关于《滑动摩擦力与哪些因素有关》的改进实验.doc

关于滑动摩擦力与哪些因素有关的改进实验地方一中 孙亚楠 郑建锋内容提要:沪科版八年级物理第六章第五节科学探究：摩擦力一节第119页是用图所示的器材来探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的教材中设计的实验探究步骤如下：(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动。(b)在桌面上放一较粗糙的木板，用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动。(c)取走木板，用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。(d)在木块上加放一个重物，用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。1.教材实验回顾。沪科版八年级物理第六章第五节科学探究：摩擦力一节第119页是用图所示的器材来探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的教材中设计的实验探究步骤如下：(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动。(b)在桌面上放一较粗糙的木板，用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动。(c)取走木板，用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。(d)在木块上加放一个重物，用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动。 图一2.教材实验不足分析。如图根据二力平衡原理实验时只有用弹簧测力计水平拉木块匀速滑动时，弹簧测力计对木块的拉力大小才等于木块所受的摩擦力大小，这样弹簧测力计示数的大小才能反映出摩擦力的大小。所以探究滑动摩擦力与哪些因素有关时实验成功的关键是让木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动实验时有两个问题需要思考和解决：一是如何让木块做匀速直线运动；二是如何准确地从弹簧测力计上读数。教材中这两个问题都没考虑充分因为用手直接拉动弹簧测力计很难保证木块始终做匀速直线运动从而导致测力计示数不稳定；其次弹簧测力计一直在运动也难以精确读数，数据存在较大误差。所以教材上的实验设计有明显的缺陷。 图二3.实验改进方案及优点。为了能从弹簧测力计上准确读数，实验时应让弹簧测力计保持静止同时还得让木块与木板间发生相对运动。因此实验时可以抽动下方的木板让木板运动，弹簧测力计和木块静止。改进方案：如图将弹簧测力计一端固定，另一端拉着小木块向右水平抽动木板。木块同时受弹簧测力计的拉力和木板对它的摩擦力而保持静止。 图三改进后的优点：因为滑动摩擦力大小与物体运动速度的大小无关，所以不需要匀速拉动长木板，操作比较容易；同时弹簧测力计相对静止此时很容易读数；同时因为示数稳定实验效果较好。改进方案：如图将弹簧测力计一端固定，另一端拉着小木块，在长木板底部垫上圆形铅笔。向右水平抽动长木板，木块同时受弹簧测力计的拉力和长木板对它的摩擦力而保持静止。 图四改进后的优点：若直接将长木板放在桌面上，用手拉动长木板运动时，由于长木板与桌面间存在很大的摩擦力所以会给拉动带来困难。实验时在长木板底部垫上铅笔后用滚动摩擦代替滑动摩擦，减少长木板与桌面间的摩擦力，拉动更容易。同时弹簧测力计的示数也更稳定，实验效果更好了。改进方案：如图，将弹簧测力计放在一木块上，使测力计一端固定，另一端拉着小木块。在长木板底部垫上铅笔，向右水平抽动长木板，木块同时受弹簧测力计的拉力和长木板对它的摩擦力而保持静止。改进后的优点：弹簧测力计在实验过程中始终处于悬空状态，其自身重力对实验也会产生影响。若实验时在弹簧测力计下面放一木块做支撑，可以抵消掉弹簧测力计自身重力对实验的影响，使得实验读数更准确实验效果也更佳。由以上分析可知3个改进方案都比原教材中的实验设计有所改进方案和方案主要解决了木块匀速运动和从弹簧测力计上准确读数的困难。方案在方案和方案的基础上又考虑了弹簧测力计自身重力对实验数据的影响进而设计出使弹簧测力计读数更加精确的实验方案。3个改进方案的设计思路是不断进步的。对于课本中的探究实验或