静摩擦力演示实验的改进
摩擦力实验改进
四、验的原型
测量工具 测量原理 测量方法
测量结果
弹簧测力计
F
二力平衡
用弹簧测力计水平拉动 木块,使它沿木板做匀 速直线运动。
F摩 =
N
.
本实验装置的缺点和不足:
1.实验中很难控制保证让木块 在木板上做匀速直线运动,摩擦力
F
并不是时刻都与弹簧测力计的拉力
平衡,弹簧测力计的示数就不稳定
2.实验中弹簧测力计始终运 动无法保持静止,我们不能准 确读数,造成误差比较大.
实验中很难控制保证让木块在木板上做匀速直线运动摩擦力并不是时刻都与弹簧测力计的拉力平衡弹簧测力计的示数就不稳定改拉木板不拉木块这样拉木板不需要考虑它是否一直做匀速直线运动木块和测力计总处于静止状态恰好克服原实验不足之处
测量滑动摩擦力实验改进
设计:
.
一、设计目的
为了更准确、更科学、更稳定的 测量滑动摩擦力。
1、利用定滑轮可以改变力的方向的特 点,把测力计竖直挂起使用就可克服 这个困难。 2、为忽略定滑轮摩擦的影响,可 使用分度值比较大的弹簧测力计.
F .
存在摩擦
.
二、实验的地位
该实验是八年级物理第六章第5节内容, 在已经学习了力的基本概念,根据二 力平衡原理基本知识,用弹簧测力计 测量摩擦力的大小,不仅巩固了之前 的知识,同时为进一步学习摩擦力与 那些因素有关做好铺垫。
.
三、实验的作用
⑴该实验是测量滑动摩擦力的大小,能对后 面的力与运动、平衡力、甚至对高一力学也 奠定良好基础; ⑵通过实验的观察和分析能较好的理解如何 滑动摩擦力的大小,为学习滑动摩擦力与那 些因素有关做好铺垫;
五、改进思路一
改拉木板不拉木块,这样拉
木板不需要考虑它是否一直
小学科学摩擦力实验的改进
小学科学《运动和摩擦力》实验的改进设计海拉乡中心学校管红《运动和摩擦力》是小学科学(科教版)五年级上册第四单元第5节的教学内容。
在这一节教学内容中,研究摩擦力大小与接触面的关系时,学生根据自己已有的生活经历,对这种运动与摩擦力的理解很容易,并且他们能够很快的认识到“物体的表面越光滑,摩擦力也就越小;物体的表面越粗糙,摩擦力也就越大”的推测。
能总结出教科书中的概念“一个物体在另一个物体表面运动时,两个物体的接触面会发生摩擦,因此运动的物体受到另一种障碍运动的力,这种力叫摩擦力”。
“我们用测力计沿水平方向拉一个物体,刚好能使这个物体运动起来的力就相当于它受到的摩擦力。
”怎样用实验来证明?根据教科书提供的材料设计实验来检验推测,在操作中,将弹簧测力计固定在待测物体A上,使之放在毛巾制作的粗糙水平面上与弹簧测力计连接,再在弹簧测力计上施力,让待测物体A在粗糙的水平面上做匀速运动。
但在做实验的过程中,我们会发现待测物体,只要拉动弹簧测力计,就很难保持手用力的方向与水平面平行,由于用力方向的作用(如图一所示:会产生F上或者F下的力),就会在测力计拉着的物体在水平面上颠簸起来,甚至会跳跃的前进一大截,致使弹簧测力计的读数很难把握。
导致读数出现很大的误差,从而影响实验结论。
图一(要怎样才能保证将待弹簧测力计始终匀速、平行于水平面拉动?只有保证这样,才会让滑动摩擦力才等于弹力读数。
)对此我想起了力学中的一个问题,“力是相互的,施力物体与受力物体的“力”,是一对作用力和反作用力,它们总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
力不能离开物体单独存在。
”然后我把实验进行了改进:把待测木块与弹簧测力计俩接,固定弹簧测力计的另一端,给用毛巾制作的粗糙物体的另一端施力,拉动毛巾制作的粗糙物体运动起来后,待测物体A达到稳定状态(相对水平面静止),此时,滑动摩擦力等于弹簧弹力的读数。
(如图二所示)图二通过实验的改进之后无论下面用毛巾制作的粗糙水平面如何加速、匀速还是减速,都不影响物体A 向右的滑动摩擦力大小,而且可以稳定读取弹簧弹力,且理论上能保证弹力等于滑动摩擦力。
对摩擦力演示实验的改进
( ) 滑 长 方 形 木 板 :0mx Omx c 的木 板 一 1光 6 c 2 c 1m
l ( 记为 A, 标 块 用作 底 座 )3 c 9 mx e 的木板 一 ,6 mx c 1m
