探究影响摩擦力大小的因素
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探究影响摩擦力大小的因素
——控制变量法教学案例
小榄一中 陈华梁
一、背景
科学探险究是物理新课程标准内容之一,而“控制变量法”是进行科学探究的常用方法,
也是初中学生必须掌握的方法。
二、案例运行过程
(一)提出问题:
教师列举实例,引导学生学习摩擦力后,提出摩擦力大小与什么因素有关?
(二)猜想:
学生互相讨论:李洁欣认为:推自行车时,容易推动,车上有人坐上后不易推动,故想
到摩擦力大小是与物体的重力有关;刘狄源认为:当用手直接不能打开瓶盖时,常用一块棉
布垫着再开,故想到摩擦力的大小是否跟接触面的粗糙程度有关;冯荣坚同学认为,摩擦力
是在两物体表面产生的,那么摩托车擦力大小是否跟接触面的面积大小有关?何便鸿认为,
木块从斜面上滑下,斜面倾角越大,越容易滑下,想到摩托车擦力大小是否跟斜面倾斜程度
有关------
综合以上讲座可以推测:摩擦力的大小早退物体重力、接触面积、粗糙程度、接触面积大小、
倾斜角有关。
(三)制下实验方案
设计怎样的实验来检验以上锘猜想呢?所设计实验解决哪些问题,再让学生进一步讨论:
1、怎样测量摩擦拭力的大小?
李健文:摩擦力发生在两物体表面之间,不能直接测出摩擦力,必须用间接方法,根据
二力平衡原理,当物体作匀速直线运动时,拉力与摩擦阻力平衡(忽略空气阻力),那么用
弹簧秤测出的拉力大小就是摩擦力大小。因此可以用弹簧测力计拉站木块在水平桌面作匀速
直线运动,读出弹簧测力计的读数。如图1
2、怎样改变重力大小?同时保持哪些量不变?
周泳文:用增减木块上的重物来改变重力大小,同时保持接触面粗糙程度、面积大小和
倾斜度不变。如图2
3、怎样改变接触面的粗糙程度,应保持哪些因素不变?
宾仕荣回答:用玻璃板、木板和棉布,保持物体的重力不变。
4、怎样改变接触面积的大小?
李健文回答:把木块平放和倒放,就可以改变接触面积的大小
5、怎样改变倾斜度?
(四)进行实验与记录数据
按照以上讨论的方案,分组进行实验。
1、在木块上加钩码,改变重力,使木块作匀速直线运动,分别测出拉力,把测量数据填
入下表1
次数 重力 拉力
结论
2、改变粗糙程度,分别测出数据填入表2
接触面 玻璃板 木板 棉布
拉力
结论
3、改变接触面积,测出拉力
接触面积 平放 倒放
拉力
结论
(五)分析与论证
从表1数据得到,当接触面不变时,重力越大,摩擦力越大。
教师:在皮带传送中,皮带与伟送轮之间的摩擦还是由重力影响吗?
学生:不是,而是皮带对轮的压力,压力越大,摩擦力也越大。
教师:对,重力影响摩擦力,只是一种特殊情况,在水平面情况下,压力大小等于重力大小,
那么怎能样准确地归纳结论呢?