喬家奎

【摘要】力學(xué)實(shí)驗(yàn)是初中物理階段的一個(gè)難點(diǎn)，也是考點(diǎn)，而“與摩擦力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)”是力學(xué)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，考查的知識(shí)比較多，要求學(xué)生對(duì)摩擦力有關(guān)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量、操作、科學(xué)探究方法、數(shù)據(jù)的分析與處理及學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)的理解與掌握.

【關(guān)鍵詞】摩擦力；物理實(shí)驗(yàn)；變量

通過實(shí)驗(yàn)考查，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)方法的使用、實(shí)驗(yàn)探究能力和物理思維方式等多種能力，針對(duì)不同方面的考查，給學(xué)生全方位、全角度的一個(gè)視野的賞析，為了讓學(xué)生能有全面的能力的培養(yǎng)，下面從不同角度探析與摩擦力相關(guān)實(shí)驗(yàn)的考點(diǎn).

1 科學(xué)研究方法的運(yùn)用及實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)

在探究摩擦力影響因素實(shí)驗(yàn)中，需要運(yùn)用控制變量法探究實(shí)驗(yàn)，即控制某個(gè)量不變，而改變另一物理量，不能同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)變量，而在此實(shí)驗(yàn)中，涉及的物理量是壓力和接觸面的粗糙程度．因此在探究其他因素時(shí)，也要控制好變量與不變量.對(duì)于實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，首先要考慮是否符合控制變量法，分析變量的個(gè)數(shù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià).

例1 如圖1所示是小東同學(xué)探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，

（1）小東進(jìn)行了以上實(shí)驗(yàn)過程中，每次都是用彈簧測(cè)力計(jì)沿____方向拉動(dòng)，使其做____運(yùn)動(dòng)，并且記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)，這樣進(jìn)行是根據(jù)____的原理，可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．

（2）要探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系時(shí)，可以通過比較____和____兩次實(shí)驗(yàn)；比較乙和丙兩次實(shí)驗(yàn)可以探究滑動(dòng)摩擦力的大小與____是否有關(guān)；

（3）小東在對(duì)比甲和丁實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)第四次實(shí)驗(yàn)的示數(shù)明顯比第一次的大，你認(rèn)為此組實(shí)驗(yàn)____符合控制變量的思想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)去得出正確的結(jié)論.（選填“是”或“否”）.

答案 （1）水平；勻速直線；二力平衡

（2）甲 乙 接觸面的粗糙程度 （3）否

解析 （1）在四次實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量摩擦力，需要通過的轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行測(cè)量，因此需要通過二力平衡原理間接測(cè)量摩擦力，使其水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)摩擦力等于拉力，這樣可以間接的測(cè)量摩擦力.

（2）此問考查了控制變量法的使用，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，根據(jù)控制變量法可以找到甲和乙兩圖即可說明；在比較乙和丙兩圖中，可以看出壓力相同，而接觸面粗糙程度不同，因此可以得出滑動(dòng)摩擦力和接觸面的粗糙程度有關(guān).

（3）比較甲和丙兩圖不難看出壓力和接觸面的粗糙程度都不同，出現(xiàn)兩個(gè)變量，不符合控制變量的思想，因此不能得出的正確的結(jié)論.

點(diǎn)評(píng) 科學(xué)的探究方法是實(shí)驗(yàn)重中之重，要學(xué)會(huì)利用控制變量法進(jìn)行探究，把握變量與不變量，認(rèn)真審題，學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)，同時(shí)歸納結(jié)論也要符合控制變量的思想.合理運(yùn)用科學(xué)方法研究實(shí)驗(yàn)是核心，通過二力平衡測(cè)量摩擦力是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，每一環(huán)節(jié)都要遵循一定原則，才能更好的完成實(shí)驗(yàn)最終目的.

2 識(shí)別相關(guān)的圖像

例2 如圖2所示，在完成“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)后，

（1）小東將毛巾鋪在水平木板上，重復(fù)①的實(shí)驗(yàn)過程，探究木塊在毛巾表面的運(yùn)動(dòng)情況；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明得出拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙，木塊運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙.由圖可知，在1～2s內(nèi)木塊所受的拉力____摩擦力（選填“大于”、“小于”或“等于”），此時(shí)木塊在毛巾表面上的摩擦力為____N.

答案 大于 2.4

解析 分析圖像丙可知，在0～1s內(nèi)，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，在1～2s內(nèi)木塊處于加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力大于摩擦力，在2～3s內(nèi)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，題中求在1～2s內(nèi)摩擦力，而此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，由于滑動(dòng)摩擦力的影響因素沒有發(fā)生改變，因此需要通過勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中去判斷摩擦力，在2～3s時(shí)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)比圖乙可知，此段過程中的拉力F=2.4N，此時(shí)的拉力與滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，所以可知f＝F=2.4N.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于力學(xué)圖像一定要學(xué)會(huì)識(shí)別，讀懂各段的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及力的大小，要對(duì)應(yīng)關(guān)系利用摩擦力的知識(shí)及平衡狀態(tài)去分析判斷.同時(shí)要找出不同段的物理量的關(guān)系，抓住不變的物理量去間接判斷.

總之，對(duì)于與摩擦力相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，涉及的內(nèi)容很多，并且考查的方式很多，特別是一些拓展實(shí)驗(yàn)，另外，對(duì)于摩擦力實(shí)驗(yàn)的考查也會(huì)結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，考查了實(shí)踐動(dòng)手能力的同時(shí)，也會(huì)考查應(yīng)用能力、分析歸納能力等，在這些問題考查同時(shí)，也會(huì)對(duì)受力分析等力學(xué)問題進(jìn)行考查，特別是初高中銜接問題也會(huì)穿插于實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，因此要善于總結(jié)加強(qiáng)訓(xùn)練.

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