《摩擦力》难点的实验突破

八年级物理《摩擦力》一节是学生难于理解和掌握的内容之一。究其原因，主要有以下几点：

1.学生先前形成的一些片面甚至是错误的生活经验，对他们学习本节知识产生了一定的负面影响。比如，许多同学根据某些片面的生活体验认为摩擦力一定是阻力，摩擦力的方向一定与物体运动方向或拉力方向相反等。

2.一部分知识要求学生不仅要有比较丰富的生活经验，而且要有较高的思维层次，如滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反等。而作为一名普通的中学生，通常是很难达到这一要求的。

3.教材上的演示实验虽然揭示了影响滑动摩擦力大小的两个因素，但针对性不强，不容易使学生深刻地理解其物理本质。

4.对于本节的几个关键性结论，教材与教参上都没有相应的实验，只有几点简单的文字介绍，这也使学生在学习、理解和掌握这些理论时感到十分枯燥和抽象，造成了学生在学习上的困难。

根据学生的实际情况，我在教材原有实验的基础上，新增加了一组随堂小实验，使学生在感到困惑的地方，能够用实验看清问题实质，以降低学生学习和理解该节知识的难度。

难点一：压力是否与重力有关

学生常常把压力与重力混为一谈，把摩擦力与压力的关系错误地理解成摩擦力与重力的关系。而教材上用改变重力大小来改变压力的方法，又使部分学生对于这一问题的认识更加模糊。因此，我设计了下面的实验来帮助学生正确理解这一知识点。

实验方法：如图1所示，在两个支撑物A、B的上方放一块弹性演示板，当中间不放重物时，可以看到弹性演示板平直无弯曲。当用手在弹性演示板的中间用力下压时，可以看到弹性演示板的中部明显向下弯曲。这可以形象地说明压在木板上的力是压力。然后在弹性演示板的中间放一重物，可以得到同样的效果。所以，压力与重力在本质上是不同的。

为了使学生的印象更加深刻，还可以进一步启发学生：压力一定由重力产生吗？

学生很容易回答出正确答案。为了强化学生对压力的感性认识，还可以做以下的两个小实验：

a.在实验中不换重物的情况下，压或提重物，可以看到弹性演示板的弯曲程度明显改变。

再次提出问题：既然压力不单是由重力产生的，那么压力的大小和重力的大小有关系吗？

b.将两个支撑物放在竖直的墙上，在支撑物的中间同样放上弹性演示板，也可以看到演示板发生形变，此时再问学生上述问题。

这样，学生自然就会得出压力和重力无关的结论。

图1

图2

然后教师再总结：压力是一种效果力，而重力是一种性质力，他们之间并没有本质的联系，所以压力可以由重力产生，也可以由其他力产生。这样学生就不会将它们混在一起了。

难点二：滑动摩擦力大小与压力大小有关

教材上演示滑动摩擦力大小与压力大小有关的实验中，是用增加木块个数（改变重力大小）的方法来实现压力大小的改变，很容易使学生产生误解：当重力改变时，滑动摩擦力也随之改变。因此，一般学生都会根据实验结果回答：滑动摩擦力与重力有关。这时教师可以在此基础上反问：真的是与重力有关吗？请继续进行以下的实验：在不改变木块重力的前提下，提或压木块，观察弹簧测力计的示数。此时再提出问题：滑动摩擦力的大小是与重力的大小有关吗？学生有了前面的实验基础，经过认真分析就能得出正确结论：滑动摩擦力大小与压力大小有关。

难点三：滑动摩擦力方向与拉力方向的关系

让学生课前准备一个较大的毛刷，如图2A所示，学生可以清楚地看到刷须弯曲的方向代表滑动摩擦力的方向，与拉力方向相反。

教师问：如果我们沿斜面拉着毛刷前进，情况会如何？学生重新做实验，如图2B所示，学生一定会为自己的猜测与实验结论一致而高兴。

教师又问：如果一位同学的力气很小，虽然是沿斜面向上拉，但力不从心，结果毛刷拉着他向下滑动，那么滑动摩擦力的方向如何呢？学生又做实验，如图2C。实验结果将使学生议论纷纷，接着教师引导学生联系实际，举出生活中类似的事例，从而使学生从心里排除“滑动摩擦力的方向与拉力方向相反”这一错误结论。此时，很多学生会兴趣浓郁地反问老师：那滑动摩擦力的方向究竟与什么因素有关呢？

难点四：滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反

如图3所示，教师用力推着实验刷在运动板上以速度v1匀速向右前进，请一位同学用力将运动板沿着实验刷的运动方向分别以不同的速度v2（v2＜v1、v2＝v1、v2＞v1）分三次抽出，学生可以清楚地看见在抽出运动板的过程中，当v2＜v1时，刷须弯曲的方向与运动方向相反（与相对运动方向相反）；当v2＞v1时，刷须弯曲的方向与运动方向相同（与相对运动方向相反）；当v2＝v1时，刷须方向竖直（无相对运动），表明此时无滑动摩擦力。虽然在三次实验中，实验刷和运动板的运动方向相同，但经过认真分析，不难发现其共性，即滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。

图3