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课堂上的无奈

人教版九年级物理教科书第十三章第三节《摩擦力》中有一个“探究影响摩探力大小因素”的实验:手拉弹簧测力计在长木板表面作匀速直线运动,弹簧测力计的示数即为摩擦力的大小(根据二力平衡原理).这个实验非常重要,可做起来还是遇到了麻烦.

记得那是2007年10月的一天,课前我已经在实验室进行过多次探究,基本都不成功!于是在课堂上我只探究摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系,并且还特别小心地进行操作,但是由于弹簧测力计的示数晃动实在太大,只好非常牵强地告诉同学们结论.

望着同学们满脸的疑惑,我真的无可奈何!此时,有思维非常活跃的同学说:“贺老师,我认为摩擦力的大小还与相对运动的快慢有关,是不是运动得越快,摩擦力就越小;摩擦力的大小应该与接触面积的大小有关,是不是接触面积越大,摩擦力就越大?”面对这些充满求知欲的学生,我非常不自在,但是又十分无奈,因为我知道:即使我再细心地去探究,也不可能得到同学们想要的答案,我不得不中止学生的提问,并且绕开这个话题,继续课堂教学.

下课后,仍然有几位基础好的同学追出教室来问我,我也只能尴尬地将正确的结论告诉他们(原实验实在是没有办法验证出来!).不能让学生得到满意的答案,我心里生出一种莫名的歉疚感!我坐在办公室陷入了沉思:我可不可以对这个探究实验进行改进与创新,不再让这样尴尬的场面继续?


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实验的改进与创新

通过利用网络资源以及与同事探讨,我认为原实验的问题主要是两个方面的原因引起的:①由于拉力的不均衡,使得弹簧测力计示数晃动较大,再加上木板的长度非常有限,实验刚开始,马上就要结束了,没有充足的时间来读取示数;②读数时弹簧测力计要保持水平,且还要匀速运动,在运动中读数难度就更大了!我认为解决的关键点有两个:①如果可以让弹簧测力计固定,且竖直起来,读数就不是问题了;②不要手拉木块来运动,如果可以利用电机,就更容易实现匀速了!带着这些想法,2007年的暑假,我便着手进行实验的改进:①根据运动的相对性,把木块的运动改为木板的运动,则静止的木块水平方向受到的弹簧测力计的拉力和摩擦力仍然是一对平衡力;②木块不动了,就可以利用一个定滑轮,通过细线将弹簧测力计固定,并竖直起来;③做一个套子,直接套在木块上,就可以改变接触面的粗糙程度.


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不是有的同学还提出摩擦力的大小与运动快慢有关,与接触面积的大小有关吗?我想:何不直接用传送带来代替长木板,这样既可以缩小体积,又可以实现往复运动!如果再加一个调速开关,实现对传送带速度的控制,这不正好可以探究与运动快慢的关系吗?如果选择一个长方体的木块,只要将其横、侧、竖放,不就可以探究与接触面积大小的关系吗?

想法基本成熟,于是我精心设计了图纸,并请一位木匠邻居帮忙制作了这个“摩擦力探究仪”.

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新实验仪的使用与完善

在使用“摩擦力探究仪”直接进行教学后,多位同行与专家在肯定的同时也进行了指导,比如:还可以设计一个手柄,在停电的情况下同样可以进行探究.|

在数学中,我发现,利用该装置可以将整个探究实验交给学生以小组的形式来完成(有人操作、有人读数、有人记录、小组讨论总结),而且实验操作简单、示数稳定,通过自己动手与合作能大大激发学生的兴趣与好奇心,教学效果非常好!另外,使用“摩擦力探究仪”还可以对探究内容进行拓展(与相对运动快慢无关、与接触面积大小无关等),学生对探究的结论印象深刻,并能迅速地用于练习,熟练地

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;用来解释生活现象!

一份付出,必有一份回报!我相信这个仪器将会进一步满足教学的需要,也会受到学生与同行的喜爱.

(作者:湖南省长沙市长郡芙蓉中学教师)

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