《兩種摩擦力實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)》創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上兩種摩擦力實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計 （一）、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計1、摩擦力演示滑塊靜摩擦力和滑動摩擦力的實(shí)驗(yàn)演示裝置（1）結(jié)構(gòu)        其結(jié)構(gòu)如上圖所示，主要由大滑塊、小滑塊、兩個掛鉤、帶觸點(diǎn)的彈性金屬片、 紅色和綠色指示燈（也可以用發(fā)光二極管來代替小燈），電池或電池組。在中空的大滑塊與內(nèi)部的小滑塊之間通過絞連相連接，小滑塊底部略突出，與接觸面直接接觸，當(dāng)兩部分有相對運(yùn)動時，彈性金屬片受到擠壓，使電路部分接通。外部開有兩個箭頭形的指示窗口（如外形圖所示），右上角是內(nèi)部

2、電路原理圖，是由兩個發(fā)光二極管組成的并聯(lián)電路，由彈性金屬片組成開關(guān)K1、 K2，（在不受擠壓時開關(guān)處于斷開狀態(tài)）。（2）工作原理：        當(dāng)把整個裝置靜止放置在水平面上時，開關(guān)K1、 K2處于斷開狀態(tài)，小燈L1、L2不發(fā)光，箭頭窗口不指示，當(dāng)向右拉動大滑塊時，小滑塊底部受到向左的摩擦力，此時小滑塊還沒動而大滑塊有向右的相對運(yùn)動，左側(cè)開關(guān)K1受到擠壓而接通，指示燈亮，顯示箭頭表示摩擦力向左；當(dāng)向左拉動滑塊時，同理，開關(guān)K2因受到擠壓而接通，小燈指示箭頭向右，表示受到了向右的摩擦力。 

3、60;    此裝置不僅可以指示滑動摩擦力的方向，也可以指示靜摩擦力的方向。 2、傳送帶裝置       如圖所示如圖，是在支架上固定兩個木質(zhì)滾輪，（輪子要保證能靈活地轉(zhuǎn)動），在輪子上套一個閉合的傳送帶。裝有搖把，可以用手轉(zhuǎn)動搖把，帶動傳送帶順時或逆時轉(zhuǎn)動，還可以隨意改變的轉(zhuǎn)動的快慢。以此來研究在放在傳送帶上的物體所受到的摩擦力（結(jié)構(gòu)和原理如下圖所示）。3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的背景       摩擦力是學(xué)生在初中就學(xué)過的內(nèi)容，但在實(shí)際判斷中，學(xué)生

4、存在一定的困難，這關(guān)鍵在于，缺少較為形象的物理模型。因而學(xué)生不能把理論與實(shí)際情境聯(lián)系起來，在學(xué)生中往往存在一些錯誤認(rèn)識，例如，摩擦力是否一定是阻力？是否只有靜止的物體才受靜摩擦力？對于這樣的問題，如果沒有有效的實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)情景，學(xué)生難以有更深刻的理解。一般地，很多老師是用一把毛刷，根據(jù)在運(yùn)動中刷毛的倒伏來形象地反映摩擦力的方向與動動運(yùn)趨勢方向之間的關(guān)系。但是在實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)象還是不夠明顯，不能給學(xué)生留下深刻的印象。用摩擦力演示器則能更好地來演示這兩種摩擦力。（二）、實(shí)驗(yàn)方法（或?qū)嶒?yàn)過程）（1）滑動摩擦力演示實(shí)驗(yàn)：如圖是一個斜面和一段水平面連接組成的軌道，使一個小木塊從頂端滑下，由學(xué)生來分析小木塊受到

