關于初中“摩擦力”的教學研究

陳長忠

摘??? 要： 摩擦力是初中物理的基礎內容，也是難點內容。本文從新課程改革對摩擦力教學的新理念入手，探討摩擦力新課教學中學生在學習上的困難及提出改進建議，旨在使學生學習摩擦力知識時更易理解、更好掌握。

關鍵詞： 摩擦力??? 教學改動??? 教學增加

摩擦力是相互接觸的物體做相對運動或者有相對運動趨勢時，產生的阻礙物體間相對運動或相對運動趨勢的力。它分為靜摩擦力、滑動摩擦力、滾動摩擦力，初中階段主要討論和研究前面兩種。摩擦力是初中物理的重點內容，也是難點內容。對于如何利用實驗探究摩擦力的大小與什么因素有關，一直都是學生感到頭疼的問題。筆者試圖從摩擦力的實驗探究入手，談談對摩擦力新課教學的看法。

20世紀90年代以來，我國初中物理教學改革實踐不斷發展。如何在物理教學中培養學生的物理能力，一直是物理教育者探索的問題。新《物理課程標準》提出不同的全新物理能力要求，強調科學方法和科學態度學習。科學探究不僅是教學方式，而且是教學內容，更是這次課改的核心內容，可見科學探究實驗多么重要。新《物理課程標準》給出了科學探究的七個要素：提出問題;猜想和假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與搜集證據;分析與論證;評估;交流與合作[1]。以此為指導思想，初中教材不論是北師版還是新人教版，“摩擦力”一節的最核心內容都是實驗探究“摩擦力的大小與什么因素有關”。教學類型和模式更多樣化，增加了學生的感性認識，體現了科學素養的形成，這些對新課程教學和復習都有指導意義。在新人教版初中物理課本中，摩擦力這節課的教學是以探究實驗：“摩擦力的大小與什么因素有關”為主，而把滾動摩擦和靜摩擦去除，只在閱讀材料“科學世界”中提到滾動摩擦比滑動摩擦小得多，筆者在具體教學過程中發現這使得學生對摩擦力的理解模糊不清，在認知上沒能有清晰的感性認識。經過一段時間的研究和教學實踐，筆者對摩擦力教學進行了一些改動和增加，使學生在摩擦力的學習認識上更直觀易懂。在此，把自己對摩擦力這節課的教學改動和增加寫下，與大家共同探討。

一、讓學生直接感受擦力，并提出摩擦力概念

新課程標準實施后，“科學探究”進入課堂正在改變著學生的學習方式，新課程標準從科學探究本質和素養視角闡述了加強科學探究的意義及培養科學探究意識和能力的內涵，使我們對加強物理探究實驗教學方式有更深刻的理解和明確的方向[2]。摩擦力一節教學可以從學生手掌按在桌面上滑動開始，讓學生感受摩擦力的存在，借此提出摩擦力概念：兩個互相接觸的物體，當它們做相對運動時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫做摩擦力[3]。這樣可以使學生利用身體對摩擦力有所直接感受，加強對摩擦力概念的理解。

二、改進探究實驗，研究影響滑動摩擦力大小的因素

在這個探究實驗中，課本中先進行猜想提出可能因素，主要提出兩點：（1）接觸面所受壓力;（2）接觸面粗糙程度，接著利用下圖實驗驗證猜想：

甲?????????????????????? 乙??????????????????????????? 丙

實驗中采取的辦法是用彈簧測力計水平拉動木塊，使其在長木板上做勻速直線運動，再根據二力平衡知識，可知彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小相等，這樣可直接從彈簧測力計上讀出滑動摩擦力。

（1）甲、乙兩圖所示的實驗說明：接觸面所受壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

（2）甲、丙兩圖所示的實驗說明：接觸面粗糙程度相同時，接觸面所受壓力越大，滑動摩擦力越大。

（3）由實驗可得出的結論是：滑動摩擦力大小與接觸面所受壓力及接觸面粗糙程度有關，接觸面所受壓力越大，滑動摩擦力越大;接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

但在這個實驗中大部分學生完成不好，首先在提出猜想的基礎上，受壓強與受力面積大小有關影響，會認為摩擦力與接觸面積大小有關系，因此在猜想中要加上一點：接觸面積大小，在探究中增加一步，其次在于使木塊在長木板上做勻速直線運動比較難實現，對此筆者做了一些實驗改動，使學生更容易完成這個實驗探究。具體如下：

