《摩擦力》難點的實驗突破

八年級物理《摩擦力》一節是學生難于理解和掌握的內容之一。究其原因，主要有以下幾點：

1.學生先前形成的一些片面甚至是錯誤的生活經驗，對他們學習本節知識產生了一定的負面影響。比如，許多同學根據某些片面的生活體驗認為摩擦力一定是阻力，摩擦力的方向一定與物體運動方向或拉力方向相反等。

2.一部分知識要求學生不僅要有比較豐富的生活經驗，而且要有較高的思維層次，如滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反等。而作為一名普通的中學生，通常是很難達到這一要求的。

3.教材上的演示實驗雖然揭示了影響滑動摩擦力大小的兩個因素，但針對性不強，不容易使學生深刻地理解其物理本質。

4.對于本節的幾個關鍵性結論，教材與教參上都沒有相應的實驗，只有幾點簡單的文字介紹，這也使學生在學習、理解和掌握這些理論時感到十分枯燥和抽象，造成了學生在學習上的困難。

根據學生的實際情況，我在教材原有實驗的基礎上，新增加了一組隨堂小實驗，使學生在感到困惑的地方，能夠用實驗看清問題實質，以降低學生學習和理解該節知識的難度。

難點一：壓力是否與重力有關

學生常常把壓力與重力混為一談，把摩擦力與壓力的關系錯誤地理解成摩擦力與重力的關系。而教材上用改變重力大小來改變壓力的方法，又使部分學生對于這一問題的認識更加模糊。因此，我設計了下面的實驗來幫助學生正確理解這一知識點。

實驗方法：如圖1所示，在兩個支撐物A、B的上方放一塊彈性演示板，當中間不放重物時，可以看到彈性演示板平直無彎曲。當用手在彈性演示板的中間用力下壓時，可以看到彈性演示板的中部明顯向下彎曲。這可以形象地說明壓在木板上的力是壓力。然后在彈性演示板的中間放一重物，可以得到同樣的效果。所以，壓力與重力在本質上是不同的。

為了使學生的印象更加深刻，還可以進一步啟發學生：壓力一定由重力產生嗎？

學生很容易回答出正確答案。為了強化學生對壓力的感性認識，還可以做以下的兩個小實驗：

a.在實驗中不換重物的情況下，壓或提重物，可以看到彈性演示板的彎曲程度明顯改變。

再次提出問題：既然壓力不單是由重力產生的，那么壓力的大小和重力的大小有關系嗎？

b.將兩個支撐物放在豎直的墻上，在支撐物的中間同樣放上彈性演示板，也可以看到演示板發生形變，此時再問學生上述問題。

這樣，學生自然就會得出壓力和重力無關的結論。

圖1

圖2

然后教師再總結：壓力是一種效果力，而重力是一種性質力，他們之間并沒有本質的聯系，所以壓力可以由重力產生，也可以由其他力產生。這樣學生就不會將它們混在一起了。

難點二：滑動摩擦力大小與壓力大小有關

教材上演示滑動摩擦力大小與壓力大小有關的實驗中，是用增加木塊個數（改變重力大小）的方法來實現壓力大小的改變，很容易使學生產生誤解：當重力改變時，滑動摩擦力也隨之改變。因此，一般學生都會根據實驗結果回答：滑動摩擦力與重力有關。這時教師可以在此基礎上反問：真的是與重力有關嗎？請繼續進行以下的實驗：在不改變木塊重力的前提下，提或壓木塊，觀察彈簧測力計的示數。此時再提出問題：滑動摩擦力的大小是與重力的大小有關嗎？學生有了前面的實驗基礎，經過認真分析就能得出正確結論：滑動摩擦力大小與壓力大小有關。

難點三：滑動摩擦力方向與拉力方向的關系

讓學生課前準備一個較大的毛刷，如圖2A所示，學生可以清楚地看到刷須彎曲的方向代表滑動摩擦力的方向，與拉力方向相反。

教師問：如果我們沿斜面拉著毛刷前進，情況會如何？學生重新做實驗，如圖2B所示，學生一定會為自己的猜測與實驗結論一致而高興。

教師又問：如果一位同學的力氣很小，雖然是沿斜面向上拉，但力不從心，結果毛刷拉著他向下滑動，那么滑動摩擦力的方向如何呢？學生又做實驗，如圖2C。實驗結果將使學生議論紛紛，接著教師引導學生聯系實際，舉出生活中類似的事例，從而使學生從心里排除“滑動摩擦力的方向與拉力方向相反”這一錯誤結論。此時，很多學生會興趣濃郁地反問老師：那滑動摩擦力的方向究竟與什么因素有關呢？

難點四：滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反

如圖3所示，教師用力推著實驗刷在運動板上以速度v1勻速向右前進，請一位同學用力將運動板沿著實驗刷的運動方向分別以不同的速度v2（v2＜v1、v2＝v1、v2＞v1）分三次抽出，學生可以清楚地看見在抽出運動板的過程中，當v2＜v1時，刷須彎曲的方向與運動方向相反（與相對運動方向相反）；當v2＞v1時，刷須彎曲的方向與運動方向相同（與相對運動方向相反）；當v2＝v1時，刷須方向豎直（無相對運動），表明此時無滑動摩擦力。雖然在三次實驗中，實驗刷和運動板的運動方向相同，但經過認真分析，不難發現其共性，即滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。

圖3