“探究滑动摩擦力大小”实验的改进
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八年级(下)物理《探究滑动摩擦力的大小》教学设计及反思教学目标:【知识与技能】…【过程与方法】…【情感态度与价值观】教学重点、难点:重点:影响滑动摩擦力的大小的因素,解释生活中的摩擦现象。
难点:①如何引导学生进行科学的、自主的实验探究。
②影响滑动摩擦力的因素中是接触面之间压力而不是重力和质量大小。
教具:弹簧测力计、长方形木块、长木板、砝码、毛巾等教学设计:㈠引入新课:1、播放汽车陷入泥中,车轮打滑;渔民用手捉鱼捉不住;学生想和杯里的水,却拧不开杯盖这三段录象。
问:假如你遇到了这些问题,你有什么办法吗?2、学生观察并发表意见。
想一想:在日常生活中你们还见到了哪些和摩擦力有关的现象?学生讨论发表意见。
做一做:你能做一个简单的实验制造出一种摩擦吗?你能交流一下在摩擦实验过程中你的感受吗?学生两手互相搓动,感受摩擦。
你们想了解摩擦力吗?就一起来学习本节课吧!㈡进行新课:1、摩擦力的概念:学生利用桌上的器材进行实验。
⑴水平桌面放置一木块,物体受到了几个力?(重力与支持力)问:此时物体和地面之间有摩擦吗?(学生思考)⑵用弹簧测力计水平拉物体,观察到弹簧拉长了,木块没有移动.为什么?⑶继续用弹簧测力计拉着木块在桌子上运动,这时也有摩擦力吗?这种摩擦力就是滑动摩擦力.在木块下垫几只圆铅笔,拉动木块前进,引出滚动摩擦力。
教师提问:物体间具备了什么条件才能产生摩擦?学生总结:①物体间相互接触、挤压;②物体间有相对运动趋势或相对运动;③接触面不光滑。
由此得出摩擦力是:两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
(板书)教师:根据上面例子,我们把摩擦大致分为动摩擦和静摩擦,动摩擦又分滑动摩擦和滚动摩擦,在初中阶段我们重点研究日常接触最多的,也是最简单的滑动摩擦。
学生结合用弹簧测力计拉木块拉不动实验,自己总结摩擦力的方向:和物体相对运动方向相反或与物体相对运动趋势方向相反。
影响滑动摩擦力大小因素实验的改进
盛铎
【期刊名称】《湖北教育》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】影响滑动摩擦力大小因素的实验是人教版物理八年级下册第八章第三节《摩擦力》中的内容,是训练学生进行科学猜想、实验校验、分析论证的优质素材。
教学实践中,很多教师只是通过简单的理论分析帮助学生确定影响因素,而不是鼓励
学生大胆猜想影响滑动摩擦力的因素可能有哪些,导致这样一个探究性实验变成了
验证性实验,削弱了该实验的教学价值。
实际上,学生结合生活经验可以产生多种猜想,如基于物体越重越难推动的事实,猜想滑动摩擦力的大小可能与重力或压力的大
小有关.
