基于實(shí)踐的高中物理摩擦力教學(xué)研究

陳文斌

摘 要：物理是一門實(shí)用學(xué)科，在生活中處處有體現(xiàn)。教師要將課堂知識與生活常識相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，使學(xué)生鞏固相關(guān)物理知識。文章以高中物理課本中的摩擦力教學(xué)為例，對生活中的摩擦力進(jìn)行分析，并從實(shí)踐的角度提出摩擦力教學(xué)的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：高中物理;摩擦力;實(shí)踐;教學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2021）01-0118-02

物理是一門實(shí)用學(xué)科，在生活中處處有所體現(xiàn)。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，不能只注重課本知識，而輕視生活中的物理知識，要將課堂知識與生活常識相結(jié)合，這對于學(xué)生培養(yǎng)物理思維、鞏固相關(guān)物理知識有很大的益處。本文以高中物理課本中的摩擦力教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，對生活中的摩擦力進(jìn)行分析，期望能夠有助于學(xué)生對高中物理知識的理解和學(xué)習(xí)。

一、 摩擦力概述

在物理學(xué)中阻礙物體產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)的力或者在相對的運(yùn)動(dòng)趨勢下產(chǎn)生的力都叫作摩擦力。根據(jù)物理學(xué)特性可以將其分為靜摩擦力和動(dòng)摩擦力。靜摩擦力是在兩個(gè)物體相互不斷的接觸下、擠壓下還可以一直保持相對靜止而產(chǎn)生的力。動(dòng)摩擦力是指在兩個(gè)物體之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的力。產(chǎn)生摩擦力的條件包括物體間直接接觸，接觸面粗糙，接觸面間有彈力存在，物體間有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢。這四個(gè)條件緊密相連，缺一不可。顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的，則肯定不存在摩擦力。

二、摩擦力的力學(xué)分析

（1）靜態(tài)的力學(xué)分析。靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢方向相反，靜止的物體受到的摩擦力取決于物體之間是否存在彈力和物體之間是否具有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢。靜摩擦力的大小跟物體受到的外力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，在計(jì)算靜摩擦力的大小時(shí)可以利用平衡條件或者牛頓定律求解。比如，在兩個(gè)水平放置的方塊中間連著一根彈簧，有人在一邊輕輕拉動(dòng)其中的一個(gè)方塊，另一個(gè)方塊產(chǎn)生的力的大小如何？根據(jù)二力平衡的原理，當(dāng)我們使用的力小于彈簧產(chǎn)生的作用力時(shí)，在保證作用方向相同的情況下，另一方塊所受到的力等于這兩個(gè)力之和。當(dāng)此力大于彈簧的作用力，同時(shí)這兩個(gè)方塊依然靜止，那么這兩個(gè)力的作用方向是相反的，則另一方塊所受到的摩擦力是兩個(gè)力的差。

（2）動(dòng)態(tài)的力學(xué)分析。當(dāng)兩物體處于非平衡狀態(tài)時(shí)，其摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，其方向判斷與前面相同。在高中物理教材中，學(xué)生在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，斜面是物體受力最好的場景。物體在斜面上滾動(dòng)時(shí)，從頂端向下滾落，逐漸滑落到斜面底端。整個(gè)過程存在著很奇妙的物理現(xiàn)象，它產(chǎn)生的摩擦力是由物體的質(zhì)量、斜面的粗糙程度以及角度共同決定的。

三、 摩擦力在生活中的應(yīng)用

力與人們的日常生活息息相關(guān)，它無時(shí)無刻不在影響著人們的生活。比如當(dāng)人們手握一個(gè)玻璃杯時(shí)，如果杯子自由向下滑落，就要牢牢抓緊它，增大握力防止它掉下去，增大握力就是在增大手與杯子之間的摩擦力。

對于摩擦力的應(yīng)用，人們早已積累了大量的生活經(jīng)驗(yàn)，積累了很多的小竅門，從而更加便利地進(jìn)行生活。比如，在下雪之后，路面更容易讓人滑倒，這樣不僅增加安全隱患，還不方便出行。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是冰雪路面較為光滑，導(dǎo)致摩擦力減小。這時(shí)，人們就要鏟雪鏟冰或者倒一些爐灰渣來增大摩擦力，防止摔倒。人們還可以在冰面上鋪設(shè)一些稻草，或者穿防滑鞋來讓自己行走得更加穩(wěn)定。只有增加了摩擦力，人們走在路上才會(huì)更加安全。再比如，人們在乘坐地鐵時(shí)，安檢需要用到傳送帶，它將人們的物品從這一頭傳遞到另一頭。由于傳送帶一直處在工作的狀態(tài)，就會(huì)讓上面的東西從靜止的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。假設(shè)這段距離足夠長，這就可以使物品最終的距離與傳送帶最終的距離用同樣的速度來保持相對靜止的狀態(tài)，再加上物體受力的作用，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的摩擦力消失。另外，圓形物體在運(yùn)動(dòng)的過程中也與摩擦力有關(guān)。在力的作用下，汽車剎車時(shí)，車輪和地面產(chǎn)生的滑動(dòng)趨勢就是靜摩擦力，是幫助汽車在剎車時(shí)更快停止的力，可以減少交通事故的發(fā)生。

