对摩擦力两个难点问题的突破

杨德民 于示

( 桦川县第五中学 黑龙江 佳木斯 154300) (佳木斯市职业技术学校 黑龙江 佳木斯 154002)

高中物理课旨在进一步提高学生的科学素养，促进学生自主的、富有个性的学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考.通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神，这就是高中物理新课程的基本理念.基于此，物理教师要想办法通过实验增强学生感性认识，突破教学中的难点问题.

在讲授“摩擦力”时，笔者发现学生对两个问题难以理解，似懂非懂.这两个问题是：

(1)动摩擦因数与两个物体接触面材料及接触面粗糙程度是否有关？

(2)滑动摩擦力真比最大静摩擦力小吗?

由新课程理念出发，笔者在讲授“摩擦力”一节当中设计了几组实验，来突破这两个难点问题.

1 探究动摩擦因数与两物体接触面材料及接触面粗糙程度关系

1.1 探究动摩擦因数与两物体接触面材料有关

实验器材：1个一端带有定滑轮的长木板，1个小木车，3盒砝码(共30个，每个砝码重50g)，1大张报纸，1张A3纸，1条大毛巾，细绳等.

(1)探究接触面材料为木—木时摩擦力情况

1)首先把一端带有定滑轮的长木板平放在讲桌上，带有滑轮的一端伸出讲桌一部分.

2)把系上细绳的小木块车放在长木板上，细绳另一端绕过定滑轮，再挂上一个砝码，发现小车快速的移动了.

3)我说:“给小车装点货”，就把一盒砝码(里面有10个砝码)放在小车上.

4)把小车放在原位，发现细绳一端挂一个砝码时，拉不动小车.

5)接着我在细绳一端挂两个砝码，此时同学们喊：“动了，动了！”，小车果然在非常缓慢的移动.

(2)探究接触面材料为木—纸时摩擦力情况

1)把一张报纸放在长木板上，再把装着一盒砝码的小木车放在报纸上，此时绳子另一端绕过定滑轮，接着挂上两个砝码，发现小车纹丝不动.

2)学生们高喊：“再挂一个砝码，再挂一个砝码！”.我又挂上一个，小车还没有动，同学们又在高喊：“老师，再挂一个，再挂一个！”

3)直到我挂到第五个砝码，小车才缓慢地动起来.

(3)探究接触面材料为木—毛巾时摩擦力情况

1)接着我问：“那么把报纸换成毛巾会怎样呢？”有的同学说：“小车不动”、“小车动得慢”……我说结果如何，让我们看实验，用事实说话.说着，就把报纸换成了毛巾.

2)再把装有一盒砝码的小车放在毛巾上，然后再把系着小车的细绳的另一端绕过定滑轮并挂上五个砝码，发现小车纹丝不动.

学生们感到很惊奇.但有了前两次的经验，同学们都喊着：“老师，你再多挂几个砝码，再多挂几个砝码看结果怎样？”

3)我一共挂到了第十一个砝码，小车才开始缓慢地移动.

通过以上三个实验的对比，同学们看到在压力相同、接触面材料不同的情况下(木—木、木—纸、木—毛巾)，物体所受摩擦力是不同的，再结合滑动摩擦力公式F=μFN， 学生就能很自然得出动摩擦因数μ与两物体接触面材料有关，且接触面材料不同，动摩擦因数μ就不同的结论.

1.2 探究动摩擦因数与接触面粗糙程度有关

(1)探究接触面材料为木—A3纸时摩擦力情况

1)把长木板放在讲桌上，带有滑轮的一端伸出讲桌外.

2)把一大张A3纸铺在长木板上.

3)再把系上细绳的小车放在A3纸上，在小车上放一盒砝码.

4)然后把细绳的另一端绕过长木板上的定滑轮，再挂上两个砝码，发现小车不动.

5)当挂上3个砝码时，小车开始缓慢的移动了.

(2)探究接触面材料为木—报纸时摩擦力情况

1)把A3纸拿走，再把准备好的报纸铺在长木板上.

2)把装有一盒砝码的小车放在报纸上，连接小车的绳子的另一端绕过长木板的定滑轮.

3)当挂上3个砝码时，发现小车仍纹丝不动.

4)等挂到第五个砝码时才发现小车缓慢的移动.

通过上两个实验对比，同学们看到在压力相同、接触面材料也相同的情况下(接触面材料分别为木—A3纸、木—报纸)，物体所受摩擦力是不同的.再结合滑动摩擦力的公式F=μFN,学生能很轻松地发现接触面材料相同(木— 纸)的情况下，动摩擦因数μ也可能是不同的.这说明在接触面材料相同的情况下，动摩擦因数μ还与接触面的粗糙程度有关.

2 滑动摩擦力真比最大静摩力小吗

对于这个问题很多同学都有疑问，缺乏感性认识.为了解决这个疑问，我是这样做的：

1)把长木板平放在讲桌上;

2)把拴有细绳的小木块车放在长木板上;

3)把一盒砝码放在小车上;

4)再把细绳另一端绕过定滑轮并挂上两个砝码，小车刚好不动了.

此时笔者提出一个问题，把小车上的砝码逐渐拿下来，直到小车开始运动时为止，然后把拿下的所有砝码再放上小车，小车会如何？

很多同学高呼：小车就不会动了.

可是，当我按上述说法实验时，同学们都惊奇地发现小车仍在动，而且在小车上再多加一个砝码，小车还能动.

所以此时，我又追加一个问题，滑动摩擦力与最大静摩擦力的大小关系如何?学生能很顺利地回答出了滑动时物体所受摩擦力要小于最大静摩擦力.问题顺利地解决.

3 教学效果

通过演示实验，学生能很轻松地理解与掌握摩擦力知识，并能调动学生研究问题的主动性与热情，激发学生学习的兴趣，开拓学生的发散思维与创新能力. 例如，有一位学生展示自己设计的与摩擦力有关的实验：用塑料筷子夹汽车轴承里的圆柱滚珠，结果根本就无法夹起来 ，此与生活联系的实验设计非常有创意的.

4 教后反思

教师在教学中，要不断的寻找，适合学生思考与理解、掌握所学知识的教学手段与方法，这样学生就能学得很快捷与轻松，教师也会体验到教育的鲜活与快乐.