【总页数】2页(P51-52)
【作者】盛铎
【作者单位】武汉市武昌区教育局教研培训中心
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验与改进
2.理想教育文化理念下的物理实验教学改进--以"探究影响滑动摩擦力大小因素"为例
3."研究影响滑动摩擦力大
小的因素"实验改进4.“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验改进
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滑动摩擦力实验改进实例作者:汤祖军张小青来源:《成才》 2015年第12期湖北省荆州市实验中学汤祖军湖北省石首市新厂初级中学张小青摩擦力是经典力学的一个概念,在初中学习甚至以后的高中学习阶段都是一个重难点。
摩擦力指两个相互接触的物体,当它们作相对运动或有相对运动趋势时,在接触面会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面滑动时所产生的摩擦力。
这时,相互接触的两个物体之间产生了相对运动,而滑动摩擦力具体表现为阻碍两个物体之间的相对运动。
因此,滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
通过实验我们可以得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及两个接触面之间的压力大小有关。
具体的关系为:在接触面受到的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大滑动摩擦力越大;在接触面受到的压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力就越大。
在初中物理中,我们将摩擦力分为三种即静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
关于滑动摩擦力的教学却是初中物理教学中一个难点和重点。
摩擦力是初中物理力学中的最基础的知识,是力学中重要的台阶,滑动摩擦力对于物体的受力分析以及作力的示意图都很重要。
它是今后学习运动和力、二力平衡、压强、浮力等概念规律的基础。
现使用的人教版物理教材中八年级下册第八章第三节的内容为摩擦力,在该章节中有一个重要的实验研究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
本实验的核心内容是:用测力计测出滑动摩擦力。
实验方案的思想是:通过控制变量法测出滑动摩擦力,即在研究多因素问题时只改变多因素中的y 一个量,而控制其他的量不变。
从而探究得出影响滑动摩擦力大小的因素。
实验中要测出滑动摩擦力的原理是根据二力平衡的知识,让测力计水平拉动木块作匀速直线运动。
由于二力平衡弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力大小。
这样当指针示数稳定时,弹簧测力计的示数就等于木块受到的滑动摩擦力的大小。
多数教师在处理本节教材时,都有一种感觉:若按照所使用的人教版教材上的实验装置和步骤做实验,不仅操作过程中难度比较大,而且实验误差大,以至通过实验得出的结果与理论相反。
探究“滑动摩擦力大小的影响因素”的实验改进作者:闻月丰彭松林来源:《物理教学探讨》2013年第09期摘要:电动机转动时更接近匀速,用电动机替代手拉动木块较为科学。
另通过改变通过电动机的电流大小,还能方便探究出滑动摩擦力的大小与速度是否有关。
关键词:实验改进;滑动摩擦力;速度;电动机中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2013)9(S)-0053-1在探究“滑动摩擦力大小的影响因素”的实验中,课本利用如图1装置进行实验,较突出的问题是用手在拉动弹簧测力计时难以保证木块做匀速直线运动,导致弹簧测力计的示数不够稳定,数据存在较大误差:若探究滑动摩擦力的大小与速度是否有关,利用该装置探究存在明显不足。
笔者尝试利用小电动机代替手拉动木块,通过调节电动机的转速来改变木块移动的速度,取得了较理想的实验效果。
器材准备:长方形木板两块,定滑轮,木块,弹簧测力计,电动机(录音机),尼龙线,电源,开关,导线若干,滑动变阻器等:改进方法:如图2所示,将两块长方形木板垂直放置且用自攻螺丝固定,在直角位置处安装定滑轮,将弹簧测力计用双面胶粘在木块上,绳子经定滑轮一端系在弹簧测力计的挂钩上,另一端固定在电动机的转轴上。
电动机与电源、开关、滑动变阻器用导线连成串联电路:实验要点:采用4节干电池串联供电。
移动滑动变阻器的滑片先后处于多个不同位置,提供大小不同的电流,让电动机以不同的速度转动;木块在绳子的带动下将以大小不同的速度做匀速直线运动,分别记录多次弹簧测力计的示数:实验评估:电动机转动时更接近匀速,改变转动速度可以通过改变电流的大小来实现这一特点,利用图2装置可以实现让木块在水平面上以不同速度作匀速直线运动;为防止弹簧测力计自身重力对读数的影响,将弹簧测力计用双面胶固定在木块上,使弹簧测力计的示数更为精确;多次实验记录数据显示,弹簧测力计的示数近似相等;说明在压力、接触面粗糙程度相同的情况下,滑动摩擦力与木块移动的速度大小无关。
探究摩擦力大小实验及实验改进的方法方法一本实验的重点在于设计实验。
1、用控制变量的思想让可能影响滑动摩擦力的某一因素发生变化,提出具体的做法,特别是研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,我们要控制压力和接触面粗糙程度相同,因此应使用几个面面积不同,但各面粗糙程度相同的同一木块。