: 标记 为 B 用作支架 的前 面) 3 c 3 c x e 块( , ,6mx . m lm的 5
( } )
凸
簧。 i
竖 直固定于木板 A的一端 ,使作为摩擦 面的长木板 H正好能在底座 A的中间左 右抽动 。支架 的总厚度 A联接处 同
・一Βιβλιοθήκη E三 三 —— — 围 1b摩擦力演示仪俯视 图 一
l 1 使 其 前 面 板 落 在 长 木 板 H 的 中线 上 。如 图 Ib 正好 —
() 3 量程 为 5牛顿 的弹簧秤一支 。 () 4 轻质 滑轮两个 , 轴两个 。 () 5 粗糙程度不 同的布料两条 , 号砂布 张。 1
运动( 或相对运动趋势 )当“ , 木块” 静止时, 它受到的 l
摩擦力 f 和弹簧秤的拉力 F 就是一对平衡力,即弹 I
簧秤的拉力永远等于“ 木块” 受到的摩擦力, 而与“ I 水 定地指在某一刻度处而不再跳动。
⑥
( )0mx c 4 m的木块~个 ; 6 1c 8mx c 细线若 干 ; 霉 青
3制作 方 法 .
平 面” 的运 动是否“ 匀速” 关 , 无 弹簧秤 的指针 也能稳 素小药瓶 中的橡 皮帽四个 。
f
③支轮 I ⑤A簧 i 弹架 秤 目 定. 算 簧定. 滑.B l 秤弹 轮滑 ④ ⑥.圈
⑤
i
I
f
() 1制作支架 。 首先 , B平放于操作 台上 , c、 把 把
探究摩擦力大小实验及实验改进的方法
探究摩擦力大小实验及实验改进的方法方法一本实验的重点在于设计实验。
1、用控制变量的思想让可能影响滑动摩擦力的某一因素发生变化,提出具体的做法,特别是研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时,我们要控制压力和接触面粗糙程度相同,因此应使用几个面面积不同,但各面粗糙程度相同的同一木块。
依据实验结论,我们还可以比较两不同物体表面的粗糙程度。
即压力相同时,滑动摩擦力大,表示接触面粗糙。
如比较大小、形状相同的木块和铁块,那个表面粗糙时,采用将两物块叠放,以保证两次对水平面的压力相同,测出滑动摩擦力,力较大的那个面更粗糙。
2、用替代的方法,运用二力平衡的知识,测滑动摩擦力的大小。
因此就要注意,木块水平放置,弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力木块,同时读出示数的大小,也就是滑动摩擦力的大小。
实验改进:弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力木块,比较难做到,我们可以固定弹簧测力计而拉木板。
拉动木板就不用匀速。
方法二物理探究实验:影响摩擦力大小的因素探究准备:弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,砝码,刻度尺,秒表。
探究指导:关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦力。
运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件:1.物体间要相互接触,且挤压;2.接触面要粗糙;3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。
三个条件缺一不可。
摩擦力的作用点在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。
由力的三要素可知:摩擦力除了有作用点、方向外,还有大小。
提出问题:摩擦力大小与什么因素有关?猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。
猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。
探究方案:用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。
探究静摩擦力大小实验装置的改进
探究静摩擦力大小实验装置的改进作者:姬影彭朝阳来源:《物理教学探讨》2019年第03期摘; ;要:物理实验教学是物理教学工作的基础环节,教学实验器材的创新是教学理念与实践连接的纽带和桥梁。
