实验演示静摩擦力到滑动摩擦力的变化

来源 :中学物理·高中 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmj1103
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  1静摩擦力与滑动摩擦力
  静摩擦力是两个相互接触的物体,当其接触表面之间有相对滑动的趋势,但尚保持相对静止时,彼此作用着阻碍相对滑动的力;静摩擦力与一般约束反力不同,它并不随外力的增大而无限制地增大,当外力的大小达到一定数值时,物体处于将要滑动,但又未开始滑动的临界状态,此时,只要外力再大一点,物体就开始滑动,当物体处于临界状态时,静摩擦力达到最大值,即为最大静摩擦力;且最大静摩擦力大于滑动摩擦力.而滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面上相对滑动时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力;滑动摩擦力的大小跟正压力成正比,即f=μN;μ为动摩擦因数:与接触面的材料、粗糙程度有关;即滑动摩擦力与接触面的粗糙程度及接触面间的弹力有关.当μ和N不变时,滑动摩擦力的大小就不变.
  2教材分析
  摩擦力是力学中的三大性质力之一,正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用.在摩擦力这节课中,要求会计算滑动摩擦力的大小和判断其方向,以及静摩擦力的大小和方向的判断.教师在教学过程中要将学生在初中所学过的相关概念与本节内容相结合,与生活中的实例相结合,逐步引导、循循善诱,对两种摩擦力的大小和方向判定有个清晰的认识.在探究过程中要充分利用初中二力平衡的知识,在物体从静止到运动的过程中认识静摩擦力和滑动摩擦力大小变化情况,使学生的认识从感性到理性发生质的变化.
  3传统实验的弊端
  人教版高中物理教材(必修一)第三章第三节摩擦力(第57-58页)演示实验:用弹簧测力计水平拉长木板上的木块来演示静摩擦力的大小随外力的增大而增大,并达到最大静摩擦力时开始滑动,并且最大静摩擦力比滑动摩擦力大.具体演示图1.
  把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,在拉力F增大到一定值之前,木块不会运动.
  在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标志(图1).继续用力,当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小.
  在进行演示实验过程中有以下几点不足:
  (1)本实验是演示实验,可观性不够,在讲台上演示只有前面少数的同学能观察到这现象,导致学生参与度不高;
  (2)学生对纸团与测力计指针分离,认为是纸团由于具有惯性而向前冲造成的;
  (3)用手拉弹簧测力计力的大小不易控制;
  (4)力的大小没有直观的大小显示.
  4实验改进
  实验器材:拉力传感器,带屏幕的滑块,重物,激光笔,细线,水桶.
  实验原理:如图2:实验台上采用光滑(动摩擦因数很小)的长木板,研究滑块与木块之间的静摩擦力到滑动摩擦力的变化.往水桶里缓慢注水,逐渐增大对滑块的拉力,由于滑块在水平方向受木块对它的静摩擦力及光滑长木板的静摩擦力和细线的拉力静止,即增大滑块对木板的静摩擦力;而木块在水平方向依据二力平衡,滑块对木块的摩擦力与和传感器相连的细线拉力相等,并通过传感器很直观的显示其大小出来.同时将激光器和传感器的显示屏固定在木块上,调节好激光器的亮斑刚好不出现在屏幕上,当滑块和木块刚出现相对滑动时,激光器的亮斑刚好出现在屏幕上,正好显示此时为静摩擦力到滑动摩擦力变化,可同时观看到变化前后大小.让学生很直观地观察到静摩擦力时随约束力的增大而增大,到最大值时开始相对滑动,变成滑动摩擦力保持不变的过程.
  5改进后的优点
  (1)引入激光器,能更好地确定临界点.因为两物体间将要相对滑动的临界点比较难以把握,也不直观,也就是说物体受到的最大静摩擦力到滑动摩擦力的转变的瞬间是很难把握的,所以用激光器固定在被测物体上,激光照射在与被拉物体连在一起的屏幕上,激光首先照射在屏幕的边缘,当两物体发生相对滑动时,激光会照射在屏幕上,通过观察激光在屏幕上由无到有来把握两物体间的相对滑动的临界点;并通过连在一起的传感器显示屏很直观地观察到,相对静止时静摩擦力随外力的增大而增大,增大到最大静摩擦力这临界值就相对滑动,变成滑动摩擦力,由于接触面上μ和N不变,滑动摩擦力的大小就不变,其传感器显示的示数不变.同时能给学生一个直观的印象:最大静摩擦力大于滑动摩擦力
  (2)激发学生学习热情.由于使用了激光器和传感器,演示效果明显,学生热情高涨,参与度高.
  (3)更精确地确定摩擦力值.由于人用手去拉滑块时的力的大小不易控制,通过小水桶用细线连接滑块,缓慢往水桶里注水,可连续增大对滑块的拉力,显示连续的摩擦力值.