四、基于實(shí)踐的摩擦力教學(xué)策略

1.通過課外實(shí)驗(yàn)來鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力

動(dòng)手能力是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要基礎(chǔ)，也是自身素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。在人教版高中物理教材中，除了演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)之外，教師還可以根據(jù)摩擦力原理，設(shè)置一些較為特別的摩擦力課外實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生提升興趣，擴(kuò)展視野。教師要合理安排實(shí)驗(yàn)順序，讓學(xué)生在課外實(shí)驗(yàn)過程中鍛煉動(dòng)手能力，讓每個(gè)學(xué)生都可以參與到實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后上交自己的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。對那些有難度的摩擦力實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)該給予及時(shí)提示，幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技巧，這樣可以加深學(xué)生對物理知識的印象。一些有趣的摩擦力實(shí)驗(yàn)可以不斷地提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，深化學(xué)生對物理概念和知識規(guī)律的認(rèn)識，提升他們的動(dòng)手操作能力。

2.積極進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力

學(xué)校是學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的主要場所，但是學(xué)校也是一個(gè)較為封閉的場所。學(xué)生必須不斷強(qiáng)化自身的社會(huì)屬性，以適應(yīng)未來社會(huì)對人才的需求。因此，教師應(yīng)該積極鼓勵(lì)學(xué)生到社會(huì)中去參加實(shí)踐活動(dòng)，利用一些時(shí)間組織學(xué)生為社會(huì)做有益的事，同時(shí)讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)知識。在開展社會(huì)活動(dòng)之前，應(yīng)該確立主題，以便開展社會(huì)調(diào)查。比如在道路上，部分車輛都會(huì)出現(xiàn)超速行駛導(dǎo)致的剎車不及時(shí)現(xiàn)象，從而發(fā)生交通事故。針對這種現(xiàn)象，教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有關(guān)摩擦力的分析，以減少城市交通事故為主題進(jìn)行探究。這不僅可以讓學(xué)生受到交通安全教育，還可以結(jié)合不同的學(xué)科知識進(jìn)行調(diào)查和訪問，豐富自身的知識儲(chǔ)備。在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以從摩擦力的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，從路面設(shè)計(jì)和輪胎設(shè)計(jì)等方面提出有創(chuàng)意的構(gòu)想，更好地服務(wù)交通，保證車輛的行駛安全。

3.內(nèi)化知識，嘗試寫有關(guān)物理的論文

在學(xué)習(xí)物理知識時(shí)，教師可以讓學(xué)生積極寫一些科技小論文，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識，及時(shí)表達(dá)他們在學(xué)習(xí)物理知識過程中的感受，將物理知識運(yùn)用到生活中的感受。教師可以挑出一些優(yōu)秀的論文進(jìn)行展示，讓學(xué)生發(fā)表自己的意見與建議，雖然這些文章內(nèi)容可能略顯稚嫩，但它們是學(xué)生的智慧結(jié)晶。比如，摩擦力的范文展示再加上適當(dāng)?shù)墓膭?lì)可以更好地激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識，引導(dǎo)他們對摩擦力知識進(jìn)行深入探究，并積極進(jìn)行實(shí)踐。在實(shí)踐過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)新的問題，并對新問題進(jìn)行梳理和鉆研，最后再通過寫論文的形式展示自己的奇思妙想，從而寫出更多具有價(jià)值、值得深思、有深度的文章。這樣就形成了一個(gè)良性的循環(huán)，給學(xué)生探究物理知識提供了新的平臺。

4.適當(dāng)開展物理科技活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

教師在日常教授關(guān)于摩擦力的知識時(shí)，可以適當(dāng)擴(kuò)展學(xué)生的知識面，引導(dǎo)他們充分掌握摩擦力的原理。學(xué)習(xí)的目的在于學(xué)以致用，這也是教育教學(xué)的重要目標(biāo)。教師可以適當(dāng)開展物理科技活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生完成一些關(guān)于摩擦力的科技小制作。學(xué)生在制作過程中，要盡量減小摩擦系數(shù)，從而減小摩擦力，減少損耗。這樣既可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

綜上所述，摩擦力在日常生活中隨處可見，如果沒有摩擦力，人們的生活就無法進(jìn)行下去，連穿鞋這樣的動(dòng)作都難以完成，帽子也會(huì)從頭上掉落下來。在摩擦力物理教學(xué)中，教師要重視實(shí)踐，讓學(xué)生在課外實(shí)驗(yàn)中、在社會(huì)實(shí)踐中、在論文寫作中、在科技活動(dòng)中，學(xué)習(xí)物理知識，提高動(dòng)手能力。

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