从探究最大静摩擦力的实验教学出发,针对实验装置进行改进,借助传感器绘制图像展示数据,有利于定性和定量地探究静摩擦力的大小。
关键词:静摩擦力;实验改进;图像中图分类号:G633.7 文献标识码:A ; ; 文章编号:1003-6148(2019)3-0046-31; ; 引; 言“摩擦力”选自人教版高中物理必修1第3章第3节的内容,是在学习了重力、弹力基础上的进一步研究,它是常见的三种力之一。
正确认识摩擦力对前后知识的学习有着至关重要的作用,它是衔接本章重力、弹力和力的合成与分解知识的重要桥梁。
学生通过初中学习,已对摩擦力的概念有初步的认识,但在理解上还不够完善。
高一学生的思维正处于直观形象思维向逻辑抽象思维过渡的阶段,对实验观察有兴趣,但理性认知能力还有待提高。
基于教材本身的重要地位和学生的学情,如何在教学中揭示实验的本质显得尤为重要。
但在实验过程中因操作上的缺陷与误差及实验器材本身的局限性,实验效果并不理想。
2; ; 现行教材中的问题综合对比各版本教材的实验设计发现,教材均选取弹簧测力计作为测力的工具。
现以人教版高中物理必修一第三章第三节中“摩擦力”的实验为例,教材叙述如下: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记。
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[1]。
虽然操作简单,但在实验过程中因操作上的缺陷与误差及实验器材本身的局限性,实验效果并不理想。
本实验装置(如图1所示)作为演示实验可见度低,不能满足全班学生同时进行实验的需求,且小纸团的位置移动不能准确读出拉力整个过程中的大小变化。
实验:探究最大静摩擦力的大小一、教学分析(一)、教材分析
实验:探究最大静摩擦力的大小一、教学分析(一)、教材分析本实验原是高中物理必修1第三章第三节的一个演示实验,该实验只能定性的说明最大静摩擦力的大小,且演示过程中手拉弹簧测力计的力度不好控制,弹簧测力计的示数变化太快不利于观察,现对该试验进行适当改进,用医用输液器向拉弹簧测力计的小桶中滴水缓慢改变拉力大小,实现弹簧测力计示数的缓慢变化以利于观察,在滑块刚开始运动时停止滴水,观察弹簧测力计的示数即为最大静摩擦力的大小,现将该试验改为分组实验,锻炼学生的动手能力、分析问题解决问题的能力,培养学生科学探究的创新精神。
(二)、学情分析1高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
2学生已经学习了静摩擦力产生的条件、方向等为分析实验现象铺平了道路。
(三)、教学重难点1教学重点(1)分析实验现象,测量最大静摩擦力,分析静摩擦力的变化范围(2)测量不同正压力作用下的最大静摩擦力,分析最大静摩擦力与正压力的关系2教学难点实验操作过程和注意事项(四)、课时安排1课时(五)、教学仪器弹簧测力计滑块长木板(一端带滑轮)细绳小桶钩码医用输液瓶和皮条铁架台二、教学目标1、通过改进装置观测静摩擦力大小的变化过程,测量最大静摩擦力的大小,定性分析到定量计算2、进一步测量不同正压力作用下的最大静摩擦力,分析最大静摩擦力与正压力的关系3、通过实验过程的引导与启发,培养学生的创新意识和创新思维三、教学过程1、在采用如图所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时,发现很难保持弹簧测力计示数的稳定,很难读数。
请分析其原因是什么?2、用手握瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态,如果握力加倍,则手与瓶。
对摩擦力演示实验的改进
对摩擦力演示实验的改进作者:王文祥王硕军弭宝国来源:《教学与管理(理论版)》2011年第06期一、传统实验方法存在的不足传统的摩擦力演示实验,都是用弹簧秤拉着一个木块在一“水平面”上运动,通过增加压力、更换“水平面”来研究与摩擦力有关的因素。
