倪祖全---探究影响滑动摩擦力大小的因素实验改进黔2015论文评选-1-2

“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验改进论文作者：倪祖全工作单位：瓮安第四中学联系电话：[phone]电子邮箱：[e-mail]通讯地址：贵州省瓮安县长征路2015年3月“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验改进瓮安第四中学倪祖全摘要：人教版初中物理八年级下册第八章第3节“摩擦力”一节第24页“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置的可操作性不够，经过对实验装置的改进，大大提高了实验的可操作性，解决学生在实验中容易误解的知识点，本文就针对实验装置的改进和如何更好地帮助学生理解改进后实验的可行性展开讨论。关键词摩擦力实验可操作性在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，教材上的实验装置和实验步骤简单明了，从理论上来说利用二力平衡知识测出拉力大小即为摩擦力大小，但前提是要使木块做匀速直线运动，实际操作的过程中要想使木块做匀速直线运动的可操作性几乎为零，弹簧测力计的示数不稳定是造成读数偏差大的重要原因。我们可以通过改进实验装置和步骤来解决上述问题，提高实验的可操作性。1.新课程背景下如何进行摩擦力实验教学摩擦力是生活中常见的一种力，只有深入了解摩擦力才能利用它更好的造福人类、为人类生活和生产提供更多方便。教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地富有个性地学习。初中物理教学中的摩擦力是重点，也是难点。在新课程标准的理论指导下，课堂不仅仅是传授知识的地方，更多的是学生学习知识的乐园。物理是一门操作性很强的应用学科，与日常生活息息相关，随着社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。在物理教学中，应转变将物理实验作为物理学科理论教学的辅助手段的观点，物理实验的教育功能也不能只停留在培养学生智力、操作技能、提高学习兴趣、调节课程气氛上，而忽视了实验教学对学生的非智力因素和其它素质的全面发展的重要作用。凡是学生能够自己动手探究的实验都采取：学生分组自己设计实验、制定实验目的、进行实验、分析数据得出正确结论的方式进行教学，教师在整个实验探究的过程中应对学生的操作规范、实验方法进行指导。这样才是新课标准要求的课堂，才能培养学生各方面的优秀才能。2．探究影响滑动摩擦力大小因素实验2.1教材实验回顾教材中对“探究影响滑动摩擦力大小因素”选用了如图1所示的装置进行实验探究：实验步骤如下：（1）用弹簧测力计匀速拉动木块，使它在长木板上沿水平方向滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。（2）改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力。（3）换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力。图12.2上述实验的不足之处采用图1是实验装置进行实验，通过测拉力大小间接测出摩擦力的大小，前提是要拉着木块做匀速直线运动，实际操作的过程中要想拉着木块做匀速直线运动的难度非常大，就会导致弹簧测测力计示数不稳定而出现读数不准确，甚至出现很大的偏差。2.3改进后的实验装置及步骤（一）为了能解决上述问题，我将实验装置改进如图2所示，用来探究影响动滑动摩擦力大小的因素（定性分析）。甲图中利用木块在水平面上运动的距离长短、木块运动状态改变的快慢来定性说明滑动摩擦的大小与接触面的粗糙程度的关系。乙图中用到两个木块，斜面上的木块滑下后和平面上的木块粘在一起成为一个整体继续向前滑动，由木块在相同表面上运动的距离来说明滑动摩擦力的大小，从而说明压力与滑动摩擦力的关系。运动的距离远，运动速度减小得慢，运动时间长，运动状态改变得慢，说明滑动摩擦力小；运动的距离近，运动速度减小得快，运动时间短，运动状态改变得快，说明滑动摩擦力大。图2针对以上装置我制定以下实验步骤：如图2甲所示，水平面的粗糙程度不同，让木块从斜面顶端由静止滑下，记录在不同水平面上运动的距离。（1）让木块从斜面顶端由静止下滑运动到铺毛巾的水平面上，记录木块在水平面上运动的距离。（2）让木块从斜面顶端由静止下滑运动到铺棉布的水平面上，记录木块在水平面上运动的距离。（3）让木块从斜面顶端由静止运动到木板的水平面上，记录木块在水平面上运动的距离。如图2乙所示，让木块从斜面顶端由静止下滑运动到平面撞击另一木块，改变平面上木块所放的砝码，记录撞击之后两木块一起运动的距离。