中學物理課堂靜摩擦力教學探究

曹善炳

[摘? ?要]對中學生而言，物理是當前各種考試中的重要科目之一，學好物理對學生取得良好的考試成績至關重要，對學生理性思維方式和立體思維模式的構建也具有重要作用。因此，無論學生還是教師都應當加強對物理科目的重視程度，努力取得令人滿意的成績。對物理學習而言，課堂學習是其中的重要部分，物理學習的大部分知識都是通過課堂學習實現的，課堂學習也為學生自主學習提供了基礎和內容，因此，在當前的新課程背景下，教育工作者應格外注重對于物理課堂的教學研究，深化學生對已學知識的認知，不斷鞏固提升物理綜合素質，對取得理想成績、促進個體未來全面發(fā)展起到積極作用。

[關鍵詞]中學;物理課堂;靜摩擦力;教學探究

[中圖分類號]? ?G633.7? ? ? ?[文獻標識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058（2020）33-0053-02

作為中學物理學習的重要內容之一，力學是學習其他物理知識的基礎，學生良好掌握力學相關知識內容和分析方法，不僅能提高學習效率，更能幫助他們學習其他科目，有利于他們構建真實高效的物理思維框架，靈活運用物理思維方法，從而對物理學科的整體學習有所裨益。靜摩擦力的學習一直是力學學習中的重點和難點，更是學生考試過程中的易失分點。想要提高學生物理成績，培養(yǎng)學生良好的物理思維，應當著重補全短板和基礎內容。因此，教育工作者在實踐教學，尤其是力學相關內容的知識教授中，應當重視對靜摩擦力的知識講授，讓學生打好學習力學的基礎，真正理解和掌握相關知識內容。筆者將對中學物理課堂靜摩擦力的教學探究進行簡要論述。

一、學習靜摩擦力的重要作用

在中學物理教學中，力學具有十分重要的地位，不僅是教學的重點和難點，更是學生日后學習物理的基礎。最新的普通高中物理課程標準中，與靜摩擦力有關的內容是要求學生通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動摩擦因數計算摩擦力，并且對學生了解和觀察實際生活中的靜摩擦力提出建議。最新的課程標準，對教師的教學工作提出了新規(guī)范、新要求，教師應當在教學過程中，在立足課本內容的基礎上向學生傳授專業(yè)知識，通過實際生活中與靜摩擦力相結合的實例，引導學生積極思考、主動學習，從實踐中認識靜摩擦力，并以此為基礎，自主歸納靜摩擦力的規(guī)律。這種教師教授與學生自主探究的學習過程，一方面，將學生的被動學習化為主動學習，另一方面，也凸顯了物理學習與實際生活的結合，使靜摩擦力的學習不再是遠離實際應用的空中樓閣，而化為學生切身可感的真實部分，有利于學生更好地牢固掌握知識，也有利于激發(fā)學生的學習興趣。

二、靜摩擦力教學策略及應用

靜摩擦力是兩個物體在相互接觸的條件下，相對靜止，但其接觸面上有相對運動的趨勢，有物體相互作用、阻礙滑動的力。靜摩擦力可能是阻力，也可能是動力。通過概念的定義，我們不難發(fā)現，靜摩擦力的存在條件和方式較為復雜，因此造成靜摩擦力的存在與否和方向判斷是很多學生學習物理的難點。靜摩擦力的存在離不開四個構成要素：即施力物體、受力物體、相互接觸、相對運動趨勢。我們可以根據這四個方面，運用“四步法”來解決靜摩擦力的相關問題。四步法包括：確定靜摩擦力施力物體，找到靜摩擦力受力物體，確定物體的相對運動方向或者相對運動趨勢的方向，根據靜摩擦力阻礙物體相對運動或相對運動趨勢來判斷物體所受靜摩擦力的方向。

就靜摩擦力是否存在的判斷，常采用假設法，即首先假設靜摩擦力不存在，對物體進行受力分析。如果物體能達到受力平衡或者符合題目要求的運動狀態(tài)，即不存在靜摩擦力。相反，當除去靜摩擦力的作用時，物體不能達到平衡狀態(tài)，即物體在受到其他力作用的同時還受到靜摩擦力的作用，就靜摩擦力的方向判斷，提出如下幾種方法供參考。

1.利用平衡關系，判斷靜摩擦力方向

根據牛頓運動定律，靜止和做勻速直線運動的物體都受力平衡，因此可以根據物體受力平衡的條件來判斷靜摩擦力存在與否以及靜摩擦力的方向。例如，教師可以將小木塊放置在粗糙的斜面上，觀察木塊不滑落，由此可知靜摩擦力的作用方向。教師引導學生對斜面上的物塊進行受力分析，即可判定出物塊所受靜摩擦力的方向。由此延展，學生還可以對斜面進行受力分析，明確斜面所受靜摩擦力的方向。

