实验探究 滑动摩擦力的影响因素

实验探究滑动摩擦力的影响因素
一、实验目的:
1.让学生经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程.
2.体会怎样进行科学的猜想，理解在研究多因素问题中运用“控制变量法”的思想方法。

二、情景引入:
初中物理学习及生活经验告诉我们,滑动摩擦力与我们的生活息息相关,有时我们要增大摩擦加以利用,有时要减小摩擦,那如何增大减小摩擦呢?我们必须先来探究滑动摩擦力的影响因素.
三、方法引导:
可将长木板放在水平桌面上，把小木块放在长木板上，用弹簧秤(或钩码)水平拉小木块做匀速直线运动，根据两力平衡可得,滑动摩擦力大小等于弹簧秤的读数(或钩码重力)。

四、实验方案: (小组讨论,方案汇总)
预测:
（1）猜想与假设：
学生根据已有的科学知识、经验、通过思考相互讨论，派代表发言，做出猜想：有的同学认为滑动摩擦力大小可能与物体运动的快慢有关；有的同学认为可能与物体接触面积的大小有关；有的同学认为可能与物体接触面的性质有（如粗糙程度、材料）有关；有的同学认为可能与物体的压力大小有关。

（2）制定计划与设计实验：
学生通过讨论制定计划并确定实验方法——控制变量法，并依据此绝大多数同学设计实验方案如下：将长木板放在水平桌面上，把小木块放在长木板上，用弹簧秤(或钩码)水平拉小木块做匀速直线运动，根据两力平衡知滑动摩擦力大小等于弹簧秤的读数。

（3）器材:带有滑轮的长木板,小木块,弹簧秤或钩码
（4）进行实验、收集数据：
每4人为一组操作实验、合作学习、自主探究。

（以下实验过程由学生完成，教师巡视教室，参与指导）。

①在接触面积、接触面性质、接触面间的压力一定的条件下（控制变量法），
研究滑动摩擦力与物体运动速度的关系：
②在物体运动速度、接触面性质、接触面间的压力一定的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与接触面积关系：
③在物体接触面积、物体运动速度、接触面性质一定的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与接触面间的压力关系：
④在物体接触面积、物体运动速度、接触面间压力一定的条件下（控制变量法），研究滑动摩擦力与接触面间性质（如材料、接触面粗糙程度）关系：
（5）分析与论证
每个小组对实验数据进行分析处理，尝试根据数据得出结论。

师生共同讨论得出公式：F＝μF
N
为压力（对物体表面的垂直作用力），μ为动摩擦因数(μ的F为滑动摩擦力，F
N
数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度有关)。

（6）评估
要求学生把在探究活动中发现新的问题反馈（如学生在拉木块时不是匀速运动，弹簧秤的读数难读），并能吸取经验教训，改进探究方案或采取其它措施（如多次测量取平均值减小误差）。

（7）交流与合作
完成实验后要求每小组将自己的探究过程、注意事项、成果及存在问题写成实验报告。

再叫几个小组代表报告实验的有关情况，进行交流、讨论，听取其他同学的提问并做出正确的解答。

分析：①教师在各小组成员对以上探究的课题进行猜想、设计方案以及进行实验等阶段中进行及时地巡视和引导，必要时进行指导，还要和学生一起交流、共同评价，以体现新课程对教师在教学过程中的定位---“教师是学习内容的组织者、引导者和促进者”。

②关于科学探究的程序、如何控制变量、规范操作等问题还是有必要让学生注意，因为在高中这是第一次实验探究，必须让学生养成良好的实验习惯，当然重点还是放在探究方案的设计与完善上，以初步培养学生的实验设计能力、创新能力和合作能力。

③要求每小组将自己的探究过程、注意事项、成果及存在问题写成实验报告并向全班汇报，目的有二：一是设计的实验方案一定要科学，这是科学实验探究的基础；二是通过相互交流，发现其它小组设计的优点和缺点，可强化学生的发散思维，这是创新思维和创新能力培养的前提。

五、课后延伸、加深理解
多媒体屏幕投影以下两个问题。

问题1：能否得出接触面越粗糙，动摩擦因数越大？
问题2：有人认为摩擦力产生的起因是接触面间齿状不平，你以为如何？科学家目前对摩擦力产生的原因的研究是如何中？
以上两个问题大家课后再去通过实验研究或上网查找。

分析：教师有针对性的整理网络上的相关资料，不仅可以扩展学生的视野而且会进一步激发学生的兴趣（想将来有一天找出摩擦力的本质），培养学生热爱科学，勇于探求的精神。