基于實踐的高中物理摩擦力教學研究

陳文斌

摘 要：物理是一門實用學科，在生活中處處有體現(xiàn)。教師要將課堂知識與生活常識相結(jié)合，以培養(yǎng)學生的物理思維，使學生鞏固相關(guān)物理知識。文章以高中物理課本中的摩擦力教學為例，對生活中的摩擦力進行分析，并從實踐的角度提出摩擦力教學的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：高中物理;摩擦力;實踐;教學

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2021）01-0118-02

物理是一門實用學科，在生活中處處有所體現(xiàn)。因此學生在學習過程中，不能只注重課本知識，而輕視生活中的物理知識，要將課堂知識與生活常識相結(jié)合，這對于學生培養(yǎng)物理思維、鞏固相關(guān)物理知識有很大的益處。本文以高中物理課本中的摩擦力教學為出發(fā)點，對生活中的摩擦力進行分析，期望能夠有助于學生對高中物理知識的理解和學習。

一、 摩擦力概述

在物理學中阻礙物體產(chǎn)生相對運動的力或者在相對的運動趨勢下產(chǎn)生的力都叫作摩擦力。根據(jù)物理學特性可以將其分為靜摩擦力和動摩擦力。靜摩擦力是在兩個物體相互不斷的接觸下、擠壓下還可以一直保持相對靜止而產(chǎn)生的力。動摩擦力是指在兩個物體之間產(chǎn)生相對運動時所形成的力。產(chǎn)生摩擦力的條件包括物體間直接接觸，接觸面粗糙，接觸面間有彈力存在，物體間有相對運動或相對運動趨勢。這四個條件緊密相連，缺一不可。顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的，則肯定不存在摩擦力。

二、摩擦力的力學分析

（1）靜態(tài)的力學分析。靜摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動的趨勢方向相反，靜止的物體受到的摩擦力取決于物體之間是否存在彈力和物體之間是否具有相對運動的趨勢。靜摩擦力的大小跟物體受到的外力和物體運動狀態(tài)有關(guān)，在計算靜摩擦力的大小時可以利用平衡條件或者牛頓定律求解。比如，在兩個水平放置的方塊中間連著一根彈簧，有人在一邊輕輕拉動其中的一個方塊，另一個方塊產(chǎn)生的力的大小如何？根據(jù)二力平衡的原理，當我們使用的力小于彈簧產(chǎn)生的作用力時，在保證作用方向相同的情況下，另一方塊所受到的力等于這兩個力之和。當此力大于彈簧的作用力，同時這兩個方塊依然靜止，那么這兩個力的作用方向是相反的，則另一方塊所受到的摩擦力是兩個力的差。

（2）動態(tài)的力學分析。當兩物體處于非平衡狀態(tài)時，其摩擦力的大小與物體的運動狀態(tài)有關(guān)，其方向判斷與前面相同。在高中物理教材中，學生在學習摩擦力時，斜面是物體受力最好的場景。物體在斜面上滾動時，從頂端向下滾落，逐漸滑落到斜面底端。整個過程存在著很奇妙的物理現(xiàn)象，它產(chǎn)生的摩擦力是由物體的質(zhì)量、斜面的粗糙程度以及角度共同決定的。

三、 摩擦力在生活中的應用

力與人們的日常生活息息相關(guān)，它無時無刻不在影響著人們的生活。比如當人們手握一個玻璃杯時，如果杯子自由向下滑落，就要牢牢抓緊它，增大握力防止它掉下去，增大握力就是在增大手與杯子之間的摩擦力。

對于摩擦力的應用，人們早已積累了大量的生活經(jīng)驗，積累了很多的小竅門，從而更加便利地進行生活。比如，在下雪之后，路面更容易讓人滑倒，這樣不僅增加安全隱患，還不方便出行。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是冰雪路面較為光滑，導致摩擦力減小。這時，人們就要鏟雪鏟冰或者倒一些爐灰渣來增大摩擦力，防止摔倒。人們還可以在冰面上鋪設一些稻草，或者穿防滑鞋來讓自己行走得更加穩(wěn)定。只有增加了摩擦力，人們走在路上才會更加安全。再比如，人們在乘坐地鐵時，安檢需要用到傳送帶，它將人們的物品從這一頭傳遞到另一頭。由于傳送帶一直處在工作的狀態(tài)，就會讓上面的東西從靜止的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到運動的狀態(tài)。假設這段距離足夠長，這就可以使物品最終的距離與傳送帶最終的距離用同樣的速度來保持相對靜止的狀態(tài)，再加上物體受力的作用，就會導致產(chǎn)生的摩擦力消失。另外，圓形物體在運動的過程中也與摩擦力有關(guān)。在力的作用下，汽車剎車時，車輪和地面產(chǎn)生的滑動趨勢就是靜摩擦力，是幫助汽車在剎車時更快停止的力，可以減少交通事故的發(fā)生。

