利用黑板擦演示摩擦力實驗

新的科學教材把教學、實驗、觀察、制作融為一體，把精心的實驗設計和仔細的觀察作為研究科學的基本方法。同時把實驗器材作為活動的主要材料。隨著教材中實驗活動的增多，一些學校的實驗器材缺口較大，需要充分利用現有資源，解決實驗需要與實驗器材的矛盾。筆者著重談一談黑板擦在摩擦力演示實驗中的應用。

1 演示摩擦力存在的實驗

如圖1所示，用黑板擦替代摩擦塊放在水平的桌面上用右手向左推，黑板擦在桌面上做相對運動，手一松開黑板擦就會停下來。說明黑板擦在運動中受到阻力，而阻力就是摩擦力。

得出結論：當物體做相對運動或有相對運動趨勢時受到2個作用力的影響，一個是推動或牽引物體前進的動力；另一個是阻礙物體前進的阻力，即物體與接觸面之間的摩擦力。

2 演示摩擦力方向的實驗

如圖2所示，將2個黑板擦帶長毛的一面相對，平放在水平的桌面上；下面一個黑板擦用左手固定，上面的黑板擦用右手向左下方施力；或者左手托住下面的黑板擦，右手向左下方施力，使之產生相對運動趨勢，并從側面觀察長毛彎斜的方向。如圖3所示，左右手交換位置，改變相對運動方向，并從側面觀察長毛彎斜方向。

可以看出黑板擦向右有相對運動趨勢時長毛總是向左彎斜，向左有運動趨勢時長毛總是向右彎斜。長毛彎斜的方向就是摩擦力的方向。黑板擦有相對運動趨勢或做相對運動時，摩擦力的方向總是與黑板擦運動趨勢或相對運動方向相反。得出結論：物體有相對運動趨勢或做相對運動時，所產生的摩擦力的方向與物體運動方向相反。

3 演示摩擦力與壓力有關的實驗

依然如圖3所示，將2個黑板擦長毛相對放在水平的桌面上，左手對上面的黑板擦向右下方施加輕壓力，并從側面觀察長毛彎斜的程度；使黑板擦長毛恢復原狀，如圖4所示，左手對上面的黑板擦右下方施加較重的壓力，并觀察長毛彎斜的程度。

兩種長毛彎斜程度作比較得出結論：一個物體在另一個物體上滑動或運動時，摩擦力的大小跟作用在物體表面上的壓力有關，物體受到壓力越大，摩擦力也就越大。

4 演示摩擦力跟物體接觸面粗糙程度關系的實驗

先如圖5所示，把黑板擦放在水平的桌面上用手去推；然后如圖6所示，用手去推長毛相對的兩個黑板擦的上面一個。兩者作比較，顯然推放在桌面上的黑板擦輕松，推兩長毛相對的黑板擦有點澀。同時比較一下桌面與下面黑板擦長毛面的粗糙程度。得出結論：物體做相對運動或有相對運動趨勢時，摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關，接觸面越粗糙，摩擦力就越大。

演示這樣的實驗時值得注意的是：首先，一定要用新的帶長毛的黑板擦，若沒有這樣的黑板擦可用與黑板擦相似的刷子來替代，否則實驗中黑板擦毛彎斜不明顯，影響實驗效果，特別是演示摩擦力的方向難以說明問題；其次，施加推動力時，施力方向一定要斜向下方（即用右手施力斜向左下方，用左手施力要斜向右下方），既具有對物體的垂直壓力，又具有對物體做相對運動趨勢或相對運動的水平推動力，相當于2個力合成才有效果；再次，有感知才有領悟，做任何事情只有身臨其境，親身體驗，才有深刻的印象，才有深刻的理解。以上實驗動作都必須讓學生親自做一做，從中悟出道理來，加深理解，使學生真正知道摩擦力的存在，能確定摩擦力的方向，明確與摩擦力有關的因素，以達到預期的實驗效果。