水平面上的木块的尾部装有易粘的物质，撞击后两木块成为一体向前运动。（1）让木块从斜面顶端由静止下滑撞击另一未放砝码的木块，记录撞击后木块在水平面上运动的距离。(2)让木块从斜面顶端由静止下滑撞击另一放有50g砝码的木块，记录撞击后两木块在水平面运动的距离。(3)让木块从斜面顶端由静止下滑撞击另一装有100g砝码的木块，记录撞击后两木块在水平面运动的距离。2.4改进后实验的优点将实验装置进行如图2的改进后有如下优点：（1）联系阻力对运动的影响的实验，让学体验到同一实验所覆盖的多个知识点，创造有益思维能力。（2）实验设计简单，可操作性强，学生在课前或课堂上都能动手实验，实验中的小车还可以变化为其他易于找到的物体来替代，所有学生都能很快的得到动手的机会，培养学生的自主探究能力。（3）探究知识的逻辑思维缜密。运动状态改变是因为受力作用改变快是因为受摩擦力大摩擦力大是因为接触面粗糙（或压力大）。（4）效果明显，木块在水平面的运动距离是个真实可靠数据，能证实滑动摩擦力的大小与接粗面的粗糙程度和压力大小的关系。2.5改进后的实验装置及步骤（二）为了能解决2.2中陈述的问题，我还将实验装置改进如图3所示，用来探究影响动摩擦力大小的因素（定量分析）。教材实验中主要是难以控制木块做匀速直线运动，弹簧测力计示数不稳定造成读数不准确，改进后的实验把有弹性的测力计变化改为没有弹性的砂桶重力就可完成实验探究。针对以上装置我制定以下实验步骤：（1）组装实验器材，水平段的拉线和水平木板面平行，匀速运动起来后滑动摩擦力大小就等于桶和砂子的总重力。（2）按甲图所示，木块放在木板上。将烧杯中砂子缓慢的倒入小桶中，直到小车运动起来停止倒砂。运动段距离后按住小车，取下砂桶，用弹簧测力计测量出砂桶总重力F甲。（3）按乙图所示，木块放在木板上，木块上放着一个100g砝码。将烧杯中砂子缓慢的倒入小桶中，直到小车运动起来停止倒砂。运动段距离后按住小车，取下砂桶，用弹簧测力计测量出砂桶总重力F乙。（4）按丙图所示，木块放在绷紧的毛巾面上，木块上放着一个100g砝码。将烧杯中砂子缓慢的倒入小桶中，直到小车运动起来停止倒砂。运动段距离后按住小车，取下砂桶，用弹簧测力计测量出砂桶总重力F丙。2.6改进后实验的优点将实验装置进行如图3的改进后有如下优点：（1）把不稳定变为稳定。缓慢的倒入砂子，直至刚好运动，更能让木块运动起来接近匀速直线运动，运动更稳定。（2）把动态的测量变为静态的测量。由测量桶和砂子的总重力来代替直接拉动木块读数，可以停下来测量读数，更方便，更准确。（3）使得实验误差更小。选择较细的砂子，又是缓慢的倒入，木块刚好能运动，这时桶和砂子总重力更接近物体所受的滑动摩擦力，使得测得的数据精确度更高。（4）实验中可以将木块的放置方式改变，探究滑动摩擦力是否与接触面积大小有关。还可以在运动起来后手推改变速度，观察是否还能做匀速直线运动，从而探究摩擦力大小是否跟物体运动速度有关。（5）课程联系前面所学知识：弹簧测力计、重力、二力平衡等知识组合在一起。3.改进后实验在课堂教学中的实施将实验装置及步骤改进后，大大提高了实验的可操作性。教学过程中采用分组实验的方式进行教学，根据学生对知识的掌握情况及动手能力分成小组，细心的同学记录数据，动手能力强的同学进行实验操作，组织能力强的同学维持本组纪律，组员之间相互合作，各施其职，充分发挥自己的长处。通过实验数据分析，小组之间得出正确的结论，教师再组织每组学生上台展示自己的实验成果。学生自己动手、分析完成实验，培养他们动手能力的同时养成实验中严谨、实事求是的科学态度，培养学生合作的意识。通过上台展示实验成果锻炼学生的表达能力和敢于在公众场合发表自己的见解的能力，让学生在学习中获得全面的发展。参考文献：【1】．孙丰富，朱召友“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验改进2014,35(6)【2】．教育学新编华中师范大学出版社工作单位：瓮安县市第四中学作者姓名：倪祖全联系电话：[phone]附件2：黔南州第九届探究实验教学方案设计论文评选申请表申请人（单位）：倪祖全填表日期：2015年4月9日学科物理课题名称“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验改进姓名倪祖全性别男年龄36学历本科职称中物二单位贵州省瓮安第四中学邮箱[e-mail]邮编550400电话[phone]教学实践情况简介将该实验改进后，实验的可操作性大大提高，学生基本能通过自己动手讨论得出滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与速度和接触面积的大小无关。单位意见（盖章）年月日县市主管部门意见（盖章）年月日州评委会意见结果评委签名年月日备注