《漏电起痕试验机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《漏电起痕试验机（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、追根求源找条件，循序渐进巧训练浅谈高三摩擦力的教学华师大松江实验高级中学 杨军高中物理力学是根本，常见的力为重力、弹力、摩擦力三种。其中以摩擦力最为复杂，首先，它分静摩擦力和滑动摩擦力两种，滑动摩擦力比较单一，静摩擦力则如雾里看花：有没有需要判断；大小和方向还要经过分析与计算才能确定。因此，涉及到摩擦力的题目学生都很茫然，错误率相对较高。虽然上海市中学物理课程标准上要求并不高但高考却是每年必考，作为高三的物理教学来说，摩擦力的复习显然是一个重点也是一个难点。笔者经过长期的摸索，总结出一个追根求源巧学巧练的办法来，可以有效的解决这个难题。一准确把握课标和考纲的要求在上海市中学物理课程标准中，对摩
2、擦力的要求并不高，滑动摩擦力的学习水平为 B 级，静摩擦力的学习水平则为 A 级。2009 年上海市物理学科考试说明中对该知识点的要求也是如此，在牛顿运动定律的应用中指出不要求讨论摩擦力做动力的问题，并且删除了“常识性了解静摩擦力、最大静摩擦力”的知识点。显然要求与原来相比是降低了，但由于摩擦力在力的平衡、力矩平衡、牛顿运动定律、园周运动向心力、功能关系、动能定理等很多方面都有很重要的应用，我们在这个知识点的教学上决不能掉以轻心。况且“以学生发展为本”是整个“二期课改”的核心理念，也是标准的指导思想。其具体体现之一为：物理教育必须帮助学生实现终身可持续发展。我们必须从学生的长期发展出发，使学生
3、学习“有用的” 、 “必需的”物理，使学生通过学习终身受益，为他们将来在现代社会中的生存、深造、求职和发展奠定坚实的基础。物理教学不能有太多的功利意识，高三更不能“考什么，教什么” ，忽略学生的可持续发展能力的培养，在摩擦力的教学上不要因课标和考纲要求降低就草草从事、随便讲讲算了，而是应该寻根求源，本着格物致知的物理精神，从力的产生入手，从实验开始，在探究中总结出摩擦力产生的条件，以及两种摩擦力的大小、方向、作用点等有什么规律；在此基础上从简到繁、由易而难的进行示范和训练，使学生的能力逐步得到提高。二、寻根从探究摩擦力的实验开始新版考试手册在阐述“着重对考生进行能力考查” 时，提出四个具体的能
4、力目标，分别是：（1） 物理思维能力；（）物理实验能力；（）综合应用能力；（）科学探究能力目标分类清晰地展现了二期课改背景下高中物理的教学目标和任务就是要培养学生的能力，而探究能力和实验能力又往往是紧密相联的。摩擦力的教学包含了丰富的探究内容。通过动手体验与原有知识相衔接，可以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习热情，既锻炼了操作技能又增强了理解能力。下面分别对两种摩擦力进行探究。 1、探究静摩擦力我们采用先提问后探究的方法，问题为：（1）静摩擦力的大小是恒定的吗? （2）静摩擦力的取值范围是由什么来决定的？（3）如何来求静摩擦力的大小？（4）静摩擦力的方向如何确定?根据学生回答用演示的方法师生
5、共同探究。在水平桌面上放上一物块，通过定滑轮在两边各挂上三个相同的钩码，（1）将右边的一个钩码拿去，猜猜看，物块向哪个方向移动？若将右边的钩码拿去两个、三个、情况又如何？（在这时引入静摩擦力的概念） （2）将右边拿走的钩码一个一个地挂在左边，又将观察到什么现象？（3）用什么方法来求解静摩擦力？ 静摩擦力是一个恒定的力吗？ 这个探究运用学生熟知的二力平衡来研究静摩擦力的大小和方向，让学生从实验中认识到静摩擦力随拉力增大而增大，并有一个最大值，静摩擦力取值介于零和该最大值之间，具体多大要由物体受的外力的情况来决定。 2、 探究滑动摩擦力先提问：(1)滑动摩擦力的大小与什么因素有关?(2)滑动摩擦力
