关于初中“摩擦力”的教学研究

陈长忠

摘    要： 摩擦力是初中物理的基础内容，也是难点内容。本文从新课程改革对摩擦力教学的新理念入手，探讨摩擦力新课教学中学生在学习上的困难及提出改进建议，旨在使学生学习摩擦力知识时更易理解、更好掌握。

关键词： 摩擦力    教学改动    教学增加

摩擦力是相互接触的物体做相对运动或者有相对运动趋势时，产生的阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力。它分为静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力，初中阶段主要讨论和研究前面两种。摩擦力是初中物理的重点内容，也是难点内容。对于如何利用实验探究摩擦力的大小与什么因素有关，一直都是学生感到头疼的问题。笔者试图从摩擦力的实验探究入手，谈谈对摩擦力新课教学的看法。

20世纪90年代以来，我国初中物理教学改革实践不断发展。如何在物理教学中培养学生的物理能力，一直是物理教育者探索的问题。新《物理课程标准》提出不同的全新物理能力要求，强调科学方法和科学态度学习。科学探究不仅是教学方式，而且是教学内容，更是这次课改的核心内容，可见科学探究实验多么重要。新《物理课程标准》给出了科学探究的七个要素：提出问题;猜想和假设;制订计划与设计实验;进行实验与搜集证据;分析与论证;评估;交流与合作[1]。以此为指导思想，初中教材不论是北师版还是新人教版，“摩擦力”一节的最核心内容都是实验探究“摩擦力的大小与什么因素有关”。教学类型和模式更多样化，增加了学生的感性认识，体现了科学素养的形成，这些对新课程教学和复习都有指导意义。在新人教版初中物理课本中，摩擦力这节课的教学是以探究实验：“摩擦力的大小与什么因素有关”为主，而把滚动摩擦和静摩擦去除，只在阅读材料“科学世界”中提到滚动摩擦比滑动摩擦小得多，笔者在具体教学过程中发现这使得学生对摩擦力的理解模糊不清，在认知上没能有清晰的感性认识。经过一段时间的研究和教学实践，笔者对摩擦力教学进行了一些改动和增加，使学生在摩擦力的学习认识上更直观易懂。在此，把自己对摩擦力这节课的教学改动和增加写下，与大家共同探讨。

一、让学生直接感受擦力，并提出摩擦力概念

新课程标准实施后，“科学探究”进入课堂正在改变着学生的学习方式，新课程标准从科学探究本质和素养视角阐述了加强科学探究的意义及培养科学探究意识和能力的内涵，使我们对加强物理探究实验教学方式有更深刻的理解和明确的方向[2]。摩擦力一节教学可以从学生手掌按在桌面上滑动开始，让学生感受摩擦力的存在，借此提出摩擦力概念：两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力[3]。这样可以使学生利用身体对摩擦力有所直接感受，加强对摩擦力概念的理解。

二、改进探究实验，研究影响滑动摩擦力大小的因素

在这个探究实验中，课本中先进行猜想提出可能因素，主要提出两点：（1）接触面所受压力;（2）接触面粗糙程度，接着利用下图实验验证猜想：

甲                       乙                            丙

实验中采取的办法是用弹簧测力计水平拉动木块，使其在长木板上做匀速直线运动，再根据二力平衡知识，可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等，这样可直接从弹簧测力计上读出滑动摩擦力。

（1）甲、乙两图所示的实验说明：接触面所受压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（2）甲、丙两图所示的实验说明：接触面粗糙程度相同时，接触面所受压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）由实验可得出的结论是：滑动摩擦力大小与接触面所受压力及接触面粗糙程度有关，接触面所受压力越大，滑动摩擦力越大;接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

但在这个实验中大部分学生完成不好，首先在提出猜想的基础上，受压强与受力面积大小有关影响，会认为摩擦力与接触面积大小有关系，因此在猜想中要加上一点：接触面积大小，在探究中增加一步，其次在于使木块在长木板上做匀速直线运动比较难实现，对此笔者做了一些实验改动，使学生更容易完成这个实验探究。具体如下：

