鎂粉與摩擦

摘要：作者在教學(xué)上通過對“鎂粉與摩擦”的一些爭論、探討，認識到教師在上課時不僅要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會探究，教師更需要探究。

關(guān)鍵詞：鎂粉與摩擦；關(guān)系探究

中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315(2011)5-034-001

早幾年有這樣兩個中考題：

[題一]在奧運會上，“體操王子”李寧在上單杠之前，總是要在手上抹些鎂粉，而在杠上做回環(huán)動作時，手握杠又不能太緊，他這樣做的目的(

)

A.前者是增大摩擦，后者是減小摩擦

B.前者是減小摩擦，后者是增大摩擦

C.兩者都是增大摩擦

D.兩者都是減小摩擦 標(biāo)準(zhǔn)答案是D。對于題一答案近幾年有兩個版本，其一就是選當(dāng)時的標(biāo)準(zhǔn)答案D，但是現(xiàn)在如果百度一下，會發(fā)現(xiàn)多為選A。

[題二]下列實例中，屬于減小有害摩擦的是(

)

A.我國北方冬天路面結(jié)冰后，常常在冰面上撒些渣土，以免發(fā)生交通事故

B.體操運動員在上器械前，常常在手上涂些鎂粉，防止手從器械上滑落

C.為車軸加潤滑油

D.在鞋底上制出凹凸不平的花紋

標(biāo)準(zhǔn)答案是C，也就是說B是增大摩擦。

什么是鎂粉?體操運動員把它抹在手里為了什么?同樣是中考題，答案為什么如此不一致?把鎂粉用于體操運動為什么有的說是增大摩擦，有的說是減小摩擦呢?

百度百科認為鎂粉增大了體操運動員與桿之間的摩擦，防止運動員因為手心“濕滑”而跌落。“濕滑”這個詞用得真實形象，每個人都有體會，剛下過雨的地面很滑；廚房、衛(wèi)生間地面濕了很容易摔倒等。這正是為什么十有八九的學(xué)生、教師在做題一時選“A”的理由。

為什么還有些學(xué)生、教師認為“使用鎂粉是減小了摩擦”呢?來看在日常生活中的一些例子：剛洗過的腳往往比沒洗前更難穿進襪子或鞋子；數(shù)錢時在指頭上蘸點水可心數(shù)得更快；掄大錘時往手上吐唾沫就可以“唾手可得”。或者如果說手上有汗，用鎂粉是為了增大摩擦，那么如果手上很干燥，用不用鎂粉就無所謂了。可是不止一個體育教師說過一個人如果不用鎂粉而在單杠做大回環(huán)動作時，手上的皮會被撕下一塊來。看了這些例子，選“增大”的一方看了是不是有些動搖了呢?或者真的是該選“減小”。

這是困擾筆者多年的一個難題，其實筆者偏向于選“減小”，但是由于選“增大”的人數(shù)實在太多。

教師在上課時總是指導(dǎo)學(xué)生要會探究，其實，教師更需要探究。如何來研究鎂粉與摩擦的關(guān)系呢?實驗是學(xué)習(xí)《科學(xué)》的基本方法之一，實驗數(shù)據(jù)最能說明問題。需要測量的是手“濕”時與手“干”時的摩擦力大小，以及抹了鎂粉以后的摩擦力大小。但是初中實驗室里并沒有這類測量工具。那么只能通過間接的方法來測量。經(jīng)過一番思考以后，筆者認為本實驗關(guān)鍵可能在于“濕”字，“濕滑”應(yīng)該是大濕，“濕不滑”應(yīng)該是小濕、微濕。于是設(shè)計了這樣了一個模擬實驗：用一根不易吸水的皮包帶A(與手掌皮膚相仿)掛在單杠上，在皮包帶的一端掛50克一個的鉤碼，用于穩(wěn)定帶子，并增大壓力的作用。在另一端不斷增加鉤碼數(shù)量，當(dāng)皮包帶開始在桿上勻速滑動時記錄鉤碼的質(zhì)量。為了使實驗更加可靠，再換用另一種規(guī)格的皮帶B重新實驗。記錄數(shù)據(jù)如下：

從實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：“微濕時”摩擦總要比“干時”要大些，“全部用水打濕時”摩擦總要比“干時”小，而涂抹了鎂粉后，摩擦卻是最小的。按照實驗數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論應(yīng)該是：鎂粉起減小摩擦的作用!這個實驗是否還存在什么問題?再仔細思考發(fā)現(xiàn)人的汗腺分泌的汗液除了水分還應(yīng)該有許多其他物質(zhì)，如油脂。用水來代替出汗并不科學(xué)，據(jù)此，應(yīng)該再補做一個實驗：用油來濕潤帶子，重新測量一次。在抹上植物油重新實驗后測得的數(shù)據(jù)是：帶A掛0.25千克的勾碼勻速運動，帶B掛0.1千克的勾碼就迅速向下運動了。當(dāng)然這個實驗用勾碼來做存在一個問題，即：勾碼是50克，拉力的最小刻度值為0.5牛，誤差較大，改用適當(dāng)量程的彈簧秤會更精確些。

看來雙方都沒有錯，但都只對了一半。也就是說：剛開始出汗的時候手與桿的摩擦系數(shù)增大，這時鎂粉就像一顆顆“滾珠”，變滑動摩擦為滾動摩擦，鎂粉用于減少摩擦。汗出多了摩擦減少，鎂粉一方面用于吸水，另一方面，鎂粉顆粒就如粘在手上、桿上，增大了桿表面的粗糙程度，增大了摩擦。即鎂粉作用是使摩擦系數(shù)限定在一定范圍內(nèi)。

最近，剛看到廣州體育學(xué)院的周良君、崔文杰教授對“鎂粉”的解釋如下：當(dāng)手上的汗液形成了光滑的“水膜”時，“鎂粉”吸濕即增加了手和器械表面的摩擦力而防止打滑；而手掌在器械上急劇轉(zhuǎn)動時，“鎂粉”又能起到襯墊作用，相當(dāng)于在中間添加一層“小球”作“滾動摩擦”。同時，“鎂粉”還填平了手掌的褶皺和紋路，增加了和器械的接觸面，將握力變得更加實在和均勻。總之“搽粉”能改善手對器械的把握，讓摩擦力在合適范圍內(nèi)易于控制，使動作更加隨心所欲和自如。正好與筆者探究實驗類同，是很好的理論依據(jù)。

再看前面例舉的兩個中考題，題二無可厚非，題一卻顯得不夠嚴密，實際上李寧上單杠前手上所抹鎂粉既有增大摩擦之意，又有減小摩擦之圖，選A或D都不恰當(dāng)。

教學(xué)上的一些爭論、探討如果能付諸實驗，多思考，多研究，也許就會發(fā)現(xiàn)一個嶄新的結(jié)論，雖然不能與諸多科學(xué)家的研究相提并論，卻對提高教師教學(xué)業(yè)務(wù)水平有很多的幫助，正因為對事物的質(zhì)疑與嚴謹，讓我們更加接近事物的本質(zhì)。希望有更多的教師能看到我的文章，也希望能把我的研究數(shù)據(jù)編寫成題目，讓更多的學(xué)生與教師對“鎂粉與摩擦”有全新的認識。