依据实验结论,我们还可以比较两不同物体表面的粗糙程度。
即压力相同时,滑动摩擦力大,表示接触面粗糙。
如比较大小、形状相同的木块和铁块,那个表面粗糙时,采用将两物块叠放,以保证两次对水平面的压力相同,测出滑动摩擦力,力较大的那个面更粗糙。
2、用替代的方法,运用二力平衡的知识,测滑动摩擦力的大小。
因此就要注意,木块水平放置,弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力木块,同时读出示数的大小,也就是滑动摩擦力的大小。
实验改进:弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力木块,比较难做到,我们可以固定弹簧测力计而拉木板。
拉动木板就不用匀速。
方法二物理探究实验:影响摩擦力大小的因素探究准备: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。
探究指导: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,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦力。
运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:1.物体间要相互接触,且挤压;2.接触面要粗糙;3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。
三个条件缺一不可。
摩擦力的作用点在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。
由力的三要素可知:摩擦力除了有作用点、方向外,还有大小。
提出问题:摩擦力大小与什么因素有关?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。
探究方案:用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。
《研究影响滑动摩擦力大小的因素》实验的改进设计方案一、课标要求摩擦力是教材中的一个难点,教材力求通过实验,让学生获得最直接生动的实验事实,知道影响滑动摩擦力大小的因素;通过此实验还能进一步让学生熟悉科学探究的过程与方法,培养科学严谨的实验习惯和实事求是的科学态度,以与协调能力与合作精神。
因此如何组织开展好实验探究活动、提高实验的成功率,使实验现象更直观、实验结果更准确,是教学中的重中之重。
二、实验原型与不足之处原实验将摩擦板水平放置平稳,摩擦块置于其上,用弹簧测力计匀速拉动摩擦块,读出弹簧测力计的拉力,根据二力平衡知识,就可以得到滑动摩擦力的大小。
改变摩擦板表面和在摩擦块上加砝码重做上述实验,通过实验数据可验证摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,与接触面积大小无关。
在此实验中存在以下几点不足之处:1.用弹簧测力计匀速拉动摩擦块十分困难,不易做到。
实验效果比较差;2.要读出运动中的弹簧测力计示数,误差较大;3.用加砝码改变压力的办法,很容易让学生得出“影响滑动摩擦力大小的因素是物体重力和接触面的粗糙程度”这种错误结论。
三、实验创新之处1.弹簧测力计相对静止,便于准确读数,减小误差;2.用力拉动摩擦板使它在弹簧测力计下滑动,可以不做匀速直线运动,降低了实验操作难度;3.用手施加压力替代加砝码,使实验更具有直观性,更容易得出实验结论;四、实验器材摩擦板(两个表面粗糙程度差异明显)1块、条形盒弹簧测力计(0-1N)1个、铁架台1个。
五、实验装置图实验装置如图所示。
弹簧测力计摩擦块铁架台(带铁环和十字夹)六、实验原理二力平衡知识。
当弹簧测力计静止时,弹簧测力计受到滑动摩擦板的滑动摩擦力和挂钩受到的拉力大小相等。
读出弹簧测力计的示数就知道了滑动摩擦力的大小。
七、实验步骤1.将摩擦板放在水平桌面上;2.将弹簧测力计放在摩擦板上;3.将弹簧测力计的挂钩钩在铁架台的铁环上,调节十字夹的高度使弹簧测力计与摩擦板平行接触;4.用力缓慢拉动摩擦板,读出弹簧测力计的示数并做好记录;5.用另一只手对弹簧测力计施加向下的压力,重复步骤4;6.将摩擦板翻面改变接触面的粗糙程度,重复步骤4;7.整理器材。
《探究影响滑动摩擦力大小的因素》教学反思本节课新课程理念为指导,运用探究式的教学法,把学生推向教学的舞台,教学中,通过引导学生讨论、交流、合作,营造了积极的课堂环境,形成了浓厚的课堂氛围,学生在这种和谐的充满活力的课堂环境中,自主参与课堂教学,思维和动手能力得以发展,潜能得到充分挖掘,知识掌握更为牢固。
通过上述的教学环节我发现一些学生有独到的实验方法和评估方式,激励了新设计方案的产生和新结论的出现,激发和活跃了学生的思维。
事实证明探究学习不是绝对程序化的过程,而本堂课正是通过师生间相互交融、循环推进的学习历程,发展了学生的认知、基本完成了教学任务实现了预定的教学目标。
本节以学生自主实验探究为主的教学方式,从整体上发挥了学生的主动性与参与性,锻炼了学生的创造能力和设计能力。
当然在教师的适时引导下,把握了课堂的讨论方向和课堂进程,因此整堂课既尊重了学生的主体地位,也发挥了教师主导作用。
而且在整节课的教学中,始终贯彻科学方法教育,既有以前所学方法的复习,也有新方法的介绍。
当然,我在很多环节还有待改进和提高:如在实验过程中不能兼顾各个学习层次的学生,时间安排上出现前松后紧的现象等等。
