鎂粉與摩擦

摘要：作者在教學上通過對“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學生學會探究，教師更需要探究。

關鍵詞：鎂粉與摩擦；關系探究

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：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 標準答案是D。對于題一答案近幾年有兩個版本，其一就是選當時的標準答案D，但是現在如果百度一下，會發現多為選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冰后，常常在冰面上撒些渣土，以免發生交通事故

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

標準答案是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、衛生間地面濕了很容易摔倒等。這正是為什么十有八九的學生、教師在做題一時選“A”的理由。

為什么還有些學生、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；數錢時在指頭上蘸點水可心數得更快；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”的人數實在太多。

教師在上課時總是指導學生要會探究，其實，教師更需要探究。如何來研究鎂粉與摩擦的關系呢?實驗是學習《科學》的基本方法之一，實驗數據最能說明問題。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。經過一番思考以后，筆者認為本實驗關鍵可能在于“濕”字，“濕滑”應該是大濕，“濕不滑”應該是小濕、微濕。于是設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，用于穩定帶子，并增大壓力的作用。在另一端不斷增加鉤碼數量，當皮包帶開始在桿上勻速滑動時記錄鉤碼的質量。為了使實驗更加可靠，再換用另一種規格的皮帶B重新實驗。記錄數據如下：

從實驗數據可以發現：“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。按照實驗數據，得到的結論應該是：鎂粉起減小摩擦的作用!這個實驗是否還存在什么問題?再仔細思考發現人的汗腺分泌的汗液除了水分還應該有許多其他物質，如油脂。用水來代替出汗并不科學，據此，應該再補做一個實驗：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據是：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限定在一定范圍內。

最近，剛看到廣州體育學院的周良君、崔文杰教授對“鎂粉”的解釋如下：當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動時，“鎂粉”又能起到襯墊作用，相當于在中間添加一層“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。

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。

教學上的一些爭論、探討如果能付諸實驗，多思考，多研究，也許就會發現一個嶄新的結論，雖然不能與諸多科學家的研究相提并論，卻對提高教師教學業務水平有很多的幫助，正因為對事物的質疑與嚴謹，讓我們更加接近事物的本質。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據編寫成題目，讓更多的學生與教師對“鎂粉與摩擦”有全新的認識。