淺談對(duì)初中物理中探究影響摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

1、嘗試對(duì) “探究滑動(dòng)摩擦力的大小”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)學(xué)校： 博羅中學(xué)初中部 姓名：陳文華摘要：在當(dāng)代，工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中應(yīng)用了大量機(jī)器。機(jī)器的廣泛應(yīng)用，使摩擦力的影響越來越突出，可以說摩擦在日常生活中無處不在，是不可缺少的。所以我們要理解影響摩擦力大小的因素才能充分利用有益的摩擦也可以盡量減小有害的摩擦。初二的物理教材中便安排了“探究滑動(dòng)摩擦力的大小”的教學(xué)內(nèi)容，它既是學(xué)生生活的需要也是后面學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、力的平衡等知識(shí)的基礎(chǔ)。所以它是學(xué)生必須很好地掌握的教學(xué)內(nèi)容。關(guān)鍵詞：滑動(dòng)摩擦力 實(shí)驗(yàn) 改進(jìn) 探究 接觸面在當(dāng)代，工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中應(yīng)用了大量機(jī)器。機(jī)器的廣泛應(yīng)用，使摩擦力的影響越

2、來越突出，可以說摩擦在日常生活中無處不在，是不可缺少的。然而摩擦同世界上一切事物一樣也具有兩面性，既有益的摩擦也有有害的摩擦。所以我們要了解影響摩擦力大小的因素才能充分利用有益的摩擦還可以盡量減小有害的摩擦。于是初二的物理教材中便安排了“探究滑動(dòng)摩擦力的大小”的教學(xué)內(nèi)容，它既是和每個(gè)人日常生活中息息相關(guān)的問題也是物理教材后面學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、力的平衡等知識(shí)的基礎(chǔ)。所以它是學(xué)生必須掌握好的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)本人幾年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在探究影響摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)過程中按照教材上的實(shí)驗(yàn)裝置來做實(shí)驗(yàn)的話，操作起來很不方便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不明顯，實(shí)驗(yàn)誤差大。所以經(jīng)過多方面的學(xué)習(xí)，本人嘗試對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝

3、置進(jìn)行了如下改進(jìn)：1、 實(shí)驗(yàn)器材帶鉤的l形木板一塊，帶鉤的長(zhǎng)方體木塊一塊，彈簧測(cè)力計(jì)一把，砝碼幾個(gè)，長(zhǎng)木板兩塊（一塊表面光滑，一塊表面粗糙），細(xì)繩兩段。2、 實(shí)驗(yàn)探究的問題（1）、滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體的接觸表面粗糙程度是否有關(guān)；（2）、滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小是否有關(guān)；（3）、滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體接觸面積的大小是否有關(guān)；（4）、滾動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系。3、 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)1：如圖1所示，將光滑的長(zhǎng)木板放在l形木板上，將彈簧測(cè)力計(jì)的提環(huán)用繩子系在l形木板上的掛鉤，彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤掛上木塊，使彈簧測(cè)力計(jì)呈水平狀態(tài)。水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就等于木塊受到的滑動(dòng)摩擦力，

4、讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為f1。保持壓力不變，換用粗糙的長(zhǎng)木板如圖2所示，重做一次實(shí)驗(yàn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2.。比較兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知：在壓力一定的情況下，接觸表面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大。 圖1 圖2實(shí)驗(yàn)2：用圖2的裝置重做一次實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2。保持接觸面的粗糙程度不變，在木塊上放兩個(gè)砝碼，如圖3所示，水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為3。兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較可知：在接觸面粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大。 圖3實(shí)驗(yàn)3：用圖2的裝置重做一次實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2。保持壓力和接觸面粗糙程度相同，換用木塊面積較小的表面跟長(zhǎng)木板接觸，如圖4所示，水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，則彈簧

5、測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2，兩次實(shí)驗(yàn)讀數(shù)比較可知：在壓力跟接觸面粗糙程度相同的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體接觸表面積的大小無關(guān)。 圖4實(shí)驗(yàn)4：用圖2的裝置重做一次實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2。保持壓力和接觸面粗糙程度相同，在木塊下面放兩根圓柱形的鉛筆，如圖5所示，水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為4。兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較可知：在壓力一定的情況下，滑動(dòng)摩擦比滾動(dòng)摩擦大。 圖54、 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)與原教材上的實(shí)驗(yàn)的比較（1）在實(shí)驗(yàn)裝置上，教材上采用了如圖6的裝置，在測(cè)滑動(dòng)摩擦力時(shí)必須做到勻速直線拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，在實(shí)際操作中做到這一點(diǎn)比較困難，彈簧測(cè)力計(jì)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)讀數(shù)比較困難，誤差比較大。而改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

6、如圖1所示，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān)，所以不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板，操作起來比較容易。彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)讀數(shù)也比較容易，誤差較小。圖6（2）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)在原教材探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體的接觸表面粗糙程度和壓力大小是否有關(guān)的基礎(chǔ)上增加了探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟物體接觸面積的大小是否有關(guān)和滾動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)滑動(dòng)摩擦力過程中很多學(xué)生主觀地認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與物體接觸面積的大小有關(guān)，所以有必要通過實(shí)驗(yàn)來糾正學(xué)生的主觀思維，讓事實(shí)說話更有說服力。另外滑動(dòng)摩擦力與滾動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系教材上只是在信息瀏覽上舉了例子，比較抽象，學(xué)生也比較難理解，所以也有必要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證讓學(xué)生有更直觀和生動(dòng)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)也是中考的考點(diǎn)，在日常生活中的應(yīng)用也比較多。俗話說“聽一遍不如看一遍，看一遍不如做一遍”，所以有必要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，讓學(xué)生在實(shí)踐