摩擦力的相关实验.pdf
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1、1 问题 28. 如何解答与摩擦力有关的实验? 学生提问 在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有 关”的活动中。 (1) 在水平桌面上,用弹簧测力计水平向 左拉动木块,使其作匀速直线运动,弹簧测力 计示数如图所示。 根据_知识可知, 木块所受的滑动摩擦力为_N。 (2) 小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原 来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他的 探究过程中存在的问题是_。 老师,象这种与摩擦力有关的实验题,应当如何解答呢? 问题探究 根据二力平衡测量摩擦力(重要性:) 老师: 别急,从题意中去找线索!首先要解决的问题是怎样测量摩擦力的大
2、 小。木块在水平桌面上是怎样运动的?你先分析一下木块的受力情况。 学生: 我想想, 木块在水平桌面上向左做匀速直线运 动,运动状态不变处于平衡状态。木块在竖直方向上受到 的力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力N;而水 平方向上受到的力向左是拉力F、向右哦!是桌面 产生的摩擦力 f !如图所示。老师,你看对吧? 老师: 很好,你再想想,竖直方向和水平方向的每对力有什么关系呢? 学生: 哦,明白了:由于木块处于平衡状态,竖直方向的重力和支持力是一 对平衡力; 水平方向的拉力与摩擦力也是一对平衡力!用弹簧测力计测出的是对 木块施加的拉力,既然拉力与摩擦力平衡,摩擦力的大小也就等于拉力的大小! 读出
3、弹簧测力计的示数也就是摩擦力的大小!是吧,老师? 2 老师: 很好,你分析得很到位!我们正是根据二力平衡来测量摩擦力的!这 就对木块的运动有明确的要求了,你说是什么呢? 学生: 我想想, 要保证摩擦力与拉力平衡,木块就要处于平衡状态,那就是 要拉着木块做匀速直线运动。 上面的问题第( 1)问我知道答案了! “根据二力平衡知识可知,木块所受的 滑动摩擦力为2.8N。” 可是第( 2)问我还不太明白? 根据控制变量法分析“探究影响摩擦力的因素”问题(重要性:) 老师: 别慌,一步步来!你想想,影响摩擦力的因素有哪些? 学生:课本上说,摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度都有关系。 应该是压力
4、和接触面的粗糙程度两个因素影响摩擦力吧! 老师: 对,既然这两个因素都影响摩擦力的大小,我们通过实验进行验证或 探究时,就得采用科学的研究方法。 打个比方, 两个物体受到的摩擦力不同,到底是两个物体对接触面的压力不 同引起的?还是接触面粗糙程度不同引起的?我们怎样才能确定是哪个因素引 起的? 学生: 嗯,那就得一个个排查吧? 老师: 是的,你说说怎样操作呢? 学生: 我想想, 如果要探究是否是压力影响摩擦力,可以选质量不同的两个 物体,晕,不行!这两个物体的面积不一定相同,底面粗糙程度也不一定相同, 那就只用一个物体, 通过在它上面放其他物体的方法来改变压力,只让压力不同; 粗糙程度相同,那让
5、它们在同一个表面上做匀速直线运动就行了; 如果要探究粗糙程度怎样影响摩擦力,压力就得相同,用同一物体就可以; 不同的是粗糙程度,那就让物体在不同表面上运动。 老师: 你真棒!那第(2)问你会解答了吗? 学生:我看看,小华将木块沿竖直方向截去一半后,定量是粗糙程度和压力, 变量是接触面积;可课本上没说接触面积影响摩擦力呀! 不对,刚才我忽略了一个关键因素:木块沿竖直方向截去一半,桌面受到的 压力也变了,变成原来一半了!这样就出现了两个变量!是得不出正确结论的! 哈哈,我终于搞明白了!他的探究过程中存在的问题是“未控制木块对水平 3 桌面的压力不变”! 老师: 呵呵,你回答得非常好! 通过分析定量
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