5、的滑動摩擦力情況。整個裝置上表面最好做得稍光滑一些，以便使木塊在水平部分滑動的距離遠(yuǎn)一些，效果更明顯一些。       如果實(shí)驗(yàn)中所釋放的不是普通木塊，而是前面所述的摩擦力演示器，則可以在觀察現(xiàn)象的同時更可以從指示燈的發(fā)光情況，體會滑動摩擦力的方向變化。這樣會給學(xué)生留下很深刻的印象。（2）靜摩擦力       對于靜摩擦力概念的引入，以往的實(shí)驗(yàn)是由一位同學(xué)用力推桌子，而桌子沒動，表明在桌子與地面之間存在靜摩擦力。這種方法也被很多教師所采用，可是實(shí)驗(yàn)完畢，學(xué)生對于相對運(yùn)動和相對

6、運(yùn)動趨的理解依然較模糊。我采用以下實(shí)驗(yàn)方法：      如下圖，取一長木板放置在水平桌面上，將前面所述的摩擦力演示滑塊放在長木板上，通過定滑輪用細(xì)繩與彈簧秤相連接，彈簧秤則豎直懸掛在鐵架臺上（彈簧秤宜采用刻度較大的演示用彈簧秤，便于大部分同學(xué)都能看清刻度的變化）。         實(shí)驗(yàn)時最好是在滑塊上放置一定重量的鉤碼，這樣可以保證拉動木板時滑塊不會立即運(yùn)動，向右一邊拉動木板一邊讓前面的同學(xué)讀出數(shù)據(jù)。同學(xué)們會清楚地看到剛開始時有拉力而滑塊卻沒滑動，表明存在靜摩擦力，

7、此時指示燈顯示摩擦力方向向右。隨著拉力增大滑塊開始滑動，表明二者發(fā)生相對運(yùn)動時存在滑動摩擦力，此時指示燈顯示摩擦力方向仍然向右。（三）實(shí)驗(yàn)效果       通過以上的裝置，不僅可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更形象直觀，而且在有關(guān)傳送帶摩擦力問題上得到很好的應(yīng)用。一個物體放在傳送帶上，隨傳送帶一起運(yùn)動，物體與傳送帶之間的摩擦力情況是怎樣的呢？對于這類問題的認(rèn)識，學(xué)生往往存在一定的認(rèn)識誤區(qū)。通過這個實(shí)驗(yàn)裝置可以很好地使這一難點(diǎn)得以突破。為此，我設(shè)計丁一個小的傳送帶裝置。       使用時把傳送

8、帶底座放置在水平桌面上（如下圖所示），在旁邊擺放一個斜面體，斜面的末端與傳送帶表面處于同一高度，且未端保持水平。 演示1：  將摩擦力演示滑塊（以下簡稱滑塊），從斜面上某一高度釋放，使其沿斜面滑下，并落到靜止傳送帶上，此時，傳送帶對滑塊形成阻礙，指示燈顯示摩擦力方向向左。如果傳送帶不是靜止，而是以較慢的速度轉(zhuǎn)運(yùn)，則滑塊滑下時，摩擦力指示方向仍向左。表明：當(dāng)滑塊的速度大于傳送帶運(yùn)動速度時，滑塊受到阻礙，所受的滑動摩擦力與運(yùn)動方向相反。演示2：使傳送帶以一定速度緩慢勻速轉(zhuǎn)動，將滑塊從斜面上一定高度滑下，當(dāng)滑塊的末速度與傳送帶運(yùn)動速度恰好相等時，指示燈不亮，表明當(dāng)物體既沒有相對運(yùn)動又無相對運(yùn)動趨勢時，與傳送帶間無摩擦力。演示3：使傳送帶保持勻速運(yùn)動，滑塊從比剛才位置更高的位置滑下，此時滑塊速度大于上一實(shí)驗(yàn)中的速度。當(dāng)接觸傳送帶時，此時，指示燈顯示摩擦力方向向左。表明當(dāng)物體運(yùn)動速度大于傳送帶速度時，相對運(yùn)動方向向右，滑塊受到的摩擦力向左。同時可觀察到當(dāng)滑塊剛接觸到傳送帶時摩擦力向左，過一會