我在今后的工作中会更加努力学习,以更高的热情投身到教学中去。
关于《滑动摩擦力与哪些因素有关》的改进实验地方一中孙亚楠郑建锋内容提要:沪科版八年级物理第六章第五节《科学探究:摩擦力》一节第119页是用图1所示的器材来探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的.教材中设计的实验探究步骤如下:(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动。
(b)在桌面上放一较粗糙的木板,用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动。
(c)取走木板,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
(d)在木块上加放一个重物,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
1.教材实验回顾。
沪科版八年级物理第六章第五节《科学探究:摩擦力》一节第119页是用图1所示的器材来探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的.教材中设计的实验探究步骤如下:(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动。
(b)在桌面上放一较粗糙的木板,用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动。
(c)取走木板,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
(d)在木块上加放一个重物,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。
图一2.教材实验不足分析。
如图2根据二力平衡原理实验时只有用弹簧测力计水平拉木块匀速滑动时,弹簧测力计对木块的拉力大小才等于木块所受的摩擦力大小,这样弹簧测力计示数的大小才能反映出摩擦力的大小。
所以探究滑动摩擦力与哪些因素有关时实验成功的关键是让木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动.实验时有两个问题需要思考和解决:一是如何让木块做匀速直线运动;二是如何准确地从弹簧测力计上读数。
教材中这两个问题都没考虑充分因为用手直接拉动弹簧测力计很难保证木块始终做匀速直线运动从而导致测力计示数不稳定;其次弹簧测力计一直在运动也难以精确读数,数据存在较大误差。
所以教材上的实验设计有明显的缺陷。
图二3.实验改进方案及优点。
为了能从弹簧测力计上准确读数,实验时应让弹簧测力计保持静止同时还得让木块与木板间发生相对运动。
因此实验时可以抽动下方的木板让木板运动,弹簧测力计和木块静止。
测量滑动摩擦力实验的改进摘要:通过学习初二物理人教版第八章第3节《摩擦力》,其中课本中有探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验。
实验是利用二力平衡原理间接测出滑动摩擦力的大小,但是在实际实验操作中发现该实验有些不足之处。
本文在此实验的基础上做了适当的改进,使得测量结果更加精确。
关键词:滑动摩擦力 测定方法 匀速直线运动 弹簧测力计摩擦力是初中物理的重要内容,也是一个难点。
在我们身边摩擦力可以说是无处不在、实例很多,初中阶段我们重点研究滑动摩擦力。
明确滑动摩擦力大小由什么因素决定等问题,最好的方法就是通过实验探究。
测定动摩擦因素实验就是其中重要的实验,通过本实验可以感受物体接触面之间摩擦力的存在,探究摩擦力大小的决定因素,以感性的实践方式探究理性的问题,下面就“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验方法的特点进行探索分析。
一、研究影响滑动摩擦力大小因素的实验实验选用器材:正方体木块、读数准确的弹簧测力计、粗糙程度均匀的长木板、毛巾、砝码。
实验方法: 在桌面上放木块,弹簧测力计挂在木块上,用手拉弹簧测力计使木块做匀速直线运动,根据二力平衡的知识,当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时,木块在水平方向只受到弹簧测力计对它的拉力和木板对它的滑动摩擦力,弹簧测力计示数的大小就反映了滑动摩擦力的大小。
实验步骤:(1)、用弹簧测力计拉动木块在比较光滑的木板上匀速滑动,并记录弹簧测力计的示数。
(2)、在木块上加放一个钩码,用弹簧测力计拉动木块在木板上匀速滑动,并记录弹簧测力计的示数。
(3)、取下钩码,用弹簧测力计拉动木块在毛巾表面匀速滑动,并记录弹簧测力计的示数。
实验结论:弹簧秤 图 1力的大小与压力的大小有关;由(1)、(3)两步骤可以得出在压力一定的情况下,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
此方法测量滑动摩擦力的优点:原理简单清晰、方法简便;直接感受滑动摩擦力的存在。
不足之处:(1)实验的过程中手直接拉弹簧测力计,很难保持使木块做匀速直线运动;(2)弹簧测力计随木块运动,不便于读数影响到实验数据的准确性;(3)没有探究滑动摩擦力大小与接触面大小的关系。
测滑动摩擦力的改进实验
嘿,你知道吗,测滑动摩擦力的实验可是物理学里超有趣的一部分呢!一般的实验就是用个木块啥的在平面上拉来拉去,然后测测力的大小。
但咱今天要说的这个改进实验,那可真是绝了呀!
