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摘要:在探究影响滑动摩擦力大小因素的实验中重点运用控制变量法,由于实验设备和实验环境的影响,导致教师无法合理地控制实验的进行并且不能保证实验的准确性。因此,教师要利用有限的教学设备为学生营造一个良好的实验环境,通过学生独立自主设计实验、探究结果来更好地完成实验。本文针对“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验进行了探究分析,并提出了一些改进措施,以期优化实验的教学过程,提高实验的教学效率。
关键词:初中物理;滑动摩擦力;影响因素;改进措施
滑动摩擦力的实验是初中物理教学内容中的重要部分。应用了二力平衡的条件间接测量滑动摩擦力的大小,考查了学生对转换法和控制变量法的使用[4]。通过学生亲自动手操作实践有利于他们理解和掌握滑动摩擦力的相关知识,使其对滑动摩擦力的定义、产生及作用机制有了更加深刻的认识。探究滑动摩擦力大小的影响因素这一实验对于学生今后在练习中分析、思考物体的受力有着重要作用。在实验操作中,经常会出现学生难以控制木块保持匀速直线运动和实验器材无法满足实验需求的现象。因此教师要积极改进教材中提供实验操作的不足,通过置换物体、增加实验装置或使用实验效果更加明显的物体进行实验的操作。
1.探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验
在探究影响滑动摩擦力大小因素的实验时,每次只改变影响实验的其中一个因素,在控制其他因素不发生改变的前提下进行实验,实验要进行多次以减少误差。教师要引导学生进行以下几个实验来探究影响滑动摩擦力的因素。
①探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,通过更换表面粗糙程度不同的物体多次实验得出:压力相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,两者呈正相关。
②探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,通过多组实验数据得出:接触面的粗糙程度一样的情况下,滑动摩擦力与压力为正比例,压力大,滑动摩擦力也大。
③探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系,用底面积不同、质量相同的木块更替进行实验得出:滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
④探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系,经过多次不同速度的实验验证后得出:滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关。
在教师的引导下,学生独立自主完成实验的操作,通过所得数据来验证结论的正确性,如果时间充裕,学生也可以自主设计实验过程探究滑动摩擦力大小影响的因素。
2.影响滑动摩擦力大小因素实验的改进措施
2.1转换拉动的物体。
由于进行探究影响滑动摩擦力因素的实验时需要控制木块始终做匀速直线运动,保证此时的摩擦力与拉力为一对平衡力,同时也需要保证弹簧测力计的示数保持稳定不变,因此教师可以将教材中的实验装置进行改进,由直接拉动木块改变为拉动木板带动木块做匀速直线运动来减少实验中出现的误差。不管学生在实验操作中如何小心翼翼地拉动木块使得保持匀速直线运动都不能保证其有效性,但是通过改变拉动的物体[1],不仅使学生在实验操作中更加简单方便,而且学生只需随意拉动木板做直线运动,排除了木板是否做匀速直线运动的担忧。同时将弹簧测力计固定在墙壁上,这样相对静止,示数较为稳定同时也便于读取示数。
2.2借助电动机优化实验。
凭借学生的手和眼睛进行实验难免会出现差错,教师可以将电动机引进影响滑动摩擦力因素的探究实验中,由于电动机的转速容易控制,比较稳定,在较短时间的实验中可以拉动木板做匀速直线运動。电动机的使用不仅为学生带来更多的便捷,而且为探究更多影响因素提供了可能,例如:研究滑动摩擦力与物体运动速度的关系,滚动摩擦与滑动摩擦的关系等。通过多次改变电动机的转速来改变木板运动的速度[2],经过多次实验,得到滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。
2.3增加实验装置,排减学生疑惑。
教师在引导学生探究滑动摩擦力与压力的关系时,学生心中难免会因为对压力的概念不是特别明晰而产生疑惑,不知道真正影响滑动摩擦力大小的是物体的重力还是压力。教师可以引入几乎不计质量的氢气球和台式测力计来共同完成实验,氦气球的使用可以轻松改变木板对台式测力计的压力大小,而利用台式测力计可以准确测量木板对台式测力计的压力大小。通过亲自动手操作来排除学生心里的疑惑,同时学生将对压力这一概念有了更加深刻的理解。
结语:综上所述,探究影响滑动摩擦力大小的因素这一实验是学生有效解决“力”相关问题的前提,滑动摩擦力既是初中物理学习的重点也是难点,但是教材中提供的实验操作方案操作不易控制,而且探究的内容不够完整[3]。通过对这一实验操作进行改进,使得学生实验操作更加简单,也减少了误差的出现,学生借助电动机进行了更多影响滑动摩擦力大小因素的实验,通过增加实验装置,也让学生对质量、重力、压力有了更加深刻的理解。实验操作使抽象的滑动摩擦力的概念更加生动形象地呈现在学生眼前,降低了学生理解问题的难度,激发了学生学习物理的浓厚兴趣,调动了学生积极探究的动力,达到更好的实验教学效果。
参考文献:
[1]钱跃华.初中物理创新实验教学的实践与思考[J],物理教学,2014(12):44
[2]黄跃进.倡导动摩擦因数物理实验一题多解[J],物理教学,2014(2):22
[3]彭夷.例谈实验方案的评估与迁移[J],物理教学,2014(5):29
[4]刘永树.探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验及改进[J].物理教学.2015(07).
