探究影响滑动摩擦力的大小的因素的实验案例
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《探究影响滑动摩擦力的大小的因素》的小组合作案例
新一轮课程改革的基本理念之一就是在课程实施中倡导以“主动•探究•合作”为特征的探究性学习方式。《普通初中物理课程标准（实验）》强调指出：“初中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、乐于合作、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，培养其科学探究的能力和合作精神，使其逐步形成科学态度与合作的意识。”
探究性课堂教学可以增强学生解决问题的能力，让学生在收集信息中探究、在问题解决中探究、在探索中发现，从解决问题中获得满足感，从而使教学焕发出生机勃勃的活力。通过开展探究过程，学生逐渐学会懂得如何最佳地解决问题，科学探究能力得到提高，越能将此过程迁移到解决其他问题的情景之中，从而逐步形成其科学态度与科学精神。
(一)提出问题
在生活中我们发现滑动摩擦力的大小随着一些环境条件的变化而变化，那么滑动摩擦力大小到底和那些条件有关。以小组来进行相互讨论。
（二）学生猜想与假设
学生根据已有的知识、经验、通过思考相互讨论，派代表发言，做出猜想：有的同学认为滑动摩擦力大小可能与物体运动的快慢有关；有的同学认为可能与物体接触面积的大小有关；有的同学认为可能与物体接触面的粗糙程度有关；有的同学认为可能与物体的压力大
小有关。
(三）引导探究，设计实验
那么现在我们要用实验来验证自己的猜想。我们现在有砝码，小木块，细绳，弹簧测力计，粗糙程度不同的木块，玻璃等。
学生小组合作讨论确定实验方法：控制变量法。学生自主设计实验，然后小组讨论出最佳实验方案，老师在教室指导，帮助学生发现实验中存在的漏洞和问题。大致要验证四个问题：
1.滑动摩擦力和压力大小的关系。
2.滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系。
3.滑动摩擦力和物体运动速度的关系。
4.滑动摩擦力和接触面的大小关系。
每4人为一组操作实验、合作学习、自主探究。以下实验过程由学生完成，教师巡视教室，参与指导学生的实验过程。以下为实验步骤及其结果参照：（学生步骤无重大错误，所得结果大致即可）
①在接触面积、接触面的粗糙程度、接触面间的压力大小一定的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与物体运动速度的关系：
物体匀速运动速度 摩擦力F/N 结论
快 1.1 滑动摩擦力与物体运动速度无关。
中 0.99
慢 1.2
②在物体运动速度、接触面粗糙程度、接触面间的压力大小一定
的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与接触面积关系：
木块放置（接触面积） 摩擦力F/N 结论
平放（8cm*10cm） 1.0 滑动摩擦力与接触面积无关。
侧放（5cm*8cm） 1.0
立放(5cm*10cm) 1.0
③在物体接触面积、物体运动速度、接触面粗糙程度一定的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与接触面间的压力大小关系：
接触面间压力F/N（加钩码数） 摩擦力F/N 结论
2.0（只有小木块无钩码） 1.0 接触面的粗糙程度一定时，滑动摩擦力跟接触面间的压力成正比。
3.0（小木块上加2个钩码） 1.5
4.0（小木块上加4个钩码） 2.0
④在物体接触面积、物体运动速度、接触面间压力一定的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度（如材料、接触面粗糙程度）关系：
接触面性质 摩擦力F/N 结论
木块――较光滑木板 1.0 滑动摩擦力跟接触面性质有关。
木块――较粗糙木板 1.20
木块――玻璃 1.30
实验过程中可能出现的问题：1. 弹簧测力计放置不水平，导致测出来的不是摩擦力。2.没有控制变量或忘记控制某一变量。实验中不容易实施的步骤是让小木块做匀速运动，老师可以引导学生作出改进。
改进方案：由木块做匀速运动改为木块静止，木板做相对运动。因为滑动摩擦力与物体运动速度无关。
（四）分析与论证
各小组合作讨论得出结论。老师请各小组代表总结实验过程和结论，并加以交流，完善实验过程，并总结研究的方法。
结论：滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，还与压力的大小有关。接触面越粗糙、压力越大，滑动摩擦力也就越大。
研究方法：提出问题→作出猜想→设计实验→实验验证→分析总结。
（五）总结
各小组进行交流，总结学到的知识、方法，及对成功与失败的感受。最后老师对各组的探究活动一一点评，要求学生尊重科学、实事求是、一丝不苟的面对科学问题，无论成功还是失败，鼓励学生勇于
提出问题，勇于科学探究，勇于面对自己的错误。
（六）课后延伸
通过对前面实验结果的分析我们知道滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度有关，于是有人认为摩擦力产生的起因是接触面间齿状不平，你以为如何？查找一下资料，看看目前科学家对摩擦力产生的原因的研究，有兴趣的的话，可以写一篇有关的小论文，好的话可以放到刊物上发表。
教学反思：以前总认为给学生讲清楚实验的做法与结论就行，但今年通过实验教学后发现效果非常好。学生不但学会了探究的科学方法、对控制变量法有了更深的理解、对实验结论也有了更深的理解，同时培养了学生的合作意识。在学生做实验时，教师要指导学生确保物体做匀速直线运动。
