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摘 要: 通过常见事例或实验了解摩擦力,让学生从生活经验出发,认识决定摩擦力大小的因素,以及增大和减小摩擦的方法。通过实验探究分析数据、交流、合作经历探究的过程,感悟科学探究方法,提高学生的探究能力,激发学生探求科学规律的兴趣。
关键词: 摩擦力 影响因素 实验探究
一、实验探究的内容及意义
摩擦现象是日常生活中随时随地可以感受到的,学生有丰富的感性认识。感性认识只是感性认识,本文通过常见事例或实验了解摩擦力,让学生的感性认识上升到一个较高的层次,认识摩擦力的存在和对物体运动的作用;认识决定摩擦力大小的因素;认识摩擦力的利与弊,以及增大和减小摩擦的方法。出于这样的目的,结合新课程标准对“摩擦”教学的要求,根据教材内容,根据学生的实际我们一起探究摩擦力的大小与什么因素有关?不仅让学生经历科学探究的整个过程,通过猜想学习科学猜想,通过“设计实验”学习控制变量法,学习教材内容,通过分析数据、交流、合作经历探究的过程,感悟科学探究方法,提高学生的探究能力,激发学生从身边最平常最一般的事物中探求科学规律的兴趣。
二、实验探究的方法
“从生活走向物理”的教学理念既是从学生的生活经验出发,又是符合人们的认识规律。基于此,我们首先通过生活中的例子:关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来等,运动的物体之所以会停下来是因为受到摩擦力。两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。在明白什么叫摩擦力的概念后,我们通过猜想与假设:猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关;猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关;猜想4.摩擦力的大小可能跟相对运动的速度有关。提出“摩擦力的大小与什么因素有关”这个问题,然后引导和组织学生自主探究。
三、实验探究的理论依据
运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:一是物体间要相互接触,且挤压;二是接触面要粗糙;三是两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。根据力的三要素我们知道:摩擦力除了有作用点、作用方向外,还有大小。摩擦力的作用点在接触面之间,方向与物体相对运动的方向相反。根据两力平衡的条件,作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态,摩擦力等于弹簧测力计的示数。
四、实验设想与计划
准备好:弹簧测力计、长木板、棉布、毛巾、带钩长方体木块、砝码、刻度尺、秒表。
实验1:在二力平衡知识的指导下,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,弹簧测力计上显示出拉力的大小就等于摩擦力的大小,这样就测出木块与长木板之间的摩擦力;实验2:在木块上加上砝码,这样通过改变木块与长木板之间不同的压力验证木块与长木板之间不同的摩擦力;实验3:把棉布铺在长木板上,通过改变接触面的粗糙程度来验证木块与长木板之间不同的摩擦力;实验4:将木块的不同侧面放到长木板上滑动,通过改变木块与长木板之间的不同接触面积来验证木块与长木板之间不同的摩擦力。
五、实验探究的数据
实验1:将木块放到长木板的一端,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,弹簧测力计上测出的木块与长木板之间的摩擦力是0.8N;实验2:在木块上加上50g的砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力是1N;实验3:在木块上加上200g的砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力是1.6N;实验4:把棉布铺在长木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力1.1N;实验5:将木块的不同侧面放到长木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力0.8N;实验6:以更快的速度拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力0.8N。
六、实验数据分析
从实验1、实验2和实验3的实验数据可以看出,作用在木板上面的砝码越重,摩擦力就越大,也就是说作用在物体表面的压力越大,摩擦力就越大,与原猜想结果一致。
从实验1和实验4的实验数据可以看出,铺上棉布后的摩擦力比没铺棉布时大,也就是说接触面越粗糙,摩擦力就越大,与原猜想结果一致。
从实验1和实验5的实验数据可以看出,将木块的不同侧面放到长木板上,接触面积的大小不影响摩擦力的大小,说明摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关,原猜想是错误的。
从实验1和实验6的实验数据可以看出,快速拉动木块和缓慢拉动木块时,木块与长木板之间的摩擦力一样大,说明摩擦力的大小跟相对运动的速度无关,原猜想是错误的。
七、实验探究的结论
(1)摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大;(2)摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大;(3)摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关;(4)摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。
八、实验探究的启示
1.实验探究是获取物理知识、提高物理能力的重要手段和途径。在实验探究中通过这个实验,提高学生学习物理的兴趣,验证实验前的猜想,矫正错误的猜想。
2.实验探究锻炼了学生的动手操作能力,学会了做实验的方法,发展了学生思维,增强了动手实验的能力,同时用实验现象和数据验证了所学的物理知识,加深了对所学物理知识的印象。
实验探究是在小组成员共同研究讨论的基础上完成的,增强了学生合作学习的意识,提高了学生合作探究的能力,提升了学生科学实验的素养。
参考文献:
[1]王晓.抓好演示实验提高教学质量[J].新课程(教育学术版).2007(04).
[2]郑式源.物理实验教学中存在的几个问题[J].中小学实验与装备,2007,(06).
[3]李建新.初中物理教学中渗透方法教育的实践[J].宁德师专学报,2011(3).