6、的大小与这些因素有什么样的关系? (3)滑动摩擦力的计算公式怎样?4)滑动摩擦力的计算公式 f=N 中 的大小与什么因素有关?由于初中就接触滑动摩擦力，高一物理力学内容又涉及到，学生对问题（1） 、 （2）已经基本掌握，摩擦力与材料和压力都有关系；同种材料摩擦力与正压力成正比等大家早已理解就不必耽误时间了，心存疑惑的是：摩擦力与接触面积是否有关系？滑动摩擦系数 的大小与什么因素有关? 可以对这两个问题分组进行探究。用四个侧面光滑程度相同的同一长方体， 让其不同侧面在同一水平木板上用弹簧秤水平匀速拉动，观察弹簧秤读数，判断滑动摩擦力是否与接触面积有关？应用操作简便，现象明显，学生通过探究，马上就
7、能认识到滑动摩擦力的大小与接触面积无关，而是与接触面的材料有关，与压力有关。 然后，重点来探究 的大小与什么因素有关? 有什么样的关系？学生分小组进行实验探究： （1） 将长方体木块放在水平木板上，用弹簧秤匀速拉动，记下弹簧秤读数，测量出长方体的质量，压力的大小等于长方体的重力，并将数据填入下面的表格中。在长方体上不断加上质量已知的砝码，重复上面的实验。 实验次数 1 2 3 4摩擦力大小 f/N压力大小 FN/Nf/FN（2）将长方体木块放在另一种材料制成的水平木板上，用弹簧秤匀速拉动，记下弹簧秤读数， 称出长方体的质量，算出压力，并将数据填入下面的表格中。在长方体上不断加上已知质量的砝码，
8、重复上面的实验。 实验次数 1 2 3 4摩擦力大小 f/N压力大小 FN/Nf/FN通过这两组实验探究可以得到，每一组实验的 f/N 都是一个常数，两组常数并不相等。这说明相互接触的两个物体的材料不同或接触面的粗糙程度不同，这个常数也不同，我们把这个常数叫做动摩擦因数，用 来表示。本探究是由定性了解到定量计算、由简单现象到本质认识的完整探究，整个过程中，学生自己动手实验的机会多，只要教师稍加引导，学生就可以完成整个探究活动，A B C DBBBB从而获得一定的成就感。自主学习能力和探究意识于无形中得到培养。三 求源从摩擦力产生的条件开始摩擦力的产生是有条件的，如果开门见山，直接告诉学生，高三
9、的学生也能接受，但只能是机械的记忆，缺乏感性认识不可能深刻领会、融会贯通，而在上述实验结论的基础上，让同学们分小组先讨论后交流，就能水到渠成地总结出摩擦力产生的条件：1)两个物体要相互接触；2)接触面要粗糙；3)物体之间要有弹力；4)物体之间有相对运动或相对运动趋势。这四个条件相互依存，缺少其中任何一个就不可能存在摩擦力。可见，只有通过教师引领、同学讨论、师生共同归纳总结，才能真正做到突破难点，才能完全理解。只有这样，才能从容应对各种题目，才能提升学生的实验能力和思维能力。四训练应该由浅入深、循序渐进学以致用，学习就是要培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，这个能力的训练决不能一蹴而就，也不
10、可能一步到位。只能本着由浅入深的原则，循序渐进、不断提高。题目的选取和编排一定要有坡度，我们是这样练习的。1关于产生摩擦力的条件，下列说法中正确的是： (A) 相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力存在.(B) 相对运动的物体间一定有滑动摩擦力存在.(C) 只有相互挤压和有相对运动的物体之间才有摩擦力的作用.(D) 只有相互挤压和发生相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体之间才有摩擦力的作用.分析：相信有了上面的铺垫，每一个同学都能很快的选出正确答案来。万事开头难，第一个题目千万要基本，让每一个同学都有信心。2质量为 m、有效长度为 L、电流强度为 I 的通电导体棒，水平静止在倾角为 的绝缘斜面上，整个
11、装置处在匀强磁场中，在以下四种情况下，导体与轨道间的摩擦力可能为零的是（ ）3、如图所示，两根直木棍相互平行，斜靠在竖直墙壁固定不动，木棍与水平面间的倾角为 ，一根重量为 G的水泥圆筒可以从木棍的上部匀速滑下，则水泥圆筒下滑过程中受到的摩擦力为 。若保持两根木棍倾角不变，将两棍间的距离减小后固定不动，仍将水泥圆筒放在两根木棍的上部，则水泥圆筒在两根木棍上受到的摩擦力将 （填不变、减小或增大） 。分析：这两道题比第一道题就要复杂一些了，仔细分析不难发现都是考察摩擦力的，但前者为静摩擦力后者为滑动摩擦力；但都跟压力有关，第 2 题只要正确判断安培力方向就能找出 C 压力可能为零当然摩擦力为零，A
