浅谈高中物理教学中摩擦力问题的实质

发表时间:2021/5/26   来源:《教育学文摘》2021年第5期   作者:李伟
[导读] 摩擦力的知识,是高考物理题目中的难点
        李伟
        重庆市涪陵高级中学校,重庆  408000

        摘要:摩擦力的知识,是高考物理题目中的难点,主要是题目涉及静摩擦力的时候,我们需要讨论静摩擦力是否达到最大值。在接触面的两个物体之间,是否达到最大静摩擦力主要是取决于接触面两物体的相对运动的趋势是否达到最大。这一类问题,在日常的教学中,我都引导学生理解成数学的区间问题,我们主要是看临界值是多少,这样就可以将变化的过程简化成。很多学生都觉得“摩擦力”这一部分内容比较难掌握,不仅是因为这个知识点本身难以理解,还因为它常同做功与综合受力分析结合起来,从而使问题变得十分复杂。此外,摩擦力的方向判别与产生条件一直以来都是易错点,这就加剧了学生学习时的心理负担。本文主要从三个方面阐述我对这部分内容教学的一些心得,希望能为广大教师的教学工作提供借鉴。
        关键词:高中物理;摩擦力;教学
        常见的三种性质力是重力、弹力和摩擦力。摩擦力作为其中的一种力,它在日常生活中有很重要的作用。有了手与物体之间的摩擦,拿在手中的瓶子、毛笔才不会滑落;有了鞋底与地面的摩擦,人才能走路。另外,摩擦力在生产技术中也有着广泛的应用,例如,皮带运输机是靠货物和皮带之间的摩擦力来运输货物的。
        一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时,会受到另一个物体对它的阻碍作用,这种阻碍物体相对运动趋势的力称为静摩擦力。静摩擦力出现在相对静止且存在相对运动的趋势的物体间,它的方向总是跟接触面相切,并且与物体的相对运动趋势相反,但一部分学生误认为只要静止的物体间就存在静摩擦力,或者只要运动的物体一定不受静摩擦力,也就是说,学生不理解“相对”一词的真正含义。因此,在教学过程中,笔者进行了分析摩擦力的专题训练,将常见模型列举出来,用定义法、假设法和状态法引导学生分析形同质不同的题型。
        一、多元分析,探究摩擦力产生条件
        在“摩擦力”的教学过程中,第一个要攻克的难关就是摩擦力产生的条件。由于摩擦力的定义比较难理解,很多学生甚至学完了这部分内容都不知道摩擦力是如何产生的。因此我们需要通过多元分析来让学生明晰摩擦力产生的条件。
        比如,我在讲解“科学探究:摩擦力”这节课时,由于这是学生首次接触摩擦力,我没有一下给学生安排太多的学习任务,而是循序渐进,先拿出一节课来让他们明晰摩擦力的产生条件。
        我首先向他们介绍摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力,并将两种摩擦力的区别进行阐述,之后我根据课本上给出的这两种摩擦力的概念引导学生逐句进行多元化的分析。以滑动摩擦力为例,我让学生先读两遍这个概念。这时学生都觉得云里雾里,似懂非懂。为了帮助学生深刻理解这个概念,我在黑板上列了三个空白横线,并让学生根据概念自己探究产生滑动摩擦力的三个条件。这时学生对这个概念就有重点针对性了。不一会儿,学生就都找出来了这三个条件,即两物体互相接触、存在相对挤压、存在相对滑动。这样一来,这个概念就被很明确地归纳出来了,学生以后在判断有没有滑动摩擦力存在时就会非常明确、清晰,从而大大降低了他们的犯错率。
        在上面这节课中,我通过多元分析,以及引导学生主动探究,大大提高了学生学习滑动摩擦力概念的效率。


        二、对比辨别,判别摩擦力方向
        摩擦力产生的条件只是“摩擦力”教学中一项较为基础的知识,判别摩擦力的方向才是在解决摩擦力的相关问题时非常关键的一个步骤。因此,在这部分知识的教学中我们马虎不得,必须通过对比辨别,来确保学生能准确地判断摩擦力的方向。
        同样地,在讲解“力的平衡”这节课时,我会讲解到“物体的受力平衡状态”这一内容。学生在进行受力分析时最容易分析错误的就是摩擦力的方向,所以让学生们学好这一知识对整个初中物理的教学而言都是极为重要的。上课时,为了让学生深刻地掌握这一知识,我进行分类讲解。
        首先是转动或滚动的物体。我同时在黑板上写下了三道例题,一道是自行车所受摩擦力示意图,一道是一个球上台阶的受力图,另一道是小木块上斜面的受力图,即分析重力mg、支持力N、以及拉力F和摩擦力f的平衡。这三个例子同时出现在黑板上不但有利于单个案例当中受力分析的对比辨别,还有利于学生通过不同例子之间的对比,更加深刻地理解“摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力”这句话。要知道,对这句话的深刻理解是学生准确判断摩擦力方向的核心。
        在上面的案例中,我没有将每一道题都分开单独讲解,而是通过题目的归纳分类让学生能够对比着来理解并学会判断摩擦力的方向。这对于学生构建知识体系、宏观把握知识是大有帮助的。
        三、延伸视角,探究摩擦力做功
        除了准确判断摩擦力的有无与方向,摩擦力的应用也是初中物理教学的一个重点。因此我们要延伸视角,让学生能够在已有知识的基础上深刻地认识摩擦力做功并能进行准确计算。
        比如,我在讲解沪教版初中物理教材“做功了吗”这节课时,会单独讲解“摩擦力做功”这部分内容。不少学生都因为摩擦力的概念而产生一个误区,即“摩擦力总是阻碍物体运动,所以摩擦力肯定做负功”。显而易见这是错误的。为了改变学生的这一认知,我先进行前面讲过的摩擦力相关知识的引入,让学生熟悉摩擦力的有关概念,之后通过几个例子的分析和计算,让学生发现摩擦力不但可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。这一过程让学生延伸了之前所学知识的宽度,也加深了学生对于摩擦力与做功的理解,可谓是一举两得。
        纵观全文,无论是明晰摩擦力产生的条件,判断摩擦力的方向,还是计算摩擦力做功,都是帮助初中生构建摩擦力知识体系不可或缺的重要部分,都可以大大地升华学生的物理素养,让我们的物理教学愈发熠熠生辉。
        参考文献
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        [2]赖世锵.培育核心素养形成物理观念——以“静摩擦力”教学设计为例[J].中学物理教学参考,2019(18).
        [3]范佳午.基于课程目标,提升物理教学育人价值——以“摩擦力”教学为例[J].物理教学,2019(09).
        [4]吴可.浅析摩擦力学习中的几个问题[J].考试周刊,2010(35):56—57.
        [5]王开轩.平衡状态下如何判断静摩擦力方向[J].物理教学探讨,(9):20—21.
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