2.靈活運用牛頓第二定律，判斷靜摩擦力方向

實際情況中，物體并非都符合平衡條件，當物體在外力作用下做變速運動時，可用牛頓第二定律幫助判斷靜摩擦力的方向。例如，當物塊在圓盤上，隨圓盤做勻速轉動時，物塊所受靜摩擦力提供其轉動的向心力。這即是根據物體運動狀態(tài)來判斷物體所受靜摩擦力的方向。

三、根據相對運動趨勢，判斷摩擦力方向

靜摩擦力的存在作用是阻礙物體的相對運動，因此，可以根據物體相對運動趨勢的方向來判斷靜摩擦力的方向。以粗糙斜面上的靜止物塊為例，物體具有沿斜面下滑的趨勢，而實際上，物體并未下滑，這是靜摩擦力的作用。由此，可以判定靜摩擦力的方向沿斜面向上，阻礙物體向下滑動。

另外，在實踐教學中，還應當積極將實驗與理論相結合。下面分兩方面進行教學實踐創(chuàng)新。

1.充分發(fā)揮實驗的作用，鼓勵學生親自動手

科學的本身在于實驗，物理學科的學習也不例外，因此，對于物理學科任何內容的學習，都應當重視實驗的作用。在教授課本知識前，教師應當利用教具，根據課本內容進行實驗演示，以此幫助學生認識和理解相關概念。通過對學生的調查，我們發(fā)現，很多學生在學習靜摩擦力之前，都會主觀地認為，靜止的物體產生的摩擦力就是靜摩擦力。這其實是主觀上先入為主的錯誤認知，因此，教師在授課之前，首先應當通過實驗，幫助學生明確概念，什么是靜摩擦力。具體而言，教師可以準備如下的實驗：將預先準備好的一個較大的軟刷放置在展示臺上，教師一只手用力，將毛刷刷面向下，向任意方向推移，學生可以觀察到，刷毛向作用力的相反方向移動，這在一定程度上也幫助學生判斷了靜摩擦力的方向。

2.重視課本作用，明確建立概念

作為力學學習甚至是物理學習的重點和難點之一，大多數學生學習靜摩擦力的難點在于不能明確靜摩擦力是否存在，以及存在的靜摩擦力方向的判定。因此，教師在授課過程中，應著重講這兩方面問題如何解決。這兩方面問題的解決，歸根結底離不開靜摩擦力概念的明確。要想產生靜摩擦力，其條件是兩物體相互接觸，相互接觸的兩個物體間有相對運動趨勢，兩方面條件缺一不可。兩物體相互接觸的判斷相對容易，與之相比，兩物體相對運動趨勢的判定又是判定靜摩擦力的難點。對此，我們的常規(guī)處理方式是，首先假設接觸面絕對光滑，在此前提下，判定物體是否會發(fā)生相對運動。如果會發(fā)生相對運動，由于現實中并不存在絕對光滑的物體，因此，兩物體間存在靜摩擦力，反之，兩物體間不存在靜摩擦力。這樣的判定方法是理想模型法在物理學中的應用，一方面簡單易行，學生容易理解，另一方面真實高效，為學生判斷靜摩擦力是否存在提供可信的判定依據。

此外，靜摩擦力的學習只是力學的冰山一角，而且，靜摩擦力在考試中的出題方式常常與物體的綜合受力分析相結合。這就要求教師在講授靜摩擦力知識的后期，利用真題，一方面幫助學生回顧之前學過的力學相關知識，另一方面培養(yǎng)學生力學方面的綜合分析能力。通過前后知識的聯系與鞏固，學生不僅加強了知識的貫通和融匯能力，有利于對知識的全面掌握，而且獲得綜合分析能力的提高，這不僅對解答考試中的綜合性大題有所幫助，更對學生力學分析能力的培養(yǎng)和物理思維模型的構建大有裨益。因此，教師在教學過程中，要以課本為基礎、以真題為依托，全面拓展教學內容，幫助學生獲得解題能力和物理思維的全面提升。

總之，激發(fā)學生的探究興趣，鼓勵學生親歷探究過程，運用科學探究的結論，解決生活中的實際問題; 促進學生進行課外探究，運用這一系列教學過程來提高物理課堂的教學效率，對培養(yǎng)學生的物理思維效果顯著。然而，實現這一點，就需要教師在知識結構上不斷更新，在教育理念上不斷提升，更需要教師堅持不懈地進行研究和實踐積累。教師還應該注意，在中學物理課堂中，要重視學生主觀能動性的發(fā)揮。另外，根據教學內容側重方面的不同，學生也要注重學習方式的多樣性。教師在教學中要根據教學目標和內容采用不同的方式與策略，讓學生將課堂的學習與其他的學習充分結合起來，以獲得最佳的學習效果，使學生的科學素養(yǎng)不斷得到提高。

（責任編輯? ? 黃諾依）