这种方法存在着如下不足:一是弹簧秤位于水平面上,只有前排少数学生能看到,可见度差;二是弹簧秤是运动的,学生不容易看清其读数;三是人拉动弹簧秤时很难保证真正“匀速”运动,这样就会使木块的速度忽大忽小,致使木块的加速度a不等于零,根据牛顿第二定律F拉-f=ma,此时木块受到的摩擦力和拉力就不再是一对平衡力(即摩擦力f不等于拉力F拉,而弹簧秤的示数等于F拉),在实验中的表现就是弹簧秤指针不停地跳动,并不能稳定地指在某一刻度处,这进一步增加了学生读数的困难。
二、原因分析笔者通过认真分析发现,该实验效果不好的原因在于“弹簧秤水平放置;弹簧秤和木块是运动的,且不能保证运动的匀速性”,造成学生看不到指针,少数学生围拢过来后,看到的弹簧秤是运动的,并且指针也不稳定,造成读数困难。
假如把弹簧秤固定下来,并且面向学生,学生读数就方便了;假如把移动“木块”改为移动“水平面”,那么只要“木块”和“水平面”有相对运动(或相对运动趋势),当“木块”静止时,它受到的摩擦力f和弹簧秤的拉力F拉就是一对平衡力,即弹簧秤的拉力永远等于“木块”受到的摩擦力,而与“水平面”的运动是否“匀速”无关,弹簧秤的指针也能稳定地指在某一刻度处而不再跳动。
基于上述分析,笔者对实验进行了改进,制作了摩擦力演示仪,有效地克服了上述缺点,取得了很好的实验效果。
三、仪器的制作本仪器的主体结构就是一个竖起来的弹簧秤,如图1所示。
1.制作思路把一个弹簧秤固定在一个支架上,用定滑轮改变力的方向,实验时拉动长木板,使木块和木板之间产生相对运动或相对运动趋势,用细线拉动弹簧秤挂钩,使弹簧秤产生读数。
2.所需器材(1)光滑长方形木板:60cm×20cm×1cm的木板一块(标记为A,用作底座),36cm×9cm×1cm的木板一块(标记为B,用作支架的前面),36cm×3.5cm×1cm的木板两块(标记为C、D,用作支架的两侧),39cm×9cm×1cm的木板一块(标记为E,用作支架的后面),40cm×2.5cm×1cm的木条两根(标记为F、G,用作底板上的限位条),120cm×10cm×2cm的木板一块(标记为H,用作摩擦面)。
“摩擦力”演示实验的改进及应用
圉 2所示 当力较 小 — — _1 ] 『 时 , 块 静止 不 动 , 木 表 1
明 木 块 陈 了拉 力 之外
还受 一 个 与拉 力 大小 相 等 、 向相 反 、 方 阻碍 木块 运 动 的静 摩 擦力
l 』
( 砝码 越 多 , 果 越 明 显 ) 逐 渐 增 加 弹 簧 测 力 计 拉 效 , 力 的大 小 , 木块 运 动 起 来 并 做 匀 速 直 线 运 动 , 使 会
( )演 示受 静 摩 擦 力 作 用 的 物 体 可 是 运 动 4 的 . 长 木 板倾 斜放 置 , 把 木块 故 在 长木 板 上 . 木块 在 上 再 放 一个 砝 码 , 验 装 置 如 图 3所示 . 弹 簧测 宴 用 力计 拉 着 木 块 在长 木 板 上运 动 , 当长 木 板 的倾 角 较
I{
( )演示 静摩 擦 力 可 在 一 定 的 范 围 内变 化 2
实 验 装 置如 图 2所 示 , 变 拉 力 的 大 小 , 改 当拉 力 较 小 时 . 块 依然 静 止 不 动 , 明 木 块 受 到 的 静 摩 擦 术 表 力 随拉 力 的变 大 而 变 大 、 小 而 变 小 , 变 可 在 一 定
的滑 动摩 擦 力 发 现 后 者 明 显 小 于 前 者 ( 果 效 会 如 果 不 明 显 , 可 在 术 块 上放 置 几 个 砝 码 , 码 越 则 砝
动木 块 使 之在 长 木 板 上 运 动 , 码 随 木 块 一 起 运 砝 动 , 明砝码 受 到 措长 木 板 斜 向 上 的静 摩擦 力 的 作 表 用 , 与物 体 的运 动方 向相 同
2 在讲 解 滑动 摩 擦 力 时 的应 用 在 现行 高 中物 理 课 本第 一 册 第 一 章第 四节 “ 摩
摩擦力实验装置的改进及教学探讨
摩擦力实验装置的改进及教学探讨本文提出了演示实验在中学物理教学中的作用及功能,指出了目前物理实验教学中存在的不足,重点探讨对物理演示实验改进和创新设计,选取高中物理实验中静摩擦力的演示实验和探究影响滑动摩擦力大小因素的实验进行创新性设计,结合中学物理演示实验教学,从实践角度出发自制物理演示实验教具,得出实验结果,促进学生掌握相关物理知识。