想象一下,把那个普通的平面变得不再普通,给它来点小坡度,或者弄些小坑洼。
这就好像是给实验穿上了一件特别的外衣,变得不一样啦!然后呢,再把那个要测摩擦力的物体变得更有意思些,比如说弄个奇形怪状的东西,而不是千篇一律的木块。
这就好比是让实验从黑白电影变成了彩色大片呀!
在这个改进实验里,我们能看到更多的细节,感受到更多的奇妙。
就好像是打开了一扇通往新世界的门,里面充满了惊喜和未知。
难道不是吗?我们可以观察到物体在不同表面上的表现,是轻松滑过还是艰难前行,这多有意思啊!
而且呀,通过这样的改进,我们能更深入地理解摩擦力的本质。
它不再是书本上那些干巴巴的文字和公式,而是变得鲜活起来,就在我们眼前跳动。
我们能真切地感受到它的存在,就像感受到风在脸上吹过一样自然。
这样的实验,不就像是一场冒险吗?我们带着好奇和探索的心情,走进这个小小的实验世界,去发现那些隐藏的秘密。
它让我们对物理学的热爱更加浓厚,让我们想要去探索更多的未知。
说真的,这样的改进实验才是真正能让我们着迷的呀!它让我们看到了科学的魅力和无限可能。
我们不能总是满足于那些老套的实验方法呀,要勇于创新,敢于尝试。
只有这样,我们才能在科学的道路上走得更远,看到更美的风景。
所以呀,让我们一起投入到这样有趣的改进实验中去吧,去感受科学的魔力!。
实验设计与改进探究滑动摩擦力影响因素的实验改进王芳华 王艳惠 李云革作者简介:王芳华,本科,教育硕士,中学一级。
天津市滨海新区塘沽第六中学,300450王艳惠,本科,中学高级。
天津市滨海新区塘沽第六中学,300450李云革,本科,中学高级。
天津市滨海新区塘沽教育中心,300450探究滑动摩擦力的影响因素是初中物理的重点难点内容,教材设计的实验是物体在匀速直线运动下,通过增加物重继而增大接触面压力,得到相关数据。
但是保持物体的匀速直线运动这一前提,以教材中的实验器材是无法实现的,由此得到的数据亦片面不科学。
笔者以乐高机器人的核心组件作为创意理念,利用电动机匀速转动保证物体做匀速直线运动,通过改变磁铁个数改变接触面所受压力,用编程调控速度,透明且充足的实验盒灵活组合,成功自制实验器材,解决实际问题,满足教学需要,引领学生思维发展。
一、案例设计1.案例创新点源件普通,即乐高机器人的核心组件EV3和教室黑板;组合多样,即课堂生成资源丰富;操作方便,按钮控制启动、停止、变速。
2.使用教育装备技术乐高机器人的核心组件EV3、自带电动机。
3.案例原理摩擦力是初中物理的难点内容,恰当扎实的学习不仅利于学生整体构建力学知识框架,在提升物理思维能力和科学探究水平上更是至关重要。
这部分学习以感知、描述、测量、分析为主要手段,通过直观而深入的引导,实现力的相关概念的迁移。
笔者以“微信雨课堂”对摩擦力的概念进行前测(如图1所示),结果显示,认为压力就是重力的学生所占比例甚大。
这一错误概念无疑将影响后续的学习。
尽管教材实验在训练学生科学猜想、实验检验、分析论证方面有不可替代的作用,但学生通过教材设计的实验探究后将结论表达为:粗糙程度一定,物体重力越大,滑动摩擦力越大,教师是“无力反驳的”,的确教材实验是通过增加物重从而增加物体对接触面的压力。
因此,教材实验在学生认识压力过程中会产生负面影响,不仅无法科学地表述滑动摩擦力的影响因素,还会直接影响学生下一章压强的学习。
作者: 李金玉
作者机构: 山东省邹城市东滩煤矿学校,273512
出版物刊名: 实验教学与仪器
页码: 27-27页
年卷期: 2011年 第11期
主题词: 滑动摩擦力;实验;控制变量法;初中物理教学;课堂教学;粗糙程度;接触面;教师
摘要:在初中物理教学中,“探究滑动摩擦力大小”实验是利用控制变量法的典型实验。
然而,在现行课堂教学中,不少教师对该实验的环节设置难以把握好。
一、原实验存在的问题该实验运用了控制变量法来进行探究。
所谓控制变量法,就是在研究多因素问题时,只改变多因素中的一个量,而控制其他所有量都不变的研究方法。
在运用控制变量法研究滑动摩擦力大小跟接触面的粗糙程度的关系时,大部分教师是这样做的:。
影响滑动摩擦力大小的因素实验改进