关键词:初中物理;滑动摩擦力;影响因素;改进措施
滑动摩擦力的实验是初中物理教学内容中的重要部分。应用了二力平衡的条件间接测量滑动摩擦力的大小,考查了学生对转换法和控制变量法的使用[4]。通过学生亲自动手操作实践有利于他们理解和掌握滑动摩擦力的相关知识,使其对滑动摩擦力的定义、产生及作用机制有了更加深刻的认识。探究滑动摩擦力大小的影响因素这一实验对于学生今后在练习中分析、思考物体的受力有着重要作用。在实验操作中,经常会出现学生难以控制木块保持匀速直线运动和实验器材无法满足实验需求的现象。因此教师要积极改进教材中提供实验操作的不足,通过置换物体、增加实验装置或使用实验效果更加明显的物体进行实验的操作。
1.探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验
在探究影响滑动摩擦力大小因素的实验时,每次只改变影响实验的其中一个因素,在控制其他因素不发生改变的前提下进行实验,实验要进行多次以减少误差。教师要引导学生进行以下几个实验来探究影响滑动摩擦力的因素。
①探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,通过更换表面粗糙程度不同的物体多次实验得出:压力相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,两者呈正相关。
②探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,通过多组实验数据得出:接触面的粗糙程度一样的情况下,滑动摩擦力与压力为正比例,压力大,滑动摩擦力也大。
③探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系,用底面积不同、质量相同的木块更替进行实验得出:滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
④探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系,经过多次不同速度的实验验证后得出:滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关。
在教师的引导下,学生独立自主完成实验的操作,通过所得数据来验证结论的正确性,如果时间充裕,学生也可以自主设计实验过程探究滑动摩擦力大小影响的因素。
2.影响滑动摩擦力大小因素实验的改进措施
2.1转换拉动的物体。
由于进行探究影响滑动摩擦力因素的实验时需要控制木块始终做匀速直线运动,保证此时的摩擦力与拉力为一对平衡力,同时也需要保证弹簧测力计的示数保持稳定不变,因此教师可以将教材中的实验装置进行改进,由直接拉动木块改变为拉动木板带动木块做匀速直线运动来减少实验中出现的误差。不管学生在实验操作中如何小心翼翼地拉动木块使得保持匀速直线运动都不能保证其有效性,但是通过改变拉动的物体[1],不仅使学生在实验操作中更加简单方便,而且学生只需随意拉动木板做直线运动,排除了木板是否做匀速直线运动的担忧。同时将弹簧测力计固定在墙壁上,这样相对静止,示数较为稳定同时也便于读取示数。
2.2借助电动机优化实验。
凭借学生的手和眼睛进行实验难免会出现差错,教师可以将电动机引进影响滑动摩擦力因素的探究实验中,由于电动机的转速容易控制,比较稳定,在较短时间的实验中可以拉动木板做匀速直线运動。电动机的使用不仅为学生带来更多的便捷,而且为探究更多影响因素提供了可能,例如:研究滑动摩擦力与物体运动速度的关系,滚动摩擦与滑动摩擦的关系等。通过多次改变电动机的转速来改变木板运动的速度[2],经过多次实验,得到滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。
2.3增加实验装置,排减学生疑惑。
教师在引导学生探究滑动摩擦力与压力的关系时,学生心中难免会因为对压力的概念不是特别明晰而产生疑惑,不知道真正影响滑动摩擦力大小的是物体的重力还是压力。教师可以引入几乎不计质量的氢气球和台式测力计来共同完成实验,氦气球的使用可以轻松改变木板对台式测力计的压力大小,而利用台式测力计可以准确测量木板对台式测力计的压力大小。通过亲自动手操作来排除学生心里的疑惑,同时学生将对压力这一概念有了更加深刻的理解。
结语:综上所述,探究影响滑动摩擦力大小的因素这一实验是学生有效解决“力”相关问题的前提,滑动摩擦力既是初中物理学习的重点也是难点,但是教材中提供的实验操作方案操作不易控制,而且探究的内容不够完整[3]。通过对这一实验操作进行改进,使得学生实验操作更加简单,也减少了误差的出现,学生借助电动机进行了更多影响滑动摩擦力大小因素的实验,通过增加实验装置,也让学生对质量、重力、压力有了更加深刻的理解。实验操作使抽象的滑动摩擦力的概念更加生动形象地呈现在学生眼前,降低了学生理解问题的难度,激发了学生学习物理的浓厚兴趣,调动了学生积极探究的动力,达到更好的实验教学效果。
参考文献:
[1]钱跃华.初中物理创新实验教学的实践与思考[J],物理教学,2014(12):44
[2]黄跃进.倡导动摩擦因数物理实验一题多解[J],物理教学,2014(2):22
[3]彭夷.例谈实验方案的评估与迁移[J],物理教学,2014(5):29
[4]刘永树.探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验及改进[J].物理教学.2015(07).