對摩擦力兩個難點問題的突破

楊德民 于示

( 樺川縣第五中學 黑龍江 佳木斯 154300) (佳木斯市職業技術學校 黑龍江 佳木斯 154002)

高中物理課旨在進一步提高學生的科學素養，促進學生自主的、富有個性的學習，讓學生積極參與，樂于探究，勇于實驗，勤于思考.通過多樣化的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養其科學探究能力，使其逐步形成科學態度與科學精神，這就是高中物理新課程的基本理念.基于此，物理教師要想辦法通過實驗增強學生感性認識，突破教學中的難點問題.

在講授“摩擦力”時，筆者發現學生對兩個問題難以理解，似懂非懂.這兩個問題是：

(1)動摩擦因數與兩個物體接觸面材料及接觸面粗糙程度是否有關？

(2)滑動摩擦力真比最大靜摩擦力小嗎?

由新課程理念出發，筆者在講授“摩擦力”一節當中設計了幾組實驗，來突破這兩個難點問題.

1 探究動摩擦因數與兩物體接觸面材料及接觸面粗糙程度關系

1.1 探究動摩擦因數與兩物體接觸面材料有關

實驗器材：1個一端帶有定滑輪的長木板，1個小木車，3盒砝碼(共30個，每個砝碼重50g)，1大張報紙，1張A3紙，1條大毛巾，細繩等.

(1)探究接觸面材料為木—木時摩擦力情況

1)首先把一端帶有定滑輪的長木板平放在講桌上，帶有滑輪的一端伸出講桌一部分.

2)把系上細繩的小木塊車放在長木板上，細繩另一端繞過定滑輪，再掛上一個砝碼，發現小車快速的移動了.

3)我說:“給小車裝點貨”，就把一盒砝碼(里面有10個砝碼)放在小車上.

4)把小車放在原位，發現細繩一端掛一個砝碼時，拉不動小車.

5)接著我在細繩一端掛兩個砝碼，此時同學們喊：“動了，動了！”，小車果然在非常緩慢的移動.

(2)探究接觸面材料為木—紙時摩擦力情況

1)把一張報紙放在長木板上，再把裝著一盒砝碼的小木車放在報紙上，此時繩子另一端繞過定滑輪，接著掛上兩個砝碼，發現小車紋絲不動.

2)學生們高喊：“再掛一個砝碼，再掛一個砝碼！”.我又掛上一個，小車還沒有動，同學們又在高喊：“老師，再掛一個，再掛一個！”

3)直到我掛到第五個砝碼，小車才緩慢地動起來.

(3)探究接觸面材料為木—毛巾時摩擦力情況

1)接著我問：“那么把報紙換成毛巾會怎樣呢？”有的同學說：“小車不動”、“小車動得慢”……我說結果如何，讓我們看實驗，用事實說話.說著，就把報紙換成了毛巾.

2)再把裝有一盒砝碼的小車放在毛巾上，然后再把系著小車的細繩的另一端繞過定滑輪并掛上五個砝碼，發現小車紋絲不動.

學生們感到很驚奇.但有了前兩次的經驗，同學們都喊著：“老師，你再多掛幾個砝碼，再多掛幾個砝碼看結果怎樣？”

3)我一共掛到了第十一個砝碼，小車才開始緩慢地移動.

通過以上三個實驗的對比，同學們看到在壓力相同、接觸面材料不同的情況下(木—木、木—紙、木—毛巾)，物體所受摩擦力是不同的，再結合滑動摩擦力公式F=μFN， 學生就能很自然得出動摩擦因數μ與兩物體接觸面材料有關，且接觸面材料不同，動摩擦因數μ就不同的結論.

1.2 探究動摩擦因數與接觸面粗糙程度有關

(1)探究接觸面材料為木—A3紙時摩擦力情況

1)把長木板放在講桌上，帶有滑輪的一端伸出講桌外.

2)把一大張A3紙鋪在長木板上.

3)再把系上細繩的小車放在A3紙上，在小車上放一盒砝碼.

4)然后把細繩的另一端繞過長木板上的定滑輪，再掛上兩個砝碼，發現小車不動.

5)當掛上3個砝碼時，小車開始緩慢的移動了.

(2)探究接觸面材料為木—報紙時摩擦力情況

1)把A3紙拿走，再把準備好的報紙鋪在長木板上.

2)把裝有一盒砝碼的小車放在報紙上，連接小車的繩子的另一端繞過長木板的定滑輪.

3)當掛上3個砝碼時，發現小車仍紋絲不動.

4)等掛到第五個砝碼時才發現小車緩慢的移動.

通過上兩個實驗對比，同學們看到在壓力相同、接觸面材料也相同的情況下(接觸面材料分別為木—A3紙、木—報紙)，物體所受摩擦力是不同的.再結合滑動摩擦力的公式F=μFN,學生能很輕松地發現接觸面材料相同(木— 紙)的情況下，動摩擦因數μ也可能是不同的.這說明在接觸面材料相同的情況下，動摩擦因數μ還與接觸面的粗糙程度有關.

2 滑動摩擦力真比最大靜摩力小嗎

對于這個問題很多同學都有疑問，缺乏感性認識.為了解決這個疑問，我是這樣做的：

1)把長木板平放在講桌上;

2)把拴有細繩的小木塊車放在長木板上;

3)把一盒砝碼放在小車上;

4)再把細繩另一端繞過定滑輪并掛上兩個砝碼，小車剛好不動了.

此時筆者提出一個問題，把小車上的砝碼逐漸拿下來，直到小車開始運動時為止，然后把拿下的所有砝碼再放上小車，小車會如何？

很多同學高呼：小車就不會動了.

可是，當我按上述說法實驗時，同學們都驚奇地發現小車仍在動，而且在小車上再多加一個砝碼，小車還能動.

所以此時，我又追加一個問題，滑動摩擦力與最大靜摩擦力的大小關系如何?學生能很順利地回答出了滑動時物體所受摩擦力要小于最大靜摩擦力.問題順利地解決.

3 教學效果

通過演示實驗，學生能很輕松地理解與掌握摩擦力知識，并能調動學生研究問題的主動性與熱情，激發學生學習的興趣，開拓學生的發散思維與創新能力. 例如，有一位學生展示自己設計的與摩擦力有關的實驗：用塑料筷子夾汽車軸承里的圓柱滾珠，結果根本就無法夾起來 ，此與生活聯系的實驗設計非常有創意的.

4 教后反思

教師在教學中，要不斷的尋找，適合學生思考與理解、掌握所學知識的教學手段與方法，這樣學生就能學得很快捷與輕松，教師也會體驗到教育的鮮活與快樂.