总结归纳学生的想法，提出影响滑动摩擦力大小的因素猜想：（1）接触面所受压力;（2）接触面粗糙程度;（3）接触面积大小。

甲                       乙                      丙                        丁

再利用上图装置进行探究，上图中的装置只要拉动木块下方小车，而且不要求小车做匀速直线运动，克服让木块在长木板上做匀速直线运动这个主要难点。

（1）甲、乙两图所示的实验说明：接触面所受压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（2）甲、丙两图所示的实验说明：接触面粗糙程度相同时，接触面所受压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）甲、丁两图所示的实验说明：接触面粗糙程度相同，接触面所受压力一定时，接触面积变大，滑动摩擦力不变。

由实验可得出的结论是：滑动摩擦力大小与接触面所受压力及接触面粗糙程度有关，接触面所受压力越大，滑动摩擦力越大;接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。注意：滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。

三、利用实验克服静摩擦力学习中的难点，使静摩擦力易学、易理解

摩擦力是一种复杂的力，在具体问题中表现出“动中有静，静中有动”，尤其是静摩擦力在许多情形下“若有若无，方向不定”，因此对于初学者来说扑朔迷离，不易理解。只有让学生获得丰富的感性认识，理解静摩擦力的本质才可以在以后学习中游刃有余。根据学校、学生和教师的情况，笔者认为静摩擦力的学习可通过实验探究进行，当然，因为初中对静摩擦力的要求不高，不用具体测量，只要有个感性认识就好。

实验器材：一个圆柱形杯子（没有把的，塑料的——不易摔坏，大点高点——可以装多点水），水，一点食用油。

步骤：（1）往杯中加入少量水，用手握住举起，在空中静止。（2）往杯中加水至大半杯。（3）往杯子外壁上抹上点食用油，再重新用手握住举起。

分析现象，得出结论：由步骤（1）可知，杯子在空中静止，但有向下掉的趋势，受到两个力作用，竖直向下的重力与竖直向上的手与杯子之间的静摩擦力。步骤（1）可得出两个结论：（1）两个互相接触的物体，当它们有做相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这就是静摩擦力。（2）因为杯子静止，根据二力平衡知识，此时静摩擦力等于重力。由步骤（2）可知，杯中加了水，增大了重力，要保证杯子还是静止的，手握杯子的力就要加大。步骤（2）得出两个结论：（1）杯子仍静止，根据二力平衡知识，此时静摩擦力仍等于重力，但此时重力增大了，因此静摩擦力也增大了。（2）手握杯子的力增大了，就是压力变大了，接触面粗糙程度相同时，接触面所受压力越大，静摩擦力越大。由步骤（3）可知，杯子外壁上抹上食用油，使接触面变光滑了，要让杯子还能举起在空中静止，就要再增大手握杯子的力。步骤（3）得出结论：接触面越光滑，静摩擦力越小，反之，接触面越粗糙，静摩擦力越大。

通过以上实验不但对静摩擦力有了比较感性的认识，还可增强对影响摩擦力大小的两个因素：（1）接触面所受压力;（2）接触面粗糙程度的认识。

四、举出贴近生活的例子，体会滚动摩擦力

初中阶段，对滚动摩擦的要求是只要知道滚动摩擦力比滑动摩擦小就可，因此，多举些生活中的例子，让学生有初步认识就行。例如：现在有种在青少年中流行的暴走鞋，是在鞋后跟装上一小轮子，当你一只脚翘起前脚掌，只让后跟着地，另一只脚轻轻向后一蹬，人就飞速向前，而你只要前脚掌一着地，马上静止下来，这就可以说明滚动摩擦力比滑动摩擦小。

总之，摩擦力作为初中物理的基础知识，难度大但是很重要。只有在教学中把握循序渐进的原则，立足基础，根据学生实际情况采取生动有效的教学手段，在学生获得充分感性认识和理性认识的基础上逐步提高学生综合应用能力和分析处理问题能力，才能在实际问题的解决中取得好的成绩。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准.北京：人民教育出版社，2011.

[2]于文高.《在密封金属容器中的手机一定接收不到电磁波吗？》.期刊《物理教师》，2007，28（10）.

[3]义务教育课程标准实验教科书物理九年级.北京：人民教育出版社，2006.3，第3版.