标签:物理演示实验;静摩擦力;滑动摩擦力;改进1中学物理实验教学的重要性及现状分析1.1中学物理实验教学的重要性物理作为一门以实验为基础的学科,也就是大量的物理定义、定理、规律、定律的得出都建立在大量的实验和实践中,说明物理教学若离开了观察和实验,就成了无源之水,无本之木,就如同空中楼阁[1]。
教师进行物理实验教学可用实验室配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用学生学习生活中的现有物品。
既贴近于学生的生活,又能解决缺乏实验器材的难题,更有利于使学生明白物理就在我们身边。
常说“百闻不如一见,百看不如一做”,在物理教学中开展实验教学,可以加深学生对物理概念和规律理解,是学生获得直观感性认识的重要手段,是物理教学中将理论与实际相结合的重要方法,是物理教学中的一个重要组成部分[2]。
1.2中学物理实验教学的现状分析在目前的物理实验教学中,演示实验仍是极其薄弱的环节,部分演示实验现象不明显,演示功能受到限制等不足之处,这种状况将影响学生的知识结构的建立。
因此必须强化演示实验教学,提升演示效果。
对于不好讲解、内容不新、不易操作的实验应加以改进,使得教师易讲,学生易听。
下面我就选取中学物理中比较典型的摩擦力演示实验进行改进,力求器材简易,展示出最明显的实验现象。
2.教材中摩擦力演示实验的不足分析普通高中课程标准实验教科书必修一中在对静摩擦力的教学有一个演示实验,木块放于桌面上,用手拉动弹簧测力计观察示数和木块的运动情况,得出静摩擦力的相关结论。
而课本放于桌面上,用手拉动弹簧测力计观察示数和木块的运动情况,得出静摩擦力的相关结论。
人教版《物理》必修1“摩擦力”演示实验的创新设计与改进
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人教版《物理》必修1“摩擦力”演示实验的创新设计与改进
作者:赵磊
来源:《中学生理科应试》2014年第05期
一、静摩擦力的相关演示
(一)实验准备:多用摩擦力演示板的制作
如图1所示,取一端带有滑轮的长木板一块,取下滑轮,换成用一段硬铁丝做的摇柄.摇
柄转轴处塞入小块橡胶,增加摇柄与孔之间的压力和摩擦,使摇柄不论摇到哪个位置,都能停在该位置上而不会随便转动.取长度1m左右的绵软细绳,一端用胶布固定在摇柄的转轴上,另一端系一个用回型针做成的小圆环,以便做实验时切换不同的实验器材.。
初中物理摩擦力实验的改进
初中物理摩擦力实验的改进作者:王玉兰来源:《科学导报·学术》2019年第15期摘 ;要:物理是一门以观察和实验为基础的自然学科,物理实验是中学阶段培养学生科学实验能力、创新能力的主要手段,也是培养学生科学探究能力的重要平台,本文将初中物理教材中《影响滑动摩擦力大小的因素》实验设备和方法进行了改进,较好的解决了该试验传统做法中的两个最大问题。
關键词:物理实验;滑动摩擦力;改进物理实验在中学物理教学中扮演着重要角色,它既是教学的内容,又是教学的方法与手段。
物理实验中所呈现的物理思想、方法,对学生形成正确价值观、世界观和科学素养,促进学生正确理解物理概念、规律和方法,对激发学生对自然科学的热爱有积极作用。
但是目前中学物理实验教学现状并不乐观,普遍存在的问题是:实验器材落后、实验教学方法陈旧、利用课件代替实验操作,甚至是在黑板上讲实验等。
改革中学物理实验教学、更新实验器材、改进实验教学方法,都是当前一线中学物理教师应思考的问题。
在本文中笔者将《影响滑动摩擦力大小的因素》实验进行了改进,克服了传统实验中存在的缺点,现介绍如下:1.教材分析《影响滑动摩擦力大小的因素》是初中物理教科版八年级下,第七章第五节的内容,是在学生学习完力的基本概念、力的描述及测量之后的延伸,既是力学基础知识的升华,也为以后用试验的方法探究力学问题打好了基础。
本节课的重点内容是通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素,该实验是控制变量法的又一次应用,凸显了科学方法在物理研究中的重要作用,同时,在实验过程中也锻炼了学生独立思考、分析归纳的能力,更为后续压强、液体压强和浮力等知识的学习打好了基础。
