初中物理力学中摩擦力的教学探究
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初中物理力学中摩擦力的教学探究
物理力学中的摩擦力知识是初中物理教学的重点与难点。学习摩擦力知识需要活跃的思维能力,所以,在教学时教师要注重引导学生从实际出发,结合生活情境,以生活中的物理现象为例,使学生对物理学基础性自然科学有初步的了解。本文就重点介绍了初中物理摩擦力的教学案例,并归纳整理了初中物理教学的规律性,从而为学生初中的物理学习打下坚实的基础。
标签:初中物理;摩擦力;教学探究
初中物理教学中涉及的摩擦力有三种,分别是滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。后两种摩擦力教材中所提到的知识较少,这里要讲述的是滑动摩擦力以及影响其大小的因素。要知道什么是影响滑动摩擦力的因素,首先就要对滑动摩擦力有一定的理解,再进行实验探究。教师在这个阶段要积极引导学生从身边发生的物理现象为基础,为学生创造各种动手解决实际问题的机会,锻炼学生的实际操作能力,并注重培养学生分析及总结归纳能力。
一、设置问题情境,导入课堂学习
初中物理在教学内容上注重现象与本质的关联,突出问题导向教学。教师在课堂导入环节,更要通过问题情境,强化趣味教学,促使学生融入问题情境。摩擦力,生活中十分普遍,但在实际教学中,对摩擦力的分析,有时候过于抽象,学生难以清晰理解。比如,在教学中,设置拔河比赛的情境,将绳子的一端标记为红色,另一端标记为蓝色;选两位学生,一位学生身高、体重、力量都远高于另一位学生。力气大的学生拉红端,穿上轮滑鞋,蓝色一端由力气小的学生拉,该生穿上足球鞋,让同学们观察比赛过程,并对结果进行提问:“为什么力气大的学生输了,而力气小的学生反而轻松战胜对方?”问题的设置与情境的展现,激活了课堂学习气氛,也让学生从生活化的物理现象中,引发了思考。
每一种力学现象的产生都是多种力相互作用的结果。教师在教学时,可以结合多种力现象教学,来启发学生发现新的知识。比如,在“力的作用是相互的”这一章的教学中,教师可以通过例题来引导学生思考,我们坐车的时候,如果车紧急刹车,我们的身体一般会前倾,会觉得坐不稳。我们都见过挖煤,用铲子送煤时,铲子往往并不跟随煤炭进入炉内,但是铲子停下,煤却会进入锅炉,这是为什么?教师还可以演示多米诺骨牌,并通过多米诺骨牌的排列,让学生亲自动手体会,为什么只有第一块骨牌受力,其他骨牌也会跟着倒下去?教师要引导学生理解知识,物体在不受外力作用时保持原来的运动状态的现象称之为“惯性”,并引人惯性的顺口溜:“物体有惯性,惯性物属性,大小看质量,不管动与静。”以此来帮助学生记忆。学生在旧的知识中探究出的新的知识,并将所学到的知识运用于实践,达到学以致用的目的,提高了自身的能力。
二、建立摩擦力的概念
从拔河比赛的过程来看,显然,力气大的学生,因为脚底有滑轮而无法占优,相反,力气小的学生则轻松赢得了比赛。针对拔河比赛,不同学生对拔河中摩擦力大小变化、用力方向的认识有差异,使得比赛结果增强了趣味性。同样,让学生将手掌置于桌面,用较小的力向前推,手掌仍静止;再用较大的力向前推,使手滑动,这时他们的手掌明显感到桌面的阻碍作用。由此可以让学生体验摩擦力的作用效果,并初步得出摩擦力是阻碍物体相对运动的,即摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。最后引出摩擦力的概念“摩擦力是两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动趋势时,在接触面产生一种阻碍相对运动的力”。通过概念的分析与确定,让学生在观察、体验中了解摩擦力的作用效果、方向及相对运动中的阻碍作用。
摩擦力的表现有哪些?我们从桌面实验中发现,当推力较小时,手掌并未发生移动,而此时的摩擦力表现为静摩擦力;当推力较大时,手掌发生移动,此时的摩擦力为滑动摩擦力。滑动摩擦力是在运动过程中产生的,可以在桌面上推(或拉)文具盒、笔袋、书本,并使之滑动,感受滑动摩擦力的存在。同样,当一个足球在草地上滚动时,也存在摩擦力,这个摩擦力叫滚动摩擦力。鼓励学生从生活事例中发现不同的摩擦现象,从而增强学生对不同摩擦力概念的理解,为下一节探究摩擦力的影响因素奠定基础。
三、结合生活经验巩固所学知识
从概念的提出到摩擦力现象的对比,学生已经能够结合自身的生活经验分析摩擦力。这时,教师可以提出问题:摩擦力大小与哪些因素有关?通过这个问题,让学生猜想和思考。在学生探讨的过程中,教师可以从接触面的粗糙程度、接触面的大小、物体对接触面的压力大小等方面进行引导,并通过具体的课堂实验,分析影响滑动摩擦力的具体因素。利用分组实验,结合教材中“信息快递”栏目,收集影响摩擦力的因素。
在“接触面粗糙程度对摩擦力的影响”实验中,利用弹簧测力计拉动小木块,使小木块在木板上匀速滑动,读出测力计的读数;在木板上铺上棉布或玻璃等,分别读出相应的测力计读数;对在不同物体表面上拉小木块时,所测得的摩擦力大小进行比较,归纳出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的变化关系为:接触面越粗糙,摩擦力越大。对不同接触面积下的滑动摩擦力大小的实验,用小木块的不同侧面分别接触同一水平桌面,用弹簧测力计分别读出拉小木块的读数,并从中比较不同侧面下的滑动摩擦力大小,得出接触面积与摩擦力的关系,即接触面积的大小与滑动摩擦力没有关系。对不同压力下,滑动摩擦力的分析,可以通过在小木块上增加砝码,分别测出不同压力下弹簧测力计的读数,比较不同压力下的摩擦力大小,得出两者的关系,表明:接触面上压力越大,摩擦力越大。
总之,摩擦力是物理学的重要知识点,在课堂导入、教学实验及摩擦力大小分析上,通過优化导入情境,灵活设置问题,借助实验让学生在观察、分析中形成感性认识,再通过测力计读数的变化,探析滑动摩擦力的影响因素,加深学生对物理概念的认识,也收到了较好的教学效果。
参考文献
[1]雒亚妮.如何实施初中物理有效教学[J].数理化学习,2014(5).
[2]骆波.《摩擦力》探究式教学设计及探究行为评价[J].湖南中学物理,2016(12).