換個思路研究“摩擦力”

顏新春

【摘要】? 高中階段在講解力學知識時，如何讓學生理解并掌握摩擦力這個概念，不同版本的教材有不同的思路，其中粵教版“《必修1》第三章第二節 研究摩擦力”的編寫思路是先講滑動摩擦力，再研究靜摩擦力。老師在處理這節教材時，可以改變一下，換個思路。

【關鍵詞】? 思路 摩擦力

【中圖分類號】? G633.7? ?? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】? A ? ? 【文章編號】? 1992-7711（2019）01-087-01

總體上還是通過探究實驗讓學生自然理解兩種摩擦力。設計思路先探究靜摩擦力，用彈簧測力計拉靜止在水平桌面上的木塊，然后逐漸增加拉力，直到運動為止。其實該過程木塊就是先受靜摩擦力，然后達到最大值，拉動后再受滑動摩擦力。這樣的分析引導過程，順其自然，學生易于接受理解。下面就是筆者設計一的個教學案例摘錄。

探究一：探究靜摩擦力。彈簧測力計拉靜止在水平桌面上的木塊，適當增大拉力但不能拉動。

目的：引導學生理解靜摩擦力，方向與相對運動趨勢方向相反，大小與外力有關，由學生已有的二力平衡知識可知，此時靜摩擦力的大小等于測力計的讀數，而且隨拉力增大而增大。

探究二：探究最大靜摩擦力。繼續增大拉力，直到恰好拉動為此，提醒學生仔細觀察測力計示數變化。在學生做完后，播放一段老師在實驗室事先錄好的視頻。

目的：引導學生在思考最大靜摩擦力到滑動摩摩擦力的突變并比滑動摩擦力小。直接探究的感性結果比直接給出的結果要理解深刻。

探究三：探究滑動摩擦力與哪些因素有關（定性）。（1）幾個（3-4個均可，根據實驗室的材料而定）側面光滑程度相同的同一長方體，讓其不同側面在同一水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，觀察彈簧秤讀數，判斷滑動摩擦力是否與接觸面積有關。（2）同一長方體的同一側面，讓其在不同材料構成的水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，觀察彈簧秤讀數，判斷滑動摩擦力是否與材料有關。（3）同一長方體的同一側面，讓其在不同材料構成的水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，其中在一長方體上放上幾個較重的砝碼。觀察彈簧秤讀數，判斷滑動摩擦力是否與壓力有關。

目的：引導學生通過自主探究，找出影響滑動摩擦力大小的因素。

探究四：探究滑動摩擦力與正壓力和材料有什么樣的關系（定性）。

同一木塊加上不同的砝碼，讓其在同一水平木板上用彈簧秤水平勻速拉動，重復多次實驗，記錄數據并填表。

（2）同一木塊放在不同材料的水平板上，用彈簧秤水平勻速拉動，重復多次實驗，記錄數據并填表。

目的：引導學生定量研究滑動摩擦力與正壓力及材料摩擦因數的關系。體會物理學中的比值法定義物理量。

這樣設計“摩擦力”的教學其優點在于以下幾點：

其一：學生在初中學過摩擦力的內容，有一定的基礎知識，能與學生的原有知識發生作用。適合進行探究教學的內容。

其二：充分挖掘了摩擦力的探究因素：（1）靜摩擦力的大小是一個恒定的力嗎？（2）靜摩擦力的取值范圍是由什么來決定的？（3）怎樣來求解靜摩擦力的大小？（4）靜摩擦力的方向如何確定？（5）滑動摩擦力的大小與什么因素有關？（6）滑動摩擦力的大小與這些因素有怎樣的關系？（7）滑動摩擦力的計算公式怎樣的？

其三：本探究是一個由定性的了解到定量的計算、由簡單的現象出發到本質認識的完整探究。

其四：實驗器材簡單、操作簡便、效果明顯。

其五：涉及控制變量和用比值法定義物理量的方法。

最重要的一點就是這樣的教學設計，不是從將知識作為陳述性的東西來傳授給學生，而是通過學生自身參與的探究活動來理解掌握物理概念和規律，真正起到發展學生全面素質，培養學生各種能力，這樣的教學設計更具有教學價值。所以在根據學生實際情況靈活處理教材教法上，我們還可以做出更多的嘗試。愿以此文引起大家思考。