2实验改进该实验的传统做法是通过转换法将弹簧测力计对物体的拉力大小,转换为物体所受到的滑动摩擦力大小,所以需要用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,而学生在拉动弹簧测力计时不能很好的控制物体的运动状态,严重影响实验数据的测量和实验结果;其次,读数时由于弹簧测力计是运动的,所以学生的视线要随着测力计一起移动,不便于弹簧测力计示数的读取。
静摩擦力演示实验的改进
静摩擦力演示实验的改进
由于静摩擦力是高中物理教学中的一个重要知识点,高中物理新课标必修1第三章《相互作用》的第三节《摩擦力》中新增加一个演示静摩擦力的实验,演示方法如图1。
该实验由于是在平面上演示,可见度小。
现将改进后的装置(图2)介绍给大家,该方法可见度大,演示效果明显。
一、制作方法1、用木方和木板做成如图2所示的底座和支架,木板长约
50cm。
2、在木板上固定一个镀锌薄铁片(可用铁片把木板包住)。
3、用铁丝做成如图3所示的滑动圈两个,固定在弹簧测力计上适当位置,中间正好穿过木板。
以拉动弹簧测力计和木板无摩擦为宜。
二、演示方法1、找一个圆形磁铁(如扬声器上的磁铁),用它来代替图1中的木块,由于磁铁和铁片之间存在磁力,这样磁力代替了摩擦力。
用细线把磁铁和弹簧测力计相连,细线长约10cm左右。
2、将磁铁放在图2木板上的铁片的一端如左端,沿木板方向向右用手拉动测力计,我们会看到:在拉力增大到一定值之前,磁铁不会运动。
继续用力,当拉力达到某一数值时磁铁开始移动,此时拉力会突然变小。
由此演示了静摩擦力。
三、说明1、弹簧测力计不安装滑动圈也可以演示,只是停下后不能固定在木板上。
2、弹簧测力计
的滑动圈也可选用其它方法来固定。
3、若磁铁和铁片之间磁力较大,拉动测力计时,底座晃动,可用夹子将底座固定在桌上。
静摩擦力实验装置改进
静摩擦力实验装置改进作者:***来源:《发明与创新·高中生》2021年第12期实验探究摩擦力大小时,教师一般采用弹簧测力计、传感器进行演示。
学校实验装置不全,有的可操作性不强,有的虽然可操作但实验结果不够精准。
用传感器研究静摩擦力大小的实验效果好,但操作相对复杂,且实验器材价格高昂,即使有的学校配备了传感器,但数量有限仍不能开展学生分组实验。
我用日常生活中常见的材料和实验室中常用的器材,對原有静摩擦力实验装置进行了改进,既方便使用,又能有效提高学生分组实验的可行性以及实验结果的准确性。
一、制作材料一端带滑轮的长木板、木块、细线、粗铁丝、钳子、螺丝刀、钉子。
二、制作过程1.手柄制作将粗铁丝加工成图3中的形状。
其中,轴①长约4厘米,在轴上压出几道痕,以增大细线与轴之间的摩擦力。
轴②长约1.5厘米,可使轴在转动过程中避免上下、左右移动,防止细线卡在孔中。
轴③长约10厘米,若手柄太长,转动时会导致实验装置摇晃。
轴④长约12厘米,起到让实验效果更明显的作用。
轴⑤长约10厘米,手握更舒适。
2.手柄安装卸下滑轮,将手柄的轴插入两孔中间,并将轴①上端固定。
3.改造木块,放置弹簧测力计在木块偏左一端钉上钉子,使弹簧测力计重心在实验过程中不会滑动或倾斜。
选择较长木块也可以达到同样的效果。
弹簧测力计按图2所示放在木板上,将弹簧测力计的拉环固定在钉子上。
使弹簧测力计在实验过程中保持不动,提高读数的精确性,增强实验的可信度。
三、组装和调试将细线一端固定在手柄的轴上,另一端固定在弹簧测力计的挂钩上,调整手柄高度,使细线与木板平行,细线拉木块的力与木块受到的长木板施加的静摩擦力是一对平衡力。
静摩擦教学设计与反思
静摩擦力的定义:
认真听讲并记录定义重点
1、情景展示用力推桌子。
现象:推而不动。
提问:为什么桌子受到水平推力,却没有被推动。
2、请学生回答刚刚提的问题。
3总结并修正学生的回答。
4、深化理解静摩擦力的产生条件
让学生理解相对运动趋势和静摩擦力中的”静”理解
细心观察,积极思考、讨论,主动回答老师的提问。
以生为本,教学活动中尽可能多的让学生主动参与
静摩擦力方向是向哪里的呢?
总是与相对运动方向相反(再次对推桌子过程分析总结得出);
问:静摩擦力是否一定阻碍物体运动?是否一定与物体运动方向相反,是阻力?
