滑动摩擦力的教学与实验

2019-04-09 03:24杨青
关键词:摩擦实验

杨青

【摘 要】“滑动摩擦力”是初中力学的重点、难点,而且具有力学的共同特点:抽象、枯燥,导致学生认识、理解难度大。在教学时适当地设置一些小实验,可以让抽象、枯燥的“滑动摩擦力”变得“有血有肉”、“生动活泼”,降低学生的认识、理解难度。例如:木块、长木板实验,让学生对“相对运动”有一个感性认识,不再是一头雾水,有助于认识、理解“滑动摩擦力”这一概念;拔河实验使滚动摩擦力与滑动摩擦力之间的数字关系变得形象生动。

【关键词】滑动摩擦力;摩擦;实验

【中图分类号】G633.71 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089(2019)04-0225-01

初中物理知识既枯燥又乏味,如何把这些枯燥的知识让学生理解、接受是教学的重中之重。同时针对学生的实际和教材特点,在教学过程中,只有使用不同的教法进行教学,才能更有效地提高物理教学效果。兴趣是最好的老师,因此物理教学应抓住兴趣这一特点,优化教学方法激发、巩固和深化学生对物理的学习兴趣,从而大面积提高教学效果。以滑动摩擦力为例,滑动摩擦力是初中力学的重点之一,也是初中力学的难点之一,同时也是后续学习力学知识的基础,但是多数学生在学习本节知识时感觉很难。这就要求老师在教学本节时要突破难点,而要想突破难点就要结合实验进行教学。

一、滑动摩擦力的相关实验

物理学是一门以实验为基础的科学。通过实验,一方面可以丰富学生的感性知识,帮助学生对物理概念和物理规律的理解。另一方面能激发学生学习物理的兴趣。加强实验的教学可以最大限度地调动学生学习物理的积极性。因此,物理实验是激发学习兴趣的最常用手段之一。无论是演示实验还是学生分组实验都要认真地完成,教学实践证明,认真完成教材中规定的实验,可以辅助物理的教学,极大地提高学生学习的积极性。

1.教材中规定的实验:探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关。

在“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的教学中,首先要结合课本“活动1”说明如何测量滑动摩擦力的大小,一定要指出:用弹簧测力计拉动木块时,应该在弹簧测力计的示数不变时读书。至于为什么弹簧测力计示数不变时,弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力的大小,在这儿不作解释(沪粤版物理课本“二力平衡”知识在下一章)。然后,让学生感受滑动摩擦力的大小:将手掌压在桌面上向前推,改变压力的大小,比较手掌受到的阻力;保持压力大小基本相等,手掌分别在较光滑和粗糙的桌面上向前推,比较手掌受到的阻力。由这一小实验再结合“生活中的摩擦”,学生就不能猜想:滑动摩擦力的大小可能与压力大小、接触面的粗糙程度有关。这时教师接着问:滑动摩擦力的大小可能与压力大小、接触面的粗糙程度有关,我们该怎样设计实验来验证呢?然后要求学生阅读课本“制订计划”部分,让学生知道要用控制变量法设计实验。接着教师再问:现在我们知道实验方案,在实验时,怎样保持接触面粗糙程度不变而改变压力大小?又如何保持压力的大小不变而改变接触面的粗糙程度?要求学生根据课本所给的实验器材回答,再设计实验步骤,教师检查是否在前面实验方案的框架内。动手实验部分一定要放手让学生动手做实验,教师巡视、指正,学生易犯的错误有:弹簧测力计与桌面不平行;弹簧测力计拉着木块没有做匀速直线运动就读数等。学生分析实验数据,完成课本的结论填空比较容易。

2.自行设计实验,突破学生的理解难点。

在“滑动摩擦力”这一概念中有“相对运动”一词,而“相对运动”的概念在下一章(物理是沪粤版教材,“相对运动”的概念在下一章),学生不懂。在这里笔者设计了这样的实验:在长木板的左端放一木块,教师左手托着长木板站到讲台的右端,用右手拉着木块在长木板上向右运动,同时人向左走。问学生:木块在向左运动还是向右运动?学生多数回答向左运动,也有人回答向右运动。此时教师提出疑问:为什么木块会有两个相反的运动方向?教师接着再问学生:木块向左运动、向右运动的依据各是什么?回答向左运动的学生会说:木块从讲台的右端运动到了左端;回答向右运动的学生会说:木块从长木板的左端运动到了右端。教师这时抓住“讲台”、“长木板”这两个词进行说明,木块运动方向不同是因为比较的对象不同。并说明:木块相对于长木板向右运动,相对于讲台向左运动。让学生对“相对运动”有一个感性认识,让“滑动摩擦力”这一概念变得不那么难以理解。

