摘要:摩擦力的學習一直是技工學校學生比較頭疼的問題,但是該部分內容是物理課程的開始,如果剛開始就讓學生失去信心或者興趣,后面的學習效果將不會理想。文章就摩擦力一部分內容的教學方法進行剖析和探討,強調了學生為主體,按照學生認知的漸進性進行教學。
關鍵詞:摩擦力;學生
“摩擦力”一課是技工學校物理課程第一次課內容,屬于力學部分的一個難點,也是學習力學的一個基礎、基石。對于我們技校的同學來說,要學好它難度是比較大的。一方面同學們基礎比較薄弱;另一方面,雖然同學們對于摩擦力有一定的認識,但在固有的知識結構中還存在一些缺陷,比如:1.現實世界處處存在摩擦,學生對于零摩擦沒有感性認識;2.對于固體能產生相應的摩擦學生有一定的了解,而對液體、氣體存在摩擦缺乏了解。所以,在教學過程中,重心不宜放的過高,應關注學生的“知識最近發展區”,調整教學內容、步驟和設計教學方法,達到學習目標要求,也使我們的同學們嘗到經努力后“成功”所帶來的喜悅。下面我就幾個課堂重點部分談談我的看法。
循序漸進的原則,調整教學順序
摩擦力這節課的內容主要包括靜摩擦和滑動摩擦兩部分。在教材中,是先靜摩擦,再講滑動摩擦。但我認為,教學順序應變為先講滑動摩擦,再講靜摩擦。這樣才能體現新大綱中循序漸進的教學思想。因為,靜摩擦明顯比滑動摩擦難得多,主要表現在:(1)在摩擦力的產生條件上,產生滑動摩擦力的必要條件是相對運動,而產生靜摩擦力的必要條件是相對運動趨勢,判斷物體有沒有相對運動比較容易,但判斷相對運動趨勢就比較難,因為物體有相對運動趨勢時仍保持相對靜止。(2)在計算摩擦力大小時,滑動摩擦力的大小可以用公式計算,但靜摩擦力的大小沒有公式可用來計算,在高中階段只限于應用二力平衡間接地得出靜摩擦力的大小。
學生探究活動,學會運用控制變量法,研究滑動摩擦定律
探究影響摩擦力大小的因素是本節的重點,主要采用探究式教學。通過實驗讓學生提出問題進行猜想,摩擦力可能和什么因素有關,學生有的說與速度有關,有的說與面積有關,有的說與重力有關,有的說與質量有關,有的說與運動方式有關,有的說與接觸面的粗糙程度有關。教師給出實驗器材,讓學生分組討論出實驗方案,選幾組在全班交流,修正實驗方案,教師可以在學生的實驗方案上給出改進后的實驗方案,改進傳統的用彈簧秤直接拉物塊的做法:如圖1所示,把定滑輪固定在水平臺面右端的豎直墻壁或擋板上,彈簧秤通過細繩與滑塊相連接,粗糙的厚白紙放在滑塊與水平臺面之間,抓住厚白紙的左端向左水平勻速拉動,此時,彈簧秤的讀數恒定;用毛巾換下厚白紙,重復上述實驗步驟;保持滑塊與接觸面的情況不變,在滑塊上面放一重物,再做一次對比實驗。此組演示實驗能較好的說明滑動摩擦力的有關問題。改進后的實驗有下述優點:(1)彈簧秤上的讀數易于觀察,避免了直接拉動滑塊時彈簧秤示數的不穩定性。(2)相對臺面靜止的滑塊,滑塊受到的是白紙對它的滑動摩擦力,這樣能使學生較為完整地掌握滑動摩擦力的概念。學生在通過實驗、分析數據的基礎上得出結論,最后進行評估交流。整個過程全放手得學生,由學生親自體驗探究的樂趣,成功的喜悅。教師只起引導組織作用。
巧妙轉移,引入新課題
引入課題是課堂教學過程的重要環節之一。成功地引入課題,不僅可以集中學生的注意力,而且能引起濃厚的學習興趣,把學生迅速帶入物理情境之中。一般說來,引入課題的技能有以下幾種:(1)情景引入(2)實驗引入(3)講述史實引入(4)復習引入