摩擦力是科学研究中一个重要的概念,也是物理实验中常见的现象,它可以把
两大物体之间接触面抗阻机制和相关指标综合考虑,其存在会影响物体之间的滑动状态。
实验室条件复杂,准确了解滑动摩擦力大小是很困难的,为了使实验更加精准,需要通过一定的方法进行改进。
首先,实验中滑动摩擦力的大小取决于接触面积的大小。
接触积分越大,耗散
的热量越多,摩擦力的影响也越大,因此在实验中应尽量增大接触面积,以减少影响摩擦力大小的未知变量。
其次,尽可能减少摩擦体之间形成的小气泡和体温,它们也是影响滑动摩擦力
的重要因素,它们会降低摩擦力。
因此,在实验中应尽量减少实验温度对滑动摩擦力的影响,同时减少小气泡的产生。
此外,摩擦体的材料也会影响滑动摩擦力的大小,即使接触面积一样,摩擦体
的材料不同也会对滑动摩擦力的大小产生一定的影响。
所以,在选择摩擦体材料时,应优先选择质地比较好的材料,以减小摩擦力影响。
最后,应对参数进行有效控制,即尽量减少滑动摩擦力受到影响的未知变量,
如推力、载荷、速度等参数,以确保测量结果的可靠性。
总之,通过实验改进,可有效改变摩擦体之间的滑动摩擦力,使实验结果更加
准确,获得更好的实验效果。
对参数进行有效控制,选择摩擦体的材料力学性能良好,及尽量增加接触面积、减小温度,充分控制摩擦力等措施,可有助于改进滑动摩擦力大小的实验。
46㊀中小学实验与装备2018年第4期第28卷实验改进探究影响滑动摩擦力大小因素的实验创新山东省淄博市张店区教师进修学校(255000)山东省淄博市张店区第七中学(255000)㊀宋㊀波徐永芝1㊀教材实验回顾与不足探究影响滑动摩擦力大小因素的实验是中学物理非常重要的实验,该实验装置在各种版本教材中基本相同.用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力.在木块上增加砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力.换用材料相同但表面较粗糙的长木板,保持木块上的砝码质量不变,测出此种情况下的滑动摩擦力大小.根据二力平衡条件原理,实验时只有木块做匀速直线运动,弹簧测力计对木块的拉力大小才等于木块所受的摩擦力大小,这样弹簧测力计的示数便是木块所受摩擦力的大小.实验成功的关键是让木块在弹簧测力计的水平拉力作用下做匀速直线运动.但在实验过程中,不仅操作难度较大,而且实验误差也较大.弹簧测力计是按照竖直测量设计的,竖直测量易于调零,水平测量很难准确调零.如果用竖直调零的测力计测量水平力时,会使得测量结果偏小.测力计始终处于悬空状态,其自身重力对实验也会产生影响.2㊀实验装置的设计制作2.1㊀器材废旧机器人电动机㊁调速器㊁高性能锂电池㊁皮带㊁钢制凹槽㊁定滑轮㊁弹簧测力计㊁木块㊁砂纸㊁细线㊁废旧木条㊁废旧钢板等.2.2㊀制作过程实验装置整体以木板为支架,两块木板相互垂直放置.在木板两端,固定两个直流调速电动机,为了增加两个直流电动机固定点的稳定性,在水平位置特意添加了一块长钢板.将皮带安装到电动机的轮子上,再将木块放置于皮带上.在竖板上,添加了一块小钢板,用来固定定滑轮的位置,定滑轮在凹槽里能够上下滑动,以适应放在皮带上木块的高度.测力计挂在竖板上,挂钩上的细线绕过定滑轮和木块相连.3㊀实验创新点(1)改进实验采用电动机带动皮带做匀速直线运动,根据运动的相对性,木块也做匀速直线运动.从而有效解决了原来实验中木块不能始终保持匀速直线运动的问题.(2)弹簧测力计竖直放置,方便调零,示数稳定,误差较小,同时有效克服了其自身重力对实验的影响.定滑轮在钢制凹槽中能上下自由移动,便于控制测力计沿水平方向拉动木块.4㊀应用效果本装置可以探究影响滑动摩擦力的多个因素,具体如下.(1)探究滑动摩擦力与压力的关系:打开调速器,调节到一定速度,使皮带做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数;改变放在木块上砝码的质量,测出此时滑动摩擦力的大小.(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系:取两个相同的木块,在其中一个木块的底部粘上砂纸,改变接触面的粗糙程度,分别测量滑动摩擦力的大小.