二、滑动摩擦力的知識点教学

俗话说兴趣是最好的老师,对于物理教学来说兴趣更是最好的老师,教学方法多种多样,各具特色。只有那些符合学生的实际、充分发挥师生的互动,才称得上是好的教法。因此物理教学应该根据学生实际情况,采取灵活多样的教学方法,达到激发学生对物理的学习兴趣,提高教学效率,从而大面积提高教学效果。

1.新课引入。

新课引入用“筷子提米”这个实验,可以调动学生学生学习兴趣、激发学生的学习欲望。课前用两只透明的一次性塑料杯子各装大半杯米,分别在中间插一根筷子,并压实,向其中一杯倒少许水,水被米吸收后,两杯“米”看起来没有任何区别。活动要请一位学生和老师一起做,给学生没有加水的那被米,老师和学生一起“提米”。当然,学生把筷子拔了出来,米提不起来,老师把米提了起来。这时学生会觉得很有趣,对这一现象会产生探究欲望。此时老师让学生试一试提加了水的那被米——米被提起来。老师这时解释这两杯米的不同之处,进而引出课题。这个实验起到激发学生对摩擦力的探究欲望,以及引入新课的作用。

2.生活中的摩擦。

首先告诉学生摩擦在生活中很常见,然后引导学生观察课本提供的与摩擦有关的四幅图,让学生知道摩擦就在我们的生活中。对这四幅图教师要引导学生观察:图(a)教师要引导学生观察运动员鞋下面的“刀”;图(b)教师要引导学生观察轮胎表面的花纹;图(c)教师要引导学生观察传送带表面的花纹;图(d)教师要引导学生观察登山运动员后面的地面,从而推测出防滑靴下面有“钉子”。再让学生举一些生活中类似的例子。学生可能会举:轮滑鞋下面有轮子,矿泉水瓶盖侧面凹凸不平,运动鞋底部凹凸不平等等。由此引出“滑动摩擦”和“滑动摩擦力”两个概念。

3.滚动摩擦。

学生阅读信息浏览——滚动摩擦。这部分给出数据:滚动轴承的摩擦大约是滑动轴承的1/30~1/20,对学生来讲这只是一个单调、无意义的数字。在这儿笔者设计了这样一个简单的小实验:在班级找一名高大的男生、一名小女生,让他们拔河,显然男生会轻松获胜,再让男生穿上事先准备好的轮滑鞋,与女生“拔河”,会发现获胜的是女生。这一小实验让学生对用滚动代替滑动可以减小摩擦有感性认识,并不是仅仅停留在数字上。也可以举生活中的实例加以说明,人们买网机用大货车运到厂房门口,再用吊车吊下来,放到厂房门口,然后人拉、推网机进厂房,我们会看到在网机下面垫有钢管或圆木棍。这是“用滚动代替滑动”在实际中的应用。(本镇——槐林镇是中国渔网第一镇)

4.增大与减小摩擦的方法。

教学时,可先回顾“生活中的摩擦”,让学生清楚人们时时处处都离不开摩擦,再根据实际情况把摩擦分为有益摩擦和有害摩擦两类,并说明有益摩擦要设法增大,有害摩擦要设法减小。顺水推舟提问:增大、减小摩擦的方法有哪些?学生根据课本给出的四幅图总结增大、减小摩擦的方法,教师作结。师生再列举一些生活、生产中增大、减小摩擦实例。比如:鞋底有凹凸不平的花纹、篮球表面比较粗糙、轮滑鞋下面装有轮子等。最后的“STS”是要学生不能读死书,要活学活用。

“探究滑动摩擦力”这一节难度大、抽象、枯燥,学生不易理解。设置一些小实验,再加上课本原先的实验,可以让抽象、枯燥的物理知识变得“有血有肉”、“生动活泼”,降低了学生对知识认识、理解的难度,学生对滑动摩擦力的认识、理解会达到比较深的程度,从而达到教学目的。

参考文献

[1]八年级物理下册.上海科学技术出版社,广东教育出版社.

[2]八年级物理下册教学参考书,上海科学技术出版社.

[3]物理课程标准(实验稿),北京师范大学出版社.

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