崔蕾、凌战杰、朱艳超
河南省西华县第二高级中学
【摘要】演示实验指密切配合物理课堂教学由教师操作并引导学生观察得出相关结论的实验教学方式 ，对必修1中的摩擦力实验进行改进和创新性设计，展示最明显的实验现象，加强演示的趣味性，促进学生掌握相关知识。 在物理教学中开展实验教学，可以加深学生对物理概念和规律理解，是学生获得直观感性认识的重要手段，是将理论与实际相结合的重要方法。[1]
关键词：高中物理 摩擦力演示实验 创新研究
一、 教材中摩擦力演示实验的不足分析
图1、2所示，木块放于桌面上，用手拉动测力计观察示数和木块的运动情况，得出静摩擦力的相关结论，有缺陷：（1）拉测力计读数时不可避免要有抖动，影响学生的分析判断，很难保证施加的拉力方向不变；（2）探究滑动摩擦力时，要求测力计匀速拉动木块，拉力才等于摩擦力，操作麻烦。
二、常用摩擦力演示实验的改进
图3所示，木块A和长木板B由相对静止到相对运动的整个过程，观察测力计的示数，探究出静摩擦力和滑动摩擦力的相关特点。测力计是固定的，相对操作者静止，使得读数较为准确，避免了直接拉动木块时因测力计读数的不稳定所带来的误差 ；不需要匀速拉动木板，操作起来更加容易；可是在探究最大静摩擦力时，后面学生很难观察到木块和长木板刚好滑动的的那个瞬间；实验中测力计的拉杆处于水平状态，学生很难观察示数，降低了学生的参与度，测力计处于自重下垂的状态，致使拉杆与外壳之间发生摩擦而产生实验误差。[2]
三、摩擦力演示实验装置的创新设计
图4所示：两辆小车加薄木板自制成一辆带斗的八轮小车，小车置于有滑轮底面较光滑的水平长木板上，水平长木板上固定有测力计，木块至于小车上。用手缓慢的拉动小车，可以看到木块和小车相对于长木板一起运动，但木块和小车保持相对静止，测力计有了示数。继续拉动小车，测力计的示数增大到某一个数值时，测力计指针突然缩回，木块相对于小车滑动，之后的摩擦力就是滑动摩擦力。通过以上步骤归纳总结出静摩擦力大小的特点、影响最大静摩擦力和滑动摩擦力大小的因素及滑动摩擦力的大小与正压力FN的正比关系。
四、教学探讨—自制摩擦力演示仪的应用
4.1 静摩擦力的定性认识
（1)运动的物体不会受到静摩擦的作用；（2）静摩擦力一定阻力；（3）正压力越大，静摩擦力越大。分析发现：运动的物体也会受到静摩擦力的作用，在运动过程中静摩擦力提供了木块运动的动力，说明静摩擦力不一定是阻力，运动物体也会受到静摩擦力作用，“动中有静”、“相对静止”就有了更深刻认识。
4.2 探究静摩擦大小的特点以及影响最大静摩擦力大小的因素
静摩擦力的大小可无限制的增大吗？继续给小车施加力的作用，学生会观察到测力计的示数增大到某一个数值时，测力计指针突然缩回变小到某一个值，此时木块和小车的两个标记刚好错开，木块相对于小车滑动。说明静摩擦力大小随着木块所受的拉力增大而增大，但有一最大值，总结出：静摩擦力大小的特点可变化；有范围：（0＜F≤Fmax)。
4.3探究影响滑动摩擦力的大小的因素
在实验允许的误差范围内，滑动摩擦力和正压力的比值是相等的，由此得出了滑动摩擦力与压力的正比关系，直接引出动摩擦因素μ，得到滑动摩擦力的计算式：f＝μFN。
结语：在高中物理教学中，摩擦力实验是非常典型的演示实验，又可作为兴趣实验放在学习新知识以后来完成，旨在提高学生学习兴趣和学以致用的能力。利用简单的材料组装成装置来对摩擦力进行探究，解决了文中提到的问题，让学生更能理解摩擦力的特点及其相关规律。
参考文献：
[1]程彧.演示实验在物理教学中的作用[J].考试周刊，2018
[2]李新峰.浅谈高中物理实验教学的重要性[J].《学月刊》，2012
2020年周口市基础教育教学研究课题《创新演示实验在高中物理教学中的研究》
(课题编号：zkjy20075011)研究成果