人的行走靠的是摩擦力,人拿起一支笔、一本书靠的是摩擦力,汽车的前进靠的是摩擦力,汽车的刹车靠的是摩擦力,人的衣食住行都跟摩擦力息息相关。很难想象没有摩擦的世界会是什么样子,至少是行走中的人停不下来,停下来的人永远行走不了;衣服会从身上滑走。
摩擦力太大也未必是件好事,通常说机器摩擦太大、机器因磨损太大而损坏机器就是指摩擦太大。
总之摩擦力在生产、生活中有广泛的应用,与人们生产、生活紧密联系,摩擦无处不在,摩擦无时不有。有时人们需要摩擦就想方设法去增大摩擦,有时摩擦对人们不利就需要减少摩擦。掌握摩擦力的知识十分重要,因而新课程标准以理解的层次要求学生掌握,不论人教版、华东版还是苏科版都以实验探究活动形式来组织摩擦力的教学,让学生在接受知识的同时,去体验探索知识奥秘的乐趣,培养学生从小爱科学、勇于提出问题、发现问题、寻求解决问题的能力。再翻看全国各地历年中考试题,有关摩擦力知识的题型广泛,有选择题、填空题,有作图题,实验探究题。分值少的占6%,多的分值占14%。
因而摩擦力教学显得十分重要。摩擦力教学的重点是对摩擦力知识的应用和延伸,着重培养学生的观察分析能力和用所学知识解决实际问题的能力,让学生在探究活动中了解和研究摩擦是贯穿教学活动的主线;难点是利用摩擦力知识解决实际问题。那么怎样突出重点,分化难点,剖析疑点就成为教学活动的关键。
案例一:探究滑动摩擦力跟压力关系。
实验设计:如图A所示
将木块放在水平桌面上,在木块上加钩码,使木块和砝码总质量为200g; 沿水平方向缓缓地拉动测力计,使木块做匀速直线运动,读出测力计的示数即为滑动摩擦力的大小; 将木块和所加钩码的总质量分别增至400g、600g进行实验。 实验记录:设计表格,记录实验数据(g取10N/Kg)。
实验结论:接触面粗糙程度相同时摩擦力大小跟压力大小成正比。
案例分析:本实验采用控制变量法探究滑动摩擦力大小与压力的关系即控制木块与桌面间的粗糙程度在实验时保持不变,用增加压力的方法来探究滑动摩擦力与压力的关系。本实验注意点是拉动测力计必须使木块做匀速直线运动,否则测力计读数不等于摩擦力的大小,但是在实际操作时很难控制木块做匀速直线运动,那么如何改进才能克服这一实验缺陷呢?
案例二:探究滑动摩擦力跟压力关系的改进
实验设计:如图B所示
实验步骤:(1)按如图B所示将木块用测力计水平拴住,测力计另一端固定在桌上一侧。细线一端和沙桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板相连。
(2)在木块上加钩码使木块和钩码总质量为200g。然后在沙桶中加沙使长木板运动,记下测力计示数为F,即为滑动摩擦力大小。
(3)分别将木块和所加钩码的总质量增加至400g、600g,再进行实验。
实验记录:设计表格,记录实验数据(g取10N/Kg)。
实验结论:接触面粗糙程度相同时,摩擦力大小与压力大小成正比。
分析本实验优点在于不论长木板是否做匀速直线运动,木块和长木板间的摩擦力均等于测力计示数,从而克服了实验A必须做匀速直线运动的缺点,减少实验误差。必须明确告诉学生这个实验也存在着误差,误差在任何实验中都会存在。
在实际生活中我们还会遇到比较两个物体表面粗糙程度,那么我们怎样用实验探究这一问题呢?
案例三:探究比较铁块与木块表面粗糙程度。
实验设计:如图C所示
实验步骤:(1)将木块叠放在铁块上,如图C—(1),匀速拉动测力计使铁块做匀速直线运动,读出测力计示数为F1;
(2)将铁块叠放在木块上如图C—(2),匀速拉动测力计使木块做匀速直线运动,读出测力计示数为F2。
实验结论:①若F1>F2,则铁块表面比木块表面粗糙;
②若F1
③若F1=F2,则铁块表面与木块表面粗糙程度相同。
分析本实验巧妙应用控制变量法来比较两物体表面的粗糙程度,强化了方法,注重了过程。有利于引导学生改变学习行为和方式,从被动接受知识转变为主动探究,从注重结果转变为过程和结果并重,达到掌握知识、提高实践能力和创新意识的目的。
摩擦力知识在日常生活中有广泛的应用。我们更应该将学到的知识用来解决实际问题,这才是我们教学的根本。
案例四:摩擦力在生活中的应用。
2001年8月26日中午我正在吃中饭,我们学校总务主任王振国同志满头大汗来到我家说:“赵老师,请你帮一下忙,我们学校运书的车子陷进泥坑里去了,请你帮我们推一下车子。”我二话没说和王主任来到保管室门前,只见车子上的书已经全部下清了,当时学校的校长、副校长和后勤的几位同志正在死劲推车,尽管发动机轰鸣,车轮飞转,就是不见车子前进一步。由于前一天下雨,地面很滑,加之保管室前不是水泥地面,车子的后车轮陷进泥坑30厘米左右。校长满身泥巴同我打招呼,指挥推车,我一看车子是后驱动,我就说:“司机同志请您先熄下火,听我指挥。”我请校长带头,所有推车的人全部上车。在场的人都感到不解,有人说:“我们请你来推车,你不但自己不推车,还让我们全都上车,真是搞不懂了。”好在他们力气也都用光了,只好听我指挥都上了车。我又从车厢里找来一条绳索将它理好放在陷入泥坑的车轮前面,我说:“司机同志,现在可以启动开车了。”司机开动了车子,结果车子晃动了一下就从泥坑里开了出来,在场所有人无不称奇。司机高兴的跳下车,同我握手说:“老师,我猜想您一定是教物理的吧!”我说:“被你说中了,我是物理老师,有事您找我,我会帮你想想办法”。
这个案例告诉我们使车子前进的力是摩擦力。而摩擦力的大小跟压力的大小有关,还与接触面的粗糙程度有关。要增大摩擦力就必须加大压力,同时把接触面弄得粗糙些;如果要减小摩擦力,就必须减小压力,把接触面弄得光滑些,添加润滑油,使彼此接触面离开。
诚言摩擦力知识应用在日常生活中举不胜举,本人由于水平有限,也不能一一解答,抱着交流提高的宗旨,故有此文,希望得到专家的指点。
参考文献:
1、《全国中考试题荟萃》物理 新疆大学出版社 汕头大学出版社