eg:汽车启动或加速时,汽车内站立的乘客物体重叠在一起,施加外力在下面物体,使两物同时匀速运动人走路脚板与地之间
对于摩擦现象,在初中学生也学习过关于摩擦力的问题,有着一定的理论基础,但对于摩擦力的种类以及产生的本质尚且模糊,所以本节课的教学宗旨是使学生由感性认识上升到理性认识,使学生认识到摩擦力的存在和分类、认识决定摩擦力大小的因素,以及增大和减小摩擦的方法。新课程标准对这部分的内容要求是:“通过常见的事例或实验,了解摩擦力”。课程标准和教材给实际教学留下了很大的创造空间,对于摩擦力的概念的要求是能够理解静摩擦、滑动摩擦,而对于滚动摩擦学生知道就可以了,也可以点出名称并做简要说明。但是考虑到学生在举例说明摩擦力的事例时会提到静摩擦和滚动摩擦,我就在课堂上对摩擦力的分类做了较为详细地说明。本节课教学重点是“探究摩擦力的大小与什么因素有关”。先是让学生用手去体会摩擦力的存在,让学生经历科学探究的整个过程,通过“猜想”学习科学猜想;通过设计实验学习实验方法;通过分析数据学习“分析论证”,学习交流、评估、合作。让学生在经历探究的过程中,感悟科学探究方法,要把科学探究当作科学内容来学习。以此来提高学生的探究能力,激发学生从身边最平常最一般的事物中探究科学规律的兴趣。这也是我这节课设计的重点:激发学生热爱科学,让学生通过实验探究来认识摩擦力大小的相关因素。为此我准备了一些演示实验和一些实验器材。
《两种摩擦力实验的改进》创新物理实验设计
《两种摩擦力实验的改进》创新物理实验设计(一)、实验原理及实验装置的设计1、摩擦力演示滑块—静摩擦力和滑动摩擦力的实验演示装置(1)结构其结构如上图所示,主要由大滑块①、小滑块②、两个挂钩③、带触点的弹性金属片④、红色和绿色指示灯⑤(也可以用发光二极管来代替小灯),电池或电池组⑥。
在中空的大滑块与内部的小滑块之间通过绞连相连接,小滑块底部略突出,与接触面直接接触,当两部分有相对运动时,弹性金属片受到挤压,使电路部分接通。
外部开有两个箭头形的指示窗口(如外形图所示),右上角是内部电路原理图,是由两个发光二极管组成的并联电路,由弹性金属片组成开关K1、 K2,(在不受挤压时开关处于断开状态)。
(2)工作原理:当把整个装置静止放置在水平面上时,开关K1、 K2处于断开状态,小灯L1、L2不发光,箭头窗口不指示,当向右拉动大滑块时,小滑块底部受到向左的摩擦力,此时小滑块还没动而大滑块有向右的相对运动,左侧开关K1受到挤压而接通,指示灯亮,显示箭头表示摩擦力向左;当向左拉动滑块时,同理,开关K2因受到挤压而接通,小灯指示箭头向右,表示受到了向右的摩擦力。
此装置不仅可以指示滑动摩擦力的方向,也可以指示静摩擦力的方向。
2、传送带装置如图所示如图,是在支架上固定两个木质滚轮,(轮子要保证能灵活地转动),在轮子上套一个闭合的传送带。
装有摇把,可以用手转动摇把,带动传送带顺时或逆时转动,还可以随意改变的转动的快慢。
以此来研究在放在传送带上的物体所受到的摩擦力(结构和原理如下图所示)。
3、实验设计的背景摩擦力是学生在初中就学过的内容,但在实际判断中,学生存在一定的困难,这关键在于,缺少较为形象的物理模型。
因而学生不能把理论与实际情境联系起来,在学生中往往存在一些错误认识,例如,摩擦力是否一定是阻力?是否只有静止的物体才受静摩擦力?对于这样的问题,如果没有有效的实验来创设情景,学生难以有更深刻的理解。
一般地,很多老师是用一把毛刷,根据在运动中刷毛的倒伏来形象地反映摩擦力的方向与动动运趋势方向之间的关系。
物理实验改进
物理实验改进、创新的几个实例实验一:静摩擦力方向的判别是学生普遍感到的难点,其主要原因是学生日常生活中缺乏这方面的感性认识,难以想象两个相对静止而有又相对运动趋势的物体接触面间的情况。
教学中,可以取两只鞋刷,使刷毛相对地叠放在粗糙的台面上,水平推上面的一只鞋刷,可以看到上、下物体间刷毛形变的方向相反,由此可推想出上、下物体所受静摩擦力的情况。
这样,就给学生提供了一个表象思维的模型,化抽象为形象。
学生对于静摩擦力的产生、方向等问题“茅塞顿开”。
实验二:为了形象、生动地做好热效应实验,在教学中只需用一段电阻丝绕成螺旋状,把一根火柴置放于螺旋导线之中,然后接通电路即可。
在短时间内火柴就可以燃烧起来。
说明电流具有热效应。
此实验具有两大特点:其一,简单易做,效果显著,在很短时间内无须电阻丝发红便可看到火柴着火燃烧,不必用手靠近试触;其二,具体生动,直观明了。
该实验全体学生均眼见为实,一睹为快,激发了兴趣,起到了事半功倍的效果。
实验三:为引证大气压强存在做“水杯-纸片”的实验,很多教师简单的把纸片盖在装满水的杯口再倒过来,实验做完即了事,让学生目睹了一个“理所当然的事实”,“没有什么好想的”。
重新设计这个实验教学时,让学生在观察的过程中带着问题,对“纸片在什么条件下能掉下来”进行对比观察,分别演示水杯盛满水杯口向下和向侧面,盛少量水和不盛水,在盛满水的薄纸片和厚纸片,尾部开口的水杯与不开口的等多种条件下纸片变化的情形,进而引导学生对实验结果与条件关系的深层全面的对比分析,进而总结概括出现象的本质规律。
实验四:演示浮力的产生时,将矿泉水瓶底剪去并瓶口向下,从上面放入两个乒乓球。
因为瓶身不大,两个乒乓球会一个在下堵住瓶颈,另一个在上。
左手持瓶身,右手从上向里倒水,由于下面的乒乓球堵住瓶颈,水只能向下渗漏。
随着瓶内水的上升,上面的乒乓球浮在水面上也随之上升。
下面的乒乓球尽管在它的周围和上面都是水,却没有上浮。
如果用右手堵住瓶口,渗漏的水很快充满了瓶口和瓶颈之间,下面的乒乓球的底部也会浸没在水中,它会立即“卟”地上升到水面。
摩擦力实验设计的改进
探 究 活 动 1.