總結歸納學生的想法，提出影響滑動摩擦力大小的因素猜想：（1）接觸面所受壓力;（2）接觸面粗糙程度;（3）接觸面積大小。

甲?????????????????????? 乙????????????????????? 丙??????????????????????? 丁

再利用上圖裝置進行探究，上圖中的裝置只要拉動木塊下方小車，而且不要求小車做勻速直線運動，克服讓木塊在長木板上做勻速直線運動這個主要難點。

（1）甲、乙兩圖所示的實驗說明：接觸面所受壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

（2）甲、丙兩圖所示的實驗說明：接觸面粗糙程度相同時，接觸面所受壓力越大，滑動摩擦力越大。

（3）甲、丁兩圖所示的實驗說明：接觸面粗糙程度相同，接觸面所受壓力一定時，接觸面積變大，滑動摩擦力不變。

由實驗可得出的結論是：滑動摩擦力大小與接觸面所受壓力及接觸面粗糙程度有關，接觸面所受壓力越大，滑動摩擦力越大;接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。注意：滑動摩擦力大小與接觸面積大小無關。

三、利用實驗克服靜摩擦力學習中的難點，使靜摩擦力易學、易理解

摩擦力是一種復雜的力，在具體問題中表現出“動中有靜，靜中有動”，尤其是靜摩擦力在許多情形下“若有若無，方向不定”，因此對于初學者來說撲朔迷離，不易理解。只有讓學生獲得豐富的感性認識，理解靜摩擦力的本質才可以在以后學習中游刃有余。根據學校、學生和教師的情況，筆者認為靜摩擦力的學習可通過實驗探究進行，當然，因為初中對靜摩擦力的要求不高，不用具體測量，只要有個感性認識就好。

實驗器材：一個圓柱形杯子（沒有把的，塑料的——不易摔壞，大點高點——可以裝多點水），水，一點食用油。

步驟：（1）往杯中加入少量水，用手握住舉起，在空中靜止。（2）往杯中加水至大半杯。（3）往杯子外壁上抹上點食用油，再重新用手握住舉起。

分析現象，得出結論：由步驟（1）可知，杯子在空中靜止，但有向下掉的趨勢，受到兩個力作用，豎直向下的重力與豎直向上的手與杯子之間的靜摩擦力。步驟（1）可得出兩個結論：（1）兩個互相接觸的物體，當它們有做相對運動的趨勢時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動趨勢的力，這就是靜摩擦力。（2）因為杯子靜止，根據二力平衡知識，此時靜摩擦力等于重力。由步驟（2）可知，杯中加了水，增大了重力，要保證杯子還是靜止的，手握杯子的力就要加大。步驟（2）得出兩個結論：（1）杯子仍靜止，根據二力平衡知識，此時靜摩擦力仍等于重力，但此時重力增大了，因此靜摩擦力也增大了。（2）手握杯子的力增大了，就是壓力變大了，接觸面粗糙程度相同時，接觸面所受壓力越大，靜摩擦力越大。由步驟（3）可知，杯子外壁上抹上食用油，使接觸面變光滑了，要讓杯子還能舉起在空中靜止，就要再增大手握杯子的力。步驟（3）得出結論：接觸面越光滑，靜摩擦力越小，反之，接觸面越粗糙，靜摩擦力越大。

通過以上實驗不但對靜摩擦力有了比較感性的認識，還可增強對影響摩擦力大小的兩個因素：（1）接觸面所受壓力;（2）接觸面粗糙程度的認識。

四、舉出貼近生活的例子，體會滾動摩擦力

初中階段，對滾動摩擦的要求是只要知道滾動摩擦力比滑動摩擦小就可，因此，多舉些生活中的例子，讓學生有初步認識就行。例如：現在有種在青少年中流行的暴走鞋，是在鞋后跟裝上一小輪子，當你一只腳翹起前腳掌，只讓后跟著地，另一只腳輕輕向后一蹬，人就飛速向前，而你只要前腳掌一著地，馬上靜止下來，這就可以說明滾動摩擦力比滑動摩擦小。

總之，摩擦力作為初中物理的基礎知識，難度大但是很重要。只有在教學中把握循序漸進的原則，立足基礎，根據學生實際情況采取生動有效的教學手段，在學生獲得充分感性認識和理性認識的基礎上逐步提高學生綜合應用能力和分析處理問題能力，才能在實際問題的解決中取得好的成績。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準.北京：人民教育出版社，2011.

[2]于文高.《在密封金屬容器中的手機一定接收不到電磁波嗎？》.期刊《物理教師》，2007，28（10）.

[3]義務教育課程標準實驗教科書物理九年級.北京：人民教育出版社，2006.3，第3版.