(3)探究滑动摩擦力与接触面积的关系:将一个长方体木块分别平放和侧放于皮带上,改变两者接触面积,测量两种情况下滑动摩擦力的大小.(4)探究滑动摩擦力与物体速度的关系:通过调速器改变皮带的速度,从而改变木块的运动速度,测量不同速度时滑动摩擦力的大小.(5)探究将滑动摩擦力改为滚动摩擦力可减小摩擦:将质量和材质相同的小车和木块分别放在皮带上,测量并比较两种情况下摩擦力的大小.收稿日期:2018-06-01Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
初中物理探究滑动摩擦力的影响因素实验改进在初中物理课堂上,滑动摩擦力可谓是个不折不扣的“明星”,它时常让学生们感到好奇又烦恼。
想想看,滑动摩擦力就像是我们生活中的小麻烦,不痛不痒,却总是碍事。
嘿,想象一下,你在滑滑板,没想到底下的路面像是涂了胶水,哎呀,速度就是上不去!这时候你就开始想,滑动摩擦力到底是怎么一回事呢?要说滑动摩擦力的影响因素,最重要的就是接触面的粗糙程度了。
就像我们穿鞋子走路一样,鞋底光滑的鞋子在地上滑得特别快,而那种有颗粒的鞋底,简直就像是给你加了重石,走起来可费劲了。
这就引出了一个问题,如何才能更好地探究这个现象呢?于是我们决定开展一场“科学小实验”,不如就称之为“滑动摩擦大作战”吧!我们需要准备一些材料。
什么呢?一块平滑的木板和一块粗糙的砂纸,当然还少不了小滑块。
我们可以把滑块放在木板上,试着推动它,看看在不同的表面上,它的滑动情况是如何变化的。
简简单单的几个步骤,却能让我们对摩擦力的理解更加深刻,简直就是“科学的乐趣”!哎呀,推的过程中我们也发现了,摩擦力和重力也有关系呢!当我们加大滑块的重量,嘿,摩擦力也会相应增加。
这就好比一只大象和一只小猫,走在地上,谁的“压迫感”更强,大家心里都有数。
这让我想起了“人靠衣装,马靠鞍”,重的滑块就像是穿了重装甲,摩擦力自然也会更大!温度也是一个不能忽视的因素。
大家想想,夏天的冰淇淋比冬天的硬得多,温度升高时,摩擦力也会有所变化。
在实验中,假如我们把滑块放在加热的表面上,结果会是怎样呢?肯定会引起一场“摩擦力的温暖大讨论”!实验不止于此,我们还可以加入一些“调料”,比如改变滑块的材料。
用木块、塑料块、金属块,各种材料的摩擦力差异,简直就是一场“材料对决”。
你会发现,每种材料的滑动效果都不尽相同,就像不同口味的冰淇淋,总有一款能打动你的心。
好啦,实验结束后,咱们还得讨论一下结果。
每一次实验的失败与成功,都能让我们更加清晰地认识滑动摩擦力的本质。
“探究滑动摩擦力大小”实验的改进
在高中物理必修1《沪科版》即上海科技教育出版社的第三章第三节摩擦力在研究影响滑动摩
擦力大小因素的实验时,首先要明确滑动摩擦力的测量方法,在初步补充了二力平衡的概念后,学
生也初步明白了用弹簧秤测的是拉力,要把它看成和摩擦力大小相等,必须符合:拉力水平,物体
匀速直线运动,如下图一所示,但让学生自己动手操作。
学生觉得很难,由此对实验的结论有所怀
疑。
图一
一【教材缺陷】
笔者认为教材实验设计的缺陷是:
一、手拉测力计,难以保证滑块作匀速直线运动;
二、滑块在作变速运动时示数不稳定,难于甚至无法读数
三、是在较为粗糙的接触面上,用测力计拉动滑块,每时每刻的示数差异较大。
由于教材上的实验设计存在着上述缺陷,故教师在教学过程中困难重重,无法圆满解释学生提
出的问题实验装置,
二【改进装置】
经过笔者仔细研究并实践设计了如图所示的实验
实验结构如图所示
1.弹簧秤固定在铁架台上,在铁架台的横杆(带
有螺丝及螺母)用来调节弹簧测力计的左右
位置。
2.在平板上,有一定滑轮,采用顶针式轴承,
这样可以减小摩擦,用以固定可动定滑轮,
便于上下移动定滑轮,保证拉动木块的细线
是水平的。
3.带摇动手柄的轮轴,人可以用手转动,让物
体和皮带相对滑动。
4、木板车下面的小轮采用顶针式轴承,这样可以减小摩擦。
5、螺丝支架可以调节皮带轮的高度,使得拉物体的细绳保持水平。
三【装置功效】