[4]吕兆成.初中物理学习中常用科学方法分析[J].学生之友,2010(5).
关键词: 摩擦力 影响因素 实验探究
一、实验探究的内容及意义
摩擦现象是日常生活中随时随地可以感受到的,学生有丰富的感性认识。感性认识只是感性认识,本文通过常见事例或实验了解摩擦力,让学生的感性认识上升到一个较高的层次,认识摩擦力的存在和对物体运动的作用;认识决定摩擦力大小的因素;认识摩擦力的利与弊,以及增大和减小摩擦的方法。出于这样的目的,结合新课程标准对“摩擦”教学的要求,根据教材内容,根据学生的实际我们一起探究摩擦力的大小与什么因素有关?不仅让学生经历科学探究的整个过程,通过猜想学习科学猜想,通过“设计实验”学习控制变量法,学习教材内容,通过分析数据、交流、合作经历探究的过程,感悟科学探究方法,提高学生的探究能力,激发学生从身边最平常最一般的事物中探求科学规律的兴趣。
二、实验探究的方法
“从生活走向物理”的教学理念既是从学生的生活经验出发,又是符合人们的认识规律。基于此,我们首先通过生活中的例子:关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来等,运动的物体之所以会停下来是因为受到摩擦力。两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。在明白什么叫摩擦力的概念后,我们通过猜想与假设:猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关;猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关;猜想4.摩擦力的大小可能跟相对运动的速度有关。提出“摩擦力的大小与什么因素有关”这个问题,然后引导和组织学生自主探究。
三、实验探究的理论依据
运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:一是物体间要相互接触,且挤压;二是接触面要粗糙;三是两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。根据力的三要素我们知道:摩擦力除了有作用点、作用方向外,还有大小。摩擦力的作用点在接触面之间,方向与物体相对运动的方向相反。根据两力平衡的条件,作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态,摩擦力等于弹簧测力计的示数。
四、实验设想与计划
准备好:弹簧测力计、长木板、棉布、毛巾、带钩长方体木块、砝码、刻度尺、秒表。
实验1:在二力平衡知识的指导下,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,弹簧测力计上显示出拉力的大小就等于摩擦力的大小,这样就测出木块与长木板之间的摩擦力;实验2:在木块上加上砝码,这样通过改变木块与长木板之间不同的压力验证木块与长木板之间不同的摩擦力;实验3:把棉布铺在长木板上,通过改变接触面的粗糙程度来验证木块与长木板之间不同的摩擦力;实验4:将木块的不同侧面放到长木板上滑动,通过改变木块与长木板之间的不同接触面积来验证木块与长木板之间不同的摩擦力。
五、实验探究的数据
实验1:将木块放到长木板的一端,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,弹簧测力计上测出的木块与长木板之间的摩擦力是0.8N;实验2:在木块上加上50g的砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力是1N;实验3:在木块上加上200g的砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力是1.6N;实验4:把棉布铺在长木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力1.1N;实验5:将木块的不同侧面放到长木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力0.8N;实验6:以更快的速度拉动木块,使它沿长木板匀速直线滑动,这时候木块与长木板之间的摩擦力0.8N。
六、实验数据分析
从实验1、实验2和实验3的实验数据可以看出,作用在木板上面的砝码越重,摩擦力就越大,也就是说作用在物体表面的压力越大,摩擦力就越大,与原猜想结果一致。
从实验1和实验4的实验数据可以看出,铺上棉布后的摩擦力比没铺棉布时大,也就是说接触面越粗糙,摩擦力就越大,与原猜想结果一致。
从实验1和实验5的实验数据可以看出,将木块的不同侧面放到长木板上,接触面积的大小不影响摩擦力的大小,说明摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关,原猜想是错误的。
从实验1和实验6的实验数据可以看出,快速拉动木块和缓慢拉动木块时,木块与长木板之间的摩擦力一样大,说明摩擦力的大小跟相对运动的速度无关,原猜想是错误的。
七、实验探究的结论
(1)摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大;(2)摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大;(3)摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关;(4)摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。
八、实验探究的启示
1.实验探究是获取物理知识、提高物理能力的重要手段和途径。在实验探究中通过这个实验,提高学生学习物理的兴趣,验证实验前的猜想,矫正错误的猜想。
2.实验探究锻炼了学生的动手操作能力,学会了做实验的方法,发展了学生思维,增强了动手实验的能力,同时用实验现象和数据验证了所学的物理知识,加深了对所学物理知识的印象。
实验探究是在小组成员共同研究讨论的基础上完成的,增强了学生合作学习的意识,提高了学生合作探究的能力,提升了学生科学实验的素养。
参考文献:
[1]王晓.抓好演示实验提高教学质量[J].新课程(教育学术版).2007(04).
[2]郑式源.物理实验教学中存在的几个问题[J].中小学实验与装备,2007,(06).
[3]李建新.初中物理教学中渗透方法教育的实践[J].宁德师专学报,2011(3).
[4]吕兆成.初中物理学习中常用科学方法分析[J].学生之友,2010(5).