利用斜面模型突破摩擦力教學(xué)難點

多吉普珍

摘 要：摩擦力內(nèi)容較為抽象，學(xué)生理解起來比較困難，將斜面模型引入摩擦力教學(xué)中，一方面有助于課堂教學(xué)的有序開展，另一方面能夠最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：斜面 模型 摩擦力 教學(xué)難點 受力分析

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章號：1003-9082（2017）09-0-01

摩擦力是高中物理力學(xué)部分的一項重要內(nèi)容，也是教學(xué)難點之一。由于摩擦力內(nèi)容較為抽象，學(xué)生理解起來比較困難，往往成為學(xué)生學(xué)習(xí)物理的“攔路虎”，讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而影響對其他物理知識的學(xué)習(xí)。為了解決這一教學(xué)難點，筆者嘗試將斜面模型引入摩擦力教學(xué)中，有效地幫助了學(xué)生去深入理解這部分內(nèi)容，提升了教學(xué)效果，大大推動了物理教學(xué)的持續(xù)深化。

一、斜面在摩擦力教學(xué)中的具體應(yīng)用

1.概念導(dǎo)入

在摩擦力教學(xué)中，教師首先應(yīng)從學(xué)生的生活經(jīng)歷談起，讓學(xué)生思考是否有過爬山的經(jīng)歷，進(jìn)而引出眾所周知的道理“上山容易下山難”，然后由教師提問：為什么是“上山容易下山難”，按照常理來看不應(yīng)該是“上山難，下山容易”嗎？通過這一設(shè)問來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，深入思考摩擦力的相關(guān)概念。由于學(xué)生在初中階段就曾接觸過這一定義，所以學(xué)生對摩擦力內(nèi)容具有一定的認(rèn)知水平，但是停留在較為淺顯的層次上，尚未形成完整的概念。由此，教師不應(yīng)要求學(xué)生對其提出的問題做出正確的揭示，只是作為一個導(dǎo)引，引導(dǎo)學(xué)生對摩擦力的相關(guān)知識進(jìn)行回顧，為下面的學(xué)習(xí)做好鋪墊即可。

2.系統(tǒng)學(xué)習(xí)

在開展摩擦力教學(xué)中，不應(yīng)立即將摩擦教學(xué)概念引出，應(yīng)首先將滑動摩擦力教學(xué)概念引出，由于兩者之間存在著必然的聯(lián)系，在教學(xué)過程中能夠起到較好的作用。如圖1所示，物體從相對靜止?fàn)顟B(tài)到運動過程中，摩擦力由靜摩擦變?yōu)樽畲箪o摩擦力，然后形成滑動摩擦力。在理解靜摩擦力時，學(xué)生由于自身物理知識底蘊較少，所以在理解過程中存在一定的障礙，此時教師應(yīng)將斜面模型巧妙運用在摩擦力教學(xué)中，將木塊放置于傾斜的斜面上，小木塊有向下滑動的趨勢，以此來形容學(xué)生站在斜坡上的感受。這時的斜面模型能夠更有效地幫助學(xué)生深入理解斜面摩擦力的大小和角度之間的關(guān)系。學(xué)生在看到這個現(xiàn)象時，所做出的反應(yīng)較為強烈。通過這一現(xiàn)象，學(xué)生更加迫切地想探索“上山容易下山難”這一問題。

學(xué)生存在疑問，教師自然需要講解，帶著學(xué)生的困惑，教師首先講解物體在斜面上所受摩擦力的情況。在講解過程中不斷提出一系列問題來引起學(xué)生思考，諸如提問學(xué)生：“圖1中斜面所受摩擦力方向是什么？”學(xué)生回答：“方向向上?！苯處熅瓦@個問題引出接下來的問題：“為什么會是向上呢？小木塊不是向下滑動嗎？”再次引發(fā)學(xué)生的深度思考。此時，教師向?qū)W生剖析斜面上物體所受的力，明晰物體為什么會出現(xiàn)向下滑動的現(xiàn)象，給予學(xué)生一定的交流溝通時間。盡管學(xué)生彼此溝通得出的結(jié)果不一定正確，但卻是教學(xué)中最為看中的，以確保學(xué)生能夠持續(xù)保持對物理知識學(xué)習(xí)的興趣。最后，教師對問題進(jìn)行講解：物體所受重力沿斜面以及垂直于斜面進(jìn)行正交分解，設(shè)定兩個力分別為F1 =GF2=-Gcos。根據(jù)三角函數(shù)特點，隨著角度的增加，F(xiàn)1增加，F(xiàn)2減小，由此導(dǎo)致斜面受到的壓力減小，最大靜摩擦力同壓力形成正比例關(guān)系。所以，物體從靜止開始運動，如圖2。

例如：質(zhì)量為M的木塊在水平面上保持靜止，質(zhì)量為m的物體B沿A的斜面保持勻速滑動。如果在物體B上施加垂直斜面向下的力F，斜面仍然保持靜止，假設(shè)斜面長度足夠，就此題進(jìn)行分析。通過對物體B分析，沿著斜面方向，能夠判定B對斜面產(chǎn)生的壓力和摩擦力大小，施加力F后斜面會受到物體反作用力增加，物體重力沿斜面方向分力等于摩擦力。如果原來的斜面摩擦力和壓力均朝下，那么盡管這兩個力都會增加，但是兩者的合力依然是朝下的，所以斜面在水平方向受到合力為零，斜面同地面之間的靜摩擦力同樣為零，所以就此可以判定：如果物體B在斜面上運動停止，水平面對A的靜摩擦力方向向左，力的大小為零。如圖3。

二、摩擦力教學(xué)實例探索

例題如果在粗糙的平面上放置一塊三角形木塊a，處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，在木塊a上的物體b處于相對靜止，那么地面是否對斜面產(chǎn)生摩擦力？如圖4。

就例子中所述，如果將ab看作一個整體部分，就例題中的分析一樣，a、b物體受到了豎直向下的重力和豎直向上的支持力，二物體水平方向分力為零，所以地面對斜面摩擦力大小為零。

通過對摩擦力教學(xué)的實際探索，以激發(fā)學(xué)生探索興趣以及互動交流為主，加之教師的知識講解為主的教學(xué)方式，相較于傳統(tǒng)單純物理知識內(nèi)容講解的方式，能夠更有效地鞏固學(xué)生所學(xué)知識，而不是被動式、機械的知識存儲。

綜上所述，摩擦力教學(xué)內(nèi)容是物理課堂教學(xué)中不可或缺的組成部分，同時也是一個教學(xué)難點，提出學(xué)生生活中的摩擦力事例，來吸引學(xué)生興趣，并將斜面模型巧妙應(yīng)用到摩擦力教學(xué)中，能夠客觀展現(xiàn)物體在斜面上的運動情況（傾斜角度越大，滑動速度越快），以實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。此類對摩擦力教學(xué)方式的創(chuàng)新，一方面有助于課堂教學(xué)的有序開展，另一方面能夠最大程度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展。

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