一、摩擦力教学中的重难点
2010年人教版《物理(选修3-1)》第三章第3节《摩擦力》是高中物理中非常重要的内容。其中有两大知识点既是重点也是难点。
其一是静摩擦力,包括静摩擦力的方向、影响静摩擦力大小的因素以及对静摩擦力的理解,学生在理解“相对静止的两个接触面之间也可以产生摩擦力”时比较困难,这里教师要强调“相对静止”的物理意义,要让学生明白静摩擦力是相接触的两个物体相对静止,而不是物体相对地面静止。教师可以通过教科书中图3.3-1的“思考与讨论”(见图1)帮助学生认识静摩擦力的大小和影响静摩擦力大小的因素,但是由于问题太过抽象,纯粹靠思考和想象很难让学生真正理解这部分知识,不能达到理想的教学效果。
其二是滑动摩擦力,教科书中图3.3-2的演示实验(见图2)让学生观察滑动摩擦力的方向和大小,激发学生去思考滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,这样既背离了物理以实验为依据的学科特征,也不能有效突破该知识的教学难点。
由于电机转速很快、皮带的摩擦因数很大,实验过程中小车发生跳动,现有的J2175型摩擦力演示仪(见图3)示数晃动剧烈,根本无法使用;此外,网上有一种新的21024型LED数显静摩擦力演示仪,虽然科技感十足,在演示静摩擦力的大小时很成功,但是由于灵敏度太高,在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,显示屏上的“摩擦力瞬时值”一项显示数据变化剧烈,根本无法读数,也无法进一步描绘出滑动摩擦力和正压力的线性图像,因而无法得到摩擦力和正压力成正比的结论。在后续对滑动摩擦力与速度及接触面的关系探究上,也存在类似问题。为此,本文在使用J2175型摩擦力演示仪的基础上进行必要的改进,设计了自制教具,结合现代多媒体教育装备使实验教学效果显著提升。
二、自制教具的原理
三、制作材料
四、制作方法
五、使用方法
六、结语
在实际教学过程中使用自制教具进行演示实验,并将实验通过手机投屏到一体机上,突破了重难点,激发了学生的学习兴趣,提高了课堂教学效率,得到了师生的一致好评,取得了非常好的教学效果。自制教具使抽象的、不可直接观察的摩擦力教学可视化,使实验现象更为直观、生动和可信。自制教具所使用的材料和工具都是信息科技课程中所涉及的,合理选择材料、熟练使用工具,也是对学生在物理实验中综合实践能力的检验。当然,如果利用传感器、单片机程序设计和LED灯指示摩擦力的方向,效果会更加清晰直观。
潘自辉 甘肃省永昌县第一高级中学 |