劉鵬

實(shí)驗(yàn)探究就是通過師生及生生間的互助、互動來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探索知識、解決問題的學(xué)習(xí)方式，它是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要手段.下面以研究滑動摩擦力的大小為例談?wù)剬?shí)驗(yàn)探究的一些做法.

一、提出問題

我們?nèi)绾窝芯坑绊懟瑒幽Σ亮Φ囊蛩?？怎樣測滑動摩擦力的大小呢？

二、猜想

通過學(xué)生的自主討論，得到如下猜想與假設(shè)：

猜想1：滑動摩擦力大小與接觸面間的壓力有關(guān)系

猜想2：滑動摩擦力大小與相對運(yùn)動快慢有關(guān)系

猜想3：滑動摩擦力大小與接觸面面積有關(guān)系

猜想4：滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)系

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

將一端固定的測力計(jì)拴在滑塊上，并使滑塊位于水平木板上，使木板勻速運(yùn)動，測力計(jì)和滑塊雖然處于靜止?fàn)顟B(tài)，但滑塊與木板有相對運(yùn)動，因此滑塊受到滑動摩擦力.觀察測力計(jì)的讀數(shù)F，根據(jù)F=f測得f的大小.通過控制變量法，探究上述猜想.（本實(shí)驗(yàn)也可用微型電動機(jī)代替重物拉動木塊）

四、實(shí)驗(yàn)器材

玻璃板、鐵板、泡沫板等各一張、滑塊、鉤碼、長木板、托盤天平、重物（微型電動機(jī)）、細(xì)繩、測力計(jì)等

五、實(shí)驗(yàn)裝置

六、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一、滑動摩擦力大小與接觸面間的壓力的關(guān)系

在物體的接觸面面積、接觸面的粗糙程度、物體相對運(yùn)動的速度一定的條件下（控制變量法），探究滑動摩擦力與接觸面間壓力的關(guān)系：

實(shí)驗(yàn)二、滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系

在物體的接觸面面積、接觸面間的壓力、物體相對運(yùn)動的速度一定的條件下（控制變量法），探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)三、滑動摩擦力大小與接觸面面積的關(guān)系

在物體的接觸面粗糙程度、接觸面間的壓力、物體相對運(yùn)動的速度一定的條件下（控制變量法），探究滑動摩擦力與接觸面面積的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)四、滑動摩擦力大小與相對運(yùn)動快慢的關(guān)系

在物體的接觸面粗糙程度、接觸面間的壓力、接觸面面積一定的條件下（控制變量法），探究滑動摩擦力與物體相對運(yùn)動的速度的關(guān)系

七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

滑動摩擦力的大小與正壓力的大小成正比；滑動摩擦力的大小與接觸面面積的大小無關(guān)；滑動摩擦力的大小與接觸面的材料、平滑程度有關(guān)；在速度較小時，滑動摩擦力大小與相對速度無關(guān).

八、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、活化學(xué)生思維

本實(shí)驗(yàn)中有一個誤區(qū)，在探究滑動摩擦力大小與接觸面間的壓力的關(guān)系時，學(xué)生誤以為壓力一定等于重力，從而出現(xiàn)滑動摩擦力的大小與重力成正比的經(jīng)典錯誤.

作如圖2改進(jìn)就解決了上述問題，實(shí)驗(yàn)過程中用鐵架臺及長木板搭建斜面，測量斜面的高度和長度求的傾角θ.實(shí)驗(yàn)過程同上實(shí)驗(yàn).拉動木塊，觀察測力計(jì)讀數(shù)F，根據(jù)f=T-Gsinθ和F_N=Gcosθ測得f和F_N.改變不同傾角，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn).這樣改進(jìn)的目的，主要探究滑動摩擦力與重力和壓力的關(guān)系.在重力不變的情況下，調(diào)整傾斜的角度，改變壓力.拉動木板，觀察測力計(jì)的讀數(shù)，判斷滑動摩擦力與重力和壓力的關(guān)系.當(dāng)然也可以探究滑動摩擦力大小與相對運(yùn)動快慢的關(guān)系；滑動摩擦力大小與接觸面面積的關(guān)系；滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系等.

“研究滑動摩擦力的大小”實(shí)驗(yàn)全面體現(xiàn)新課程理念，指導(dǎo)好學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生課堂參與率，使每位學(xué)生動起手來，使每位小組成員積極參加討論；注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的思想，注重實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和改進(jìn).學(xué)生在完成這一探究過程中，教師加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，經(jīng)歷了自主探究且回顧了“控制變量法”這種科學(xué)探究方法.以上兩種實(shí)驗(yàn)探究方案克服了測力計(jì)不易勻速拉動、示數(shù)不穩(wěn)定而不便于讀數(shù)的缺點(diǎn)。endprint