1.引入摩擦力
摩擦力定義的引出是本節的一個難點,為突破這一難點,這節課可以先采用多媒體創設情景播放人和馬駒在冰面上滑倒的錄象;然后在擰緊的瓶蓋上涂上潤滑油,讓班上力氣較大的學生擰開(學生不容易擰開);再用細線拴住重物,讓學生不打繩結,而將重物掛到木棍上。學生從這些實踐中發現問題,為什么在冰面上容易滑倒?為什么涂上潤滑油的瓶蓋不容易打開?為什么拴有重物的繩子在木棍上多繞幾圈就能掛住,激發學生的學習激情。接著學生列舉日常生活生產中摩擦力的事例,學生討論、分析摩擦力的共同特點,然后讓學生根據這些特點,給摩擦力下定義。這樣安排的目的是為了充分發揮學生的主體地位,培養學生的歸納分析能力。
2.由動摩擦因素表引出一些實際應用
在介紹了動摩擦因素之后,可以讓學生自己閱讀教材中的動摩擦因素表,并提出兩個問題:(1)哪兩種材料之間的動摩擦因素最大?(2)哪兩種材料之間的動摩擦因素最???學生回答:最大的是橡皮輪胎與干路面,最小的是鋼和冰。由前一個問題,教師可以加以描述,為什么汽車輪胎要用橡膠制成,而在雨天行駛車速不能太快。后一個問題可以這樣描述,在北方為什么可以使用雪橇。
3.由滑動摩擦力引入到靜摩擦力
靜摩擦力是學習的難點,采用合適的方法引入是非常必要的。我認為采用例題引入的方法比較合適。
例1 如圖2所示,一物體靜止在水平地面上,有一水平向右的推力作用在物體上,F推=30N,求物體受到的摩擦力F的大小。
對于這道例題,有些同學會使用剛剛學到的滑動摩擦力公式f=μFN,得出物體受到的摩擦力大小是80N,也有些同學發現這個答案有問題,并根據二力平衡得出摩擦力大小是30N。此時教師可以引入靜摩擦力的概念:由于得出的滑動摩擦力大于推力,物體其實并沒有滑動,仍然靜止,只是我們可以根據力的平衡條件進行求摩擦力,并且這時的摩擦力成為靜摩擦力。通過這道例題,可以順利的引出靜摩擦力的概念,而且糾正了計算靜摩擦力大小的典型錯誤。
4.過假設法判斷靜摩擦力的方向
靜摩擦力是本節內容中的難點,在實際的解題過程中,判斷靜摩擦力的方向是學生遇到的普遍難題。在此可以使用假設法。
例2 如圖3所示,人用水平向右的推力在水平地板上推箱子,箱子保持靜止。判斷靜摩擦力F的方向。
分析:滑動摩擦力的方向與物體的相對運動方向相反,靜摩擦力的方向與物體的相對運動趨勢方向相反。學生遇到的問題是,相對運動方向容易判斷,但相對運動趨勢方向卻不容易判斷,原因是物體有相對運動趨勢時卻沒有相對運動。這時可以運用假設法。本題中,假設箱子與木板之間光滑,則箱子在水平方向上因受到推力而向右運動,這說明箱子相對于地板的運動趨勢方向是水平向右,則靜摩擦力的方向與箱子的相對運動方向相反,即水平向左。
結論
本節課圍繞著滑動摩擦力和靜摩擦力展開, 在教學方法上應注重實驗研究。在認識幾種摩擦力時,應該在具體的現象和實驗基礎上,進行比較歸納。研究摩擦力的大小時,也要通過實驗,運用控制變量法逐步研究,并歸納得出實驗結論。判斷靜摩擦力方向這一難點,也通過實驗得到突破。這樣可以提高學生的學習興趣,培養學生的實驗探索、科學研究的能力。
摩擦力這部分內容是學習的難點,教學中要根據循序漸進的原則,確定適當的教學要求,較深的內容可以在以后的教學過程中逐步解決。