四、基于實踐的摩擦力教學策略

1.通過課外實驗來鍛煉學生的動手操作能力

動手能力是學生學習物理的重要基礎，也是自身素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。在人教版高中物理教材中，除了演示實驗和分組實驗之外，教師還可以根據(jù)摩擦力原理，設置一些較為特別的摩擦力課外實驗，幫助學生提升興趣，擴展視野。教師要合理安排實驗順序，讓學生在課外實驗過程中鍛煉動手能力，讓每個學生都可以參與到實驗操作環(huán)節(jié)，并在實驗結(jié)束后上交自己的實驗報告。對那些有難度的摩擦力實驗，教師應該給予及時提示，幫助學生掌握實驗技巧，這樣可以加深學生對物理知識的印象。一些有趣的摩擦力實驗可以不斷地提升學生物理學習興趣，深化學生對物理概念和知識規(guī)律的認識，提升他們的動手操作能力。

2.積極進行社會實踐，培養(yǎng)學生的綜合能力

學校是學生學習和生活的主要場所，但是學校也是一個較為封閉的場所。學生必須不斷強化自身的社會屬性，以適應未來社會對人才的需求。因此，教師應該積極鼓勵學生到社會中去參加實踐活動，利用一些時間組織學生為社會做有益的事，同時讓學生更好地學習知識。在開展社會活動之前，應該確立主題，以便開展社會調(diào)查。比如在道路上，部分車輛都會出現(xiàn)超速行駛導致的剎車不及時現(xiàn)象，從而發(fā)生交通事故。針對這種現(xiàn)象，教師可以指導學生進行有關(guān)摩擦力的分析，以減少城市交通事故為主題進行探究。這不僅可以讓學生受到交通安全教育，還可以結(jié)合不同的學科知識進行調(diào)查和訪問，豐富自身的知識儲備。在調(diào)查研究的基礎上，學生可以從摩擦力的角度進行設計，從路面設計和輪胎設計等方面提出有創(chuàng)意的構(gòu)想，更好地服務交通，保證車輛的行駛安全。

3.內(nèi)化知識，嘗試寫有關(guān)物理的論文

在學習物理知識時，教師可以讓學生積極寫一些科技小論文，幫助學生更好地學習物理知識，及時表達他們在學習物理知識過程中的感受，將物理知識運用到生活中的感受。教師可以挑出一些優(yōu)秀的論文進行展示，讓學生發(fā)表自己的意見與建議，雖然這些文章內(nèi)容可能略顯稚嫩，但它們是學生的智慧結(jié)晶。比如，摩擦力的范文展示再加上適當?shù)墓膭羁梢愿玫丶顚W生學習相關(guān)物理知識，引導他們對摩擦力知識進行深入探究，并積極進行實踐。在實踐過程中，學生會發(fā)現(xiàn)新的問題，并對新問題進行梳理和鉆研，最后再通過寫論文的形式展示自己的奇思妙想，從而寫出更多具有價值、值得深思、有深度的文章。這樣就形成了一個良性的循環(huán)，給學生探究物理知識提供了新的平臺。

4.適當開展物理科技活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

教師在日常教授關(guān)于摩擦力的知識時，可以適當擴展學生的知識面，引導他們充分掌握摩擦力的原理。學習的目的在于學以致用，這也是教育教學的重要目標。教師可以適當開展物理科技活動，引導學生完成一些關(guān)于摩擦力的科技小制作。學生在制作過程中，要盡量減小摩擦系數(shù)，從而減小摩擦力，減少損耗。這樣既可以增加學生的學習興趣，又能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

綜上所述，摩擦力在日常生活中隨處可見，如果沒有摩擦力，人們的生活就無法進行下去，連穿鞋這樣的動作都難以完成，帽子也會從頭上掉落下來。在摩擦力物理教學中，教師要重視實踐，讓學生在課外實驗中、在社會實踐中、在論文寫作中、在科技活動中，學習物理知識，提高動手能力。

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