其他文献
有效的课堂应该是创新、生成的课堂,那么对于高中物理教学而言,课堂生长点在哪里呢?本文就该话题谈几点笔者的看法,望能有助于教学实践.  1 生长点1:生活化  著名教育家陶行知先生说:“教育只有通过生活才能产生作用并真正成教育”.物理知识来源于生活最终要服务于生活.新的物理课程标准也指出:“学生能认识到物理存在于现实生活中并被广泛应用于现实世界,才能切实体会到物理的应用价值”.  在高中物理教学中,
期刊
现在的多媒体技术,实际上是以多媒体计算机来体现的,微机系统能直观地展现数字、图片等,提供具体直观的形象给学生,以此调动学生的多种感官,特别是屏幕上的彩色画面,能把学生的审美体验推向高潮,从而产生无限的学习动力和热情。物理教学采用多媒体后,由于其声音和图像并茂的特色,刺激不单一,使得由刺激内容引起的有意识心理活动始终处于优势兴奋状态,巧妙运用多媒体技术打造“生鲜”物理教学,让物理教学充满了魅力。  
期刊
一篇文章,不管有多少段,其结构不外乎由引言(introduction)、正文(body)和结尾(conclusion)三大部分组成.rn一、引言的写法rn1.主题句法:开门见山,直接点出主题或亮出作者对
现代科学任何分支的发展和成熟,概念体系的建立起到了关键作用;掌握任何一门学科的核心内容,掌握其核心概念也是关键.高中物理教学中有经验的物理教师最关注是物理核心概念的教学,相当多的学生进入高中物理学习感到困难的原因也是核心概念的学习不理想.如何有效解决这一问题,做法值得讲究,笔者认为至少可以通过下列途径,多管齐下解决这一高中物理教学的瓶颈.  1 以趣味性创新小实验构建概念探究的情景  生活中时时刻
期刊
假如能够做到永不妥协,那自然很好。但是生活告诉我们:永不妥协是不可能的。看一看这个世界,就知道生活中处处都有妥协。树要向阳光妥协。在无任何外力影响时,树总是向着阳光
教育是在一定社会条件下促进个体社会化和社会个性化的实践活动,其根本目的是促进人类的延续、发展。受教育者能够使自己在受教育的过程中变得更加智慧,掌握技能,提高认知,更加适应社会发展的需要。然而,经过多年教育改革,我们不可否认,在今天乃至今后相当长时间,应试教育仍然是学校教育教学工作中的主要任务。因此,在学生的能力培养中,很大程度是对学生应试能力的培养。  学生在初中物理学习过程中,每节课都会出现相对
期刊
传统的物理实验教学,一般都是由上课教师介绍实验所用的仪器,如何使用,注意事项,个别仪器只能眼观、不能手动,就是可以摆弄的仪器,也得严格要求学生按照实验步骤来完成,总是怕弄坏了仪器,学生失去自主观察和动手学习的兴趣.物理教学也只是到初三、高三才注重中考、高考前的实验理论总复习,注重实验内容的提高和拓展,对于实验仪器的使用,往往是纸上谈兵.忽视物理教学阶段中实验仪器的使用教学,这不利于培养学生良好的实
期刊
关于“浮力”章节中的液面变化问题,许多学生在解题过程中普遍感觉较难,究其原因是没有掌握正确的解题方法。液面变化问题归根结底取决于V排的变化(若有学生不理解,可现场演示或通过乌鸦喝水故事帮助理解):若V排变大,则液面上升;若V排变小,则液面下降;若V排不变,则液面不变。如浮在水面的浮冰熔化后液面的变化就是比较冰熔化前排开水的体积与冰熔化成水后的“水”排开水的体积之间的关系。它的主要题型有:状态变化型
期刊
物理实验是在人为控制条件下,有目的、有计划的利用实验仪器、设备、排除次要因素干扰,使物理现象反复出现,从而在误差范围内获取大量资料的一种科学研究方法.而物理理论的发展和物理实验本身就是相辅相成、紧密联系的,这也就决定了物理教学和物理实验的关系是密不可分的.  1物理实验在物理教学中的作用  1.1培养兴趣,激发求知欲  兴趣和求知欲是学生学习的内在动力,只有学生有内在的需求,才能从自身出发更有效的
期刊
【课题解读】  师:同学们,今天我们复习的课题是《工业革命影响下中国社会的变化》,时间范围为19世纪40年代至19世纪60年代。根据时间范围,我们可以推断出这一工业革命指的是哪一次工业革命?  生:第一次。  师:是的,这一课题的中心词是什么?  生:变化。  师:正确。那么,在第一次工业革命影响下,中国社会是从什么时候开始发生变化的呢?  生:鸦片战争之后。  师:为了全面感受鸦片战争前后中国社