1.改变木块与小车的接触面积,同时调整可动定滑轮的位置,保证细线水平。
可以证明摩擦力的
大小、动摩擦因数与接触面积无关。
2.可以证明摩擦力的大小与正压力成正比的关系。
(增加物体上砝码的个数)
3.可以在木块的各表面上粘贴上细砂纸等材料改变粗糙程度,证明摩擦力与动摩擦因数有关,并
求出相应的动摩擦因数的数值。
4.通过手柄转动改变小车的运动状态,观察摩擦力的变化,证明摩擦力的大小与相对运动状态无关
(匀速或变速)。
5.演示最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系。
四【装置优点】
1.变很难控制的木块匀速滑动为皮带轮的转动,实现接触小车的相对运动,可以任意改变小车相
对于物体的速度,及相对运动状态(匀速或变速)。
2.变木块的匀速运动为相对运动的平衡状态,测力计竖直放置减小了弹簧与外壳之间的摩擦,同时,在静止状态下读数,大大减小了读数误差。
五【实验方案】
1、一个量受几个因素影响时,怎样才能知道每个因素对这个量产生怎样的影响呢?
2、为了得到准确的探究结论,就要进行定量研究,在该探究活动中需要准确测量那些物理量,怎样测量?
3、根据牛顿第一定律和二力平衡和知识,在测量时应注意些什么?为什么要这样?
请你认真思考以上提出的问题,根据图中所给的实验仪器,边操作边设计方案,分别验证各个猜想,并将你的设计方案用一句话概括并记录下来:
猜想一的方案:__________________________________________________
猜想二的方案:__________________________________________________
猜想三的方案:__________________________________________________
猜想四的方案:__________________________________________________
六【进行实验】
小组各自进行实验,组内成员每人进行一次实验操作,填写个人实验结论,小组成员利用实验评价表进行互评,由组长填写评价意见。
实验一:探究接触面积的大小对滑动摩擦力的影响
结论一:。
实验二:探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响
结论二:。
实验三:探究压力的大小对滑动摩擦力的影响
结论三:___________ _____________________________________
实验结论:_____________________________________________________
_____________________________________________________
七【学生互评】
学生相互评价表
备注:符合条件的打√不符合的打×
本人对自己本组他人的实验操作和本小组的方案进行评价,并对本组方案进行反思,提出改进意见:
本人自评:_________________________________________________
评他人:____________________________________________________
评小组方案:_________________________________________________
改进意见:_____________________________________________________
八【实验反思】
这是一节非常有意义的科学探究课,摩擦力是一个非常复杂的问题。
在我们今天对滑动摩擦力影响因素的探究过程中,学生可能会有一点不足,或学生的探究结论与实际并不相附,也可能学生对实验结论心存疑问,不过,这也正是你在这堂课上的真正收获。
那是因为,只有能发现问题,找到不足,我们才有机会去探索更深更广的科学领域。
这次改进实验的探究过程给我的启示有:虽然探究过程是以学生为主,但老师绝不是撒手不管,更要发挥老师的指导作用,尤其要在学生讨论实验操作过程的基础上,才能做好实验并明确实验的目的。