实 验 目 的 :探 究 静 摩 擦 力 大 小 的 特 点 .
实 验 原 理 :二 力 平 衡 .
实 验 器 材 :弹 簧 测 力 计 ;木 块 ;木 板 ;细 线 ;钩 码 .
实验步骤:
(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
少达到满刻度的一半.同 学 们 设 计 了 图 7 中 4 种 不 同 的
电 路 ,其 中 合 理 的 是
.
图7
解析:本小题综合考查利用伏安法测电 阻,待 测 电 阻 约50Ω,滑动变阻器 最 大 电 阻 为 10 Ω,滑 动 变 阻 器 阻 值 比测电阻小得多,滑 动 变 阻 器 必 须 使 用 分 压 式 接 法 才 能 使电表读数有明显 变 化.由 于 电 压 表 满 偏 电 流 是 电 流 表 满偏电流的1.5倍,为使两电表指针达到 满 刻 度 的 一 半, 电压表需放在干路,测量电路的总电流,而已 知 内 阻 的 安 培表与待测电阻并联用于测电阻两端的电 压.因 此,本 题 (C)选 项 正 确 .
表3接Leabharlann 面类型 玻璃木板毛巾
砂纸
摩擦力大小
图2
得出结论:滑 动 摩 擦 力 大 小 与 压 力 成 正 比 ,与 相 互 接 触的两个物体材料有关.
此实验设计的精彩 之 处 在 于:第 1,探 究 活 动 起 点 低,
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Vol.33 No.11 (2012)
物 理 教 师 PHYSICS TEACHER
图3
(2)记录数据在 表 2 中,在 图 4 中 画 出 滑 动 摩 擦 力 和 滑块对支持面的压力的图像.
表2
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静摩擦力演示实验的改进
由于静摩擦力是高中物理教学中的一个重要知识点,高中物理新课标必修1第三章《相互作用》的第三节《摩擦力》中新增加一个演示静摩擦力的实验,演示方法如图1。
该实验由于是在平面上演示,可见度小。
现将改进后的装置(图2)介绍给大家,该方法可见度大,演示效果明显。
一、制作方法
1、用木方和木板做成如图2所示的底座和支架,木板长约50cm。
2、在木板上固定一个镀锌薄铁片(可用铁片把木板包住)。
3、用铁丝做成如图3所示的滑动圈两个,固定在弹簧测力计上适当位置,中间正好穿过木板。
以拉动弹簧测力计和木板无摩擦为宜。
二、演示方法
1、找一个圆形磁铁(如扬声器上的磁铁),用它来代替图1中的木块,由于磁铁和铁片之间存在磁力,这样磁力代替了摩擦力。
用细线把磁铁和弹簧测力计相连,细线长约10cm
左右。
2、将磁铁放在图2木板上的铁片的一端如左端,沿木板方向向右用手拉动测力计,我们会看到:在拉力增大到一定值之前,磁铁不会运动。
继续用力,当拉力达到某一数值时磁铁开始移动,此时拉力会突然变小。
由此演示了静摩擦力。
三、说明
1、弹簧测力计不安装滑动圈也可以演示,只是停下后不能固定在木板上。
2、弹簧测力计的滑动圈也可选用其它方法来固定。
3、若磁铁和铁片之间磁力较大,拉动测力计时,底座晃动,可用夹子将底座固定在桌上。