12、中沿斜面方向合力可能为零当然也没有摩擦力。第 3 题考察滑动摩擦力大小与正压力成正比，第一问简单只须分解重力即可，第二问无非是判断两棍间距离减小时园桶对棍的正压力变小故摩擦力也变小。4如图，在具有水平转轴 O 的圆柱体 A 点放一重物 P，圆柱体缓慢地匀速转动，P 随圆柱体从 A 转至 A 的过程中与圆柱体始终保持相对静止，则 P 受到的摩擦力的大小变化情况，下列各图中正确的是 （ ）A AP f f f ft t t t（A） （B） （C） （D）5物块先沿轨道 1 从 A 点由静止下滑至底端 B 点，后沿轨道 2 从 A 点由静止下滑经 C 点至底端 B 点，AC=CB,如图所示物块与两
13、轨道的动摩擦因数相同，不考虑物块在 C 点处撞击的因素，则在物块整个下滑过程中 （A）沿轨道 1 下滑时的位移较小（B）沿轨道 2 下滑时损失的机械能较少（C）物块受到的摩擦力相同（D）物块滑至 B 点时速度大小相同12ABC 分析：第 4 题仍然是静摩擦力，仍然是重力的分解，无非是增加了与正弦函数图像的联系，很容易选出 A.；第 5 题既考滑动摩擦力的大小这很简单因为正压力不等，又考摩擦力做功，把摩擦力求出代入 W=FScos 后再根据几何关系就能看出两种情况摩擦力做功相等，由动能定理即可得出 B 点的速度相等。6如图所示，质量为 m=1kg、长为 L=0.8m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面
14、上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为 =0.4。现用 F=5N 的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，求力 F 至少要做多少功。 （g=10m/s 2）某同学针对这个问题提出如下观点： 当板运动的距离等于板长的一半时，板就将翻下桌子； 当力 F 的作用距离达到板长的一半时，力 F所做的功最少。请你判断这位同学的两个观点是否正确的？如果正确，请计算出力 F 所做的功的最小值；如果不正确，请用正确的方法计算出力 F 做功的最小值。分析：这道题最容易漏掉的就是摩擦力做功和在翻倒前摩擦力是不变的，有了这两点很容易求解：正确，不正确力 F 作用一段距离后撤去，板继续向右滑行，当板的重心刚好滑到
15、桌边时速度为零，板即将翻下桌子，力 F 所做的功最少。由动能定理： min0FfkWE得 min .8.41J=622FfLg7 （8 分）某同学用弹簧测力计、木块和细线去粗略测定一个木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数 ，木块放在斜面上，不加拉力时将保持静止。实验的主要步骤是：（1）用弹簧测力计测出木块重 G；（2）用弹簧测力计平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向上做匀速运动，记下弹簧测力计的示数 F1；（3）用弹簧测力计平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向下做匀速运动，记F L下弹簧测力计的示数 F2；请推导出求滑动摩擦因数 的计算式（写出推导过程）分析：此题为基本题，正确分析受力后据力的平衡列式，学生容易犯的错误为：忽视摩擦力的方向变化向上匀速拉动木块时：F 1=Gcos+Gsin 向下匀速拉动木块时：F 2=Gcos-Gsin 消去 可得： = 124FG（ -）. 题海茫茫，教法多变；因材施教，贵在有效。学生时间、精力有限，一定要精讲精练，提高效率；题目的难度定要适当，杜绝“偏、难、怪” ，总之，改变学生的学习方式、提高课堂和练习的有效性、减轻学生过重的学业负担不能只停留在口头上，而是要落
