利用斜面模型突破摩擦力教學難點

多吉普珍

摘 要：摩擦力內容較為抽象，學生理解起來比較困難，將斜面模型引入摩擦力教學中，一方面有助于課堂教學的有序開展，另一方面能夠最大程度激發學生學習興趣，促使學生綜合素質全面發展。

關鍵詞：斜面 模型 摩擦力 教學難點 受力分析

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章號：1003-9082（2017）09-0-01

摩擦力是高中物理力學部分的一項重要內容，也是教學難點之一。由于摩擦力內容較為抽象，學生理解起來比較困難，往往成為學生學習物理的“攔路虎”，讓學生產生畏難情緒，進而影響對其他物理知識的學習。為了解決這一教學難點，筆者嘗試將斜面模型引入摩擦力教學中，有效地幫助了學生去深入理解這部分內容，提升了教學效果，大大推動了物理教學的持續深化。

一、斜面在摩擦力教學中的具體應用

1.概念導入

在摩擦力教學中，教師首先應從學生的生活經歷談起，讓學生思考是否有過爬山的經歷，進而引出眾所周知的道理“上山容易下山難”，然后由教師提問：為什么是“上山容易下山難”，按照常理來看不應該是“上山難，下山容易”嗎？通過這一設問來激發學生學習興趣，深入思考摩擦力的相關概念。由于學生在初中階段就曾接觸過這一定義，所以學生對摩擦力內容具有一定的認知水平，但是停留在較為淺顯的層次上，尚未形成完整的概念。由此，教師不應要求學生對其提出的問題做出正確的揭示，只是作為一個導引，引導學生對摩擦力的相關知識進行回顧，為下面的學習做好鋪墊即可。

2.系統學習

在開展摩擦力教學中，不應立即將摩擦教學概念引出，應首先將滑動摩擦力教學概念引出，由于兩者之間存在著必然的聯系，在教學過程中能夠起到較好的作用。如圖1所示，物體從相對靜止狀態到運動過程中，摩擦力由靜摩擦變為最大靜摩擦力，然后形成滑動摩擦力。在理解靜摩擦力時，學生由于自身物理知識底蘊較少，所以在理解過程中存在一定的障礙，此時教師應將斜面模型巧妙運用在摩擦力教學中，將木塊放置于傾斜的斜面上，小木塊有向下滑動的趨勢，以此來形容學生站在斜坡上的感受。這時的斜面模型能夠更有效地幫助學生深入理解斜面摩擦力的大小和角度之間的關系。學生在看到這個現象時，所做出的反應較為強烈。通過這一現象，學生更加迫切地想探索“上山容易下山難”這一問題。

學生存在疑問，教師自然需要講解，帶著學生的困惑，教師首先講解物體在斜面上所受摩擦力的情況。在講解過程中不斷提出一系列問題來引起學生思考，諸如提問學生：“圖1中斜面所受摩擦力方向是什么？”學生回答：“方向向上。”教師就這個問題引出接下來的問題：“為什么會是向上呢？小木塊不是向下滑動嗎？”再次引發學生的深度思考。此時，教師向學生剖析斜面上物體所受的力，明晰物體為什么會出現向下滑動的現象，給予學生一定的交流溝通時間。盡管學生彼此溝通得出的結果不一定正確，但卻是教學中最為看中的，以確保學生能夠持續保持對物理知識學習的興趣。最后，教師對問題進行講解：物體所受重力沿斜面以及垂直于斜面進行正交分解，設定兩個力分別為F1 =GF2=-Gcos。根據三角函數特點，隨著角度的增加，F1增加，F2減小，由此導致斜面受到的壓力減小，最大靜摩擦力同壓力形成正比例關系。所以，物體從靜止開始運動，如圖2。

例如：質量為M的木塊在水平面上保持靜止，質量為m的物體B沿A的斜面保持勻速滑動。如果在物體B上施加垂直斜面向下的力F，斜面仍然保持靜止，假設斜面長度足夠，就此題進行分析。通過對物體B分析，沿著斜面方向，能夠判定B對斜面產生的壓力和摩擦力大小，施加力F后斜面會受到物體反作用力增加，物體重力沿斜面方向分力等于摩擦力。如果原來的斜面摩擦力和壓力均朝下，那么盡管這兩個力都會增加，但是兩者的合力依然是朝下的，所以斜面在水平方向受到合力為零，斜面同地面之間的靜摩擦力同樣為零，所以就此可以判定：如果物體B在斜面上運動停止，水平面對A的靜摩擦力方向向左，力的大小為零。如圖3。

二、摩擦力教學實例探索

例題如果在粗糙的平面上放置一塊三角形木塊a，處于相對靜止狀態，在木塊a上的物體b處于相對靜止，那么地面是否對斜面產生摩擦力？如圖4。

就例子中所述，如果將ab看作一個整體部分，就例題中的分析一樣，a、b物體受到了豎直向下的重力和豎直向上的支持力，二物體水平方向分力為零，所以地面對斜面摩擦力大小為零。

通過對摩擦力教學的實際探索，以激發學生探索興趣以及互動交流為主，加之教師的知識講解為主的教學方式，相較于傳統單純物理知識內容講解的方式，能夠更有效地鞏固學生所學知識，而不是被動式、機械的知識存儲。

綜上所述，摩擦力教學內容是物理課堂教學中不可或缺的組成部分，同時也是一個教學難點，提出學生生活中的摩擦力事例，來吸引學生興趣，并將斜面模型巧妙應用到摩擦力教學中，能夠客觀展現物體在斜面上的運動情況（傾斜角度越大，滑動速度越快），以實現教學目標。此類對摩擦力教學方式的創新，一方面有助于課堂教學的有序開展，另一方面能夠最大程度激發學生學習興趣，促使學生綜合素質全面發展。

參考文獻

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