自制教具探究影响滑动摩擦力大小的因素.docx

初中物理摩擦力实验教具的改进与创新【摘要】：本实验是八年级物理第八章第三节《摩擦力》中的重要实 验，旨在通过利用二力平衡知识和控制变量法引导学生自主探究影 响滑动摩擦力的大小的因素：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关；且滑动摩擦力大小与速度大小、接触面积大小 无关但是在课堂教学过程中，发现传统实验中存在弹簧测力计示 数不稳定、实验效果不直观、对比性不强、浪费时间等诸多不足之 处，不能很好的演示实验效果经过改进和创新教具，弥补了这些 不足，实验的效果大大增强、更能培养学生的学习兴趣和探究能力关键词】：滑动摩擦力 实验 教具 改进创新1、 引言本节内容是初中物理中的重要内容，学生对该内容学习的好坏 将直接影响到许多力学问题的理解和处理传统探究实验中，是手 拉着弹簧测力计牵引实验木块分别在木板、棉布、毛巾的表面做匀 速直线运动，通过观察并记录弹簧测力计的示数，探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响；通过在实验木块上加不同数量的钩码 来探究压力大小对滑动摩擦力的影响2、 设 计思路2.1 、传统实验教具的不足（ 1 ） 实验中要用手拉着弹簧测力计牵引木块做匀速直线运动并读取示数，实际操作很不稳定，导致弹簧测力计示数忽大忽小。

2 ） 为了验证接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响，要先后进行3 次实验，记录下 3 次数据，耗时长，对比性不强 3 ） 传统实验太过于简单，不能展现出滑动摩擦力大小与速度大小、 接触面面积大小无关的实验效果2.2 、同行改进实验教具的不足通过与本地物理教师的交流以及网络资源的查询，发现有很多 物理教师也发现了传统实验的不足之处，也进行了相应的改进但综合评判之后我认为同行们的改进实验仍然有不足之处，还需要改 进实验教具 1 ） 为了使读数稳定，很多同行弃用了弹簧测力计，改用了电子测力计，虽然达到了便于读数的效果，但是背离了课标： “学生会读取和使用弹簧测力计”的要求 2 ） 有的同行为了达到匀速的效果， 通过安装马达装置拉动木块匀 速运动，虽然匀速效果达到了，但是实验过程中几乎完全没有学生 和老师的参与，失去了实验的参与度和趣味性 3 ） 很多同行为了使实验教具更美观，添加了很多的开关、按钮等， 导致造价太高， 课堂中很难推广， 实用性不大 有的同行改进后的 教具是“一次性”的效果，使用的时候很方便，但是不利于重复利用，也不美观针对这些不足，我创新改进了该实验的实验教具3、实验器材与制作3.1 实验器材： 30*50*2 公分木板 2块； 5*50*2 公分木板 2块； 小木 块若干个；30*5*2 公分木板 2 块；滑轮 3 个；弹簧测力计3 个；金 属支架 2 套，标准实验木块 3 个；裁剪好的 7*50 公分的毛巾和棉布 各一条：双面胶1 卷，钩码一盒，细绳一卷，玻璃胶一盒，钉子若 干。

3.2 制作方法(1)先将2块5*50*2公分的木板和1块30*5*2公分的木板用玻璃胶和钉子组装起来，钉帽朝内，做到美观大方，在组装起来的长方体空心装置的下面四周订上突出3公分左右的木板将两个小木块钉在30*50*2公分的长的两侧靠近边缘的位置在木块垂直的突出木板位置规则安装3个定滑轮，距离相等，要超过实验木板的宽度2)将1块30*5*2公分的木板和1块30*50*2公分的木板组装起 来，作 为活动模板使用3)通过两套金属支架将长方体实验装置和另1块30*50*2公分的木板组装起来4)对照定滑轮的位置在垂直正面对人的木板上安装3个弹簧测力计,使弹簧测力计固定在木板上5)在活动木板的一面从左至右依次不贴、贴上布条、毛巾用绳 子将弹 簧测力计和定滑轮、实验木块连接起来，使弹簧测力计、定 滑轮、实验木板在 一条直线上、且直线通过铺设活动木板表面的中 央制作好的实验教具如图1所示图14、使用方法(1)匀速抽动铺设三个不同表面的活动木板，观察弹簧测力计的示数，实验装置准确的展现出接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响2)翻转活动木板，使纯木板的一面朝上，在三个实验木块上加上不同数量的钩码，验证滑动摩擦力与接触面所受压力的关系。

