直接或间接地影响着我们的生活,它有时是有益的,不可缺少的;有时是有害的,会给我们带来麻烦。例如“为什么人能走路”“为什么在冰面上不容易停下来”、“沙漠的沙丘为什么能存在”“泥石流的发生”“车的轮胎为什么是圆的”等等。

生活中的摩擦力判断起来有时也很困难,例如放在传送袋中的物体所受的摩擦力的判断就很困难静动摩擦与初速度有关,方向也与它们之间的相对速度有关;生活中的摩擦力的存在有时候和我们的生活认知差异很大,教师要注重衔接。例如放在倾角为θ的斜面上的物体收到的摩擦力,推导公式得出, 根据公式停在斜坡上的车,只要轮胎的材质一样,它们开始滑动的角度都是一样的,与我们认为的质量大的汽车容易滑下来不一样,与我们认为的轮胎越宽越不容易滑下来差异很大。

人们认识客观世界本来就有个渐进的过程,不可能一蹴而就,对探寻方法的领悟与体验才是最重要的,在今后的学习中需多多体验用心领会,注重所学的知识实际情况的衔接。

教材是教师教学,学生学习的标尺,是学生获取知识的宝库。处理好摩擦力的教学衔接部分,符合物理教学逻辑和学生认知规律,有利于降低教学难度,突破了教学难点,有利于增强学生的探究意识,巩固和加深对摩擦力特点的认识。

参考文献

[1]人民教育出版社2010年3月第3版《物理1》,2018,(6)

[2]江苏科学技术出版社2013年11月第1版《物理八年级下册》2012.(10)

作者简介:吕娟,女,1986年12月,汉,南京市溧水区,本科、中学一级,物理教师,研究方向:物理教学;

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