3)通过用不同的速度拉活动木板，验证滑动摩擦力与物体运动速 度无关4)将3个实验木块分别横放、侧放和竖放，使接触面面积不同，匀速拉动活动木板，验证滑动摩擦力与物体接触面积无关5、教具优点(1)静态读数PK动态读数，更科学传统的实验方法如图2是用手拉着弹簧测力计使实验木块做匀速直线运动，通过弹簧测力计示数来读取摩擦力的大小， 实验过程很 难操作， 因为无法保证匀速直线运动，实验中弹簧测力计的示数容易 变化，会忽大忽小， 示数不稳定也会给读数带来一定的困难改进后的实验器材如图3,将弹簧测力计固定，只需拉动木块下 方活动木 板，使小车与活动木板发生相对运动， 将被研究物体由运动 改为静止，实现 了由动态读数向静态读数的转换， 实验读数更稳定准图2(2)、一次实验PK三次实验，更高效传统实验如图4,分前后三次在不同表面进行实验、三次实验间隔时间长、不能很好的对比实验改进后的实验教具，通过在活 动木 板的一面同时铺设木板、棉布、毛巾三个表面，使传统实验中 三个前后 进行的实验得以同时进行同理，传统实验中是通过添加 不同数量的钩 码分两次实验来探究压力大小对滑动摩擦力的影响， 改进后实验教具同 样可以通过一次实验来完成，而且效果更好，对 比性更强。

例如改进后的实验如图5,使传统实验中三个前后进行的实验数值得以同时体现、大大提高了实验的直观性、增强了对比性，同时也节约了时间，准确的展现出接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响图5(3)、全面论证PK片面讲解，更服众传统实验没有探究速度和接触面面积对滑动摩擦力大小是否有影 响，造 成了实验中的空白改进后的教具，把活动木板翻转，即接触 面同为木板， 通过控制变量，用不同速度拉动木板，验证滑动摩擦力 的大小与运动速度无 关同理，也可以通过平放、侧放、竖放牵引小车的方式来验证滑动摩擦力大小与接触面面积大小无关T* -+(如图6)o{T统实验图6(4)美观易携PK简陋笨重，易推广改进后的实验教具一体化，美观大方，整体外观是一个手提式箱子,实验时立体直观，实验数据一目了然，可操作性非常强，且实验后可把所有实验用具装入箱体之内， 方便携带且单体造价100元左右，批量造价应该 更低相对于传统实验教具来说更美观、可 重复利用，有推广使用的价值 6、启示时代在发展，社会在进步，我们一线教师对课堂教学和实验教具也有了更多思考和探索，通过自己亲手制作的实验教具，完美的映射到自己的实验器具上，让课堂更高效，学生更好的理解和掌握 知识。

同时，在制作实验 教具的过程中，更深刻的感受到前辈们探 索研究的不易，自己对相关知识的理解更加深刻多年的教学经验的积累和课堂教学的反思， 我认为教具和实验是展 现知识的重要平台，改进实验教具的过程其实是一个自主探究 的过程，应该 让学生参与其中，学生亲自制作教具的过程中，不仅 探究了知识，更会思考 这些知识在社会生活中的应用之处，对培养学生的创造力和想象力大有裨益, 更能培养出创新型，实用型的人才。