静摩擦力演示实验的改进
摩擦力实验改进
四、验的原型
测量工具 测量原理 测量方法
测量结果
弹簧测力计
F
二力平衡
用弹簧测力计水平拉动 木块，使它沿木板做匀 速直线运动。
F摩 =
N
.
本实验装置的缺点和不足：
1.实验中很难控制保证让木块 在木板上做匀速直线运动，摩擦力
F
并不是时刻都与弹簧测力计的拉力
平衡，弹簧测力计的示数就不稳定
2.实验中弹簧测力计始终运 动无法保持静止，我们不能准 确读数,造成误差比较大．
实验中很难控制保证让木块在木板上做匀速直线运动摩擦力并不是时刻都与弹簧测力计的拉力平衡弹簧测力计的示数就不稳定改拉木板不拉木块这样拉木板不需要考虑它是否一直做匀速直线运动木块和测力计总处于静止状态恰好克服原实验不足之处
测量滑动摩擦力实验改进
设计：
.
一、设计目的
为了更准确、更科学、更稳定的 测量滑动摩擦力。
1、利用定滑轮可以改变力的方向的特 点，把测力计竖直挂起使用就可克服 这个困难。 2、为忽略定滑轮摩擦的影响，可 使用分度值比较大的弹簧测力计.
F .
存在摩擦
.
二、实验的地位
该实验是八年级物理第六章第5节内容， 在已经学习了力的基本概念，根据二 力平衡原理基本知识，用弹簧测力计 测量摩擦力的大小，不仅巩固了之前 的知识，同时为进一步学习摩擦力与 那些因素有关做好铺垫。
.
三、实验的作用
⑴该实验是测量滑动摩擦力的大小，能对后 面的力与运动、平衡力、甚至对高一力学也 奠定良好基础； ⑵通过实验的观察和分析能较好的理解如何 滑动摩擦力的大小，为学习滑动摩擦力与那 些因素有关做好铺垫；
五、改进思路一
改拉木板不拉木块，这样拉
木板不需要考虑它是否一直
小学科学摩擦力实验的改进
小学科学《运动和摩擦力》实验的改进设计海拉乡中心学校管红《运动和摩擦力》是小学科学（科教版）五年级上册第四单元第5节的教学内容。
在这一节教学内容中，研究摩擦力大小与接触面的关系时，学生根据自己已有的生活经历，对这种运动与摩擦力的理解很容易，并且他们能够很快的认识到“物体的表面越光滑，摩擦力也就越小；物体的表面越粗糙，摩擦力也就越大”的推测。
能总结出教科书中的概念“一个物体在另一个物体表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，因此运动的物体受到另一种障碍运动的力，这种力叫摩擦力”。
“我们用测力计沿水平方向拉一个物体，刚好能使这个物体运动起来的力就相当于它受到的摩擦力。
”怎样用实验来证明？根据教科书提供的材料设计实验来检验推测，在操作中，将弹簧测力计固定在待测物体A上，使之放在毛巾制作的粗糙水平面上与弹簧测力计连接，再在弹簧测力计上施力，让待测物体A在粗糙的水平面上做匀速运动。
但在做实验的过程中，我们会发现待测物体，只要拉动弹簧测力计，就很难保持手用力的方向与水平面平行，由于用力方向的作用（如图一所示：会产生F上或者F下的力），就会在测力计拉着的物体在水平面上颠簸起来，甚至会跳跃的前进一大截，致使弹簧测力计的读数很难把握。
导致读数出现很大的误差，从而影响实验结论。
图一（要怎样才能保证将待弹簧测力计始终匀速、平行于水平面拉动？只有保证这样，才会让滑动摩擦力才等于弹力读数。
）对此我想起了力学中的一个问题，“力是相互的，施力物体与受力物体的“力”，是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。
力不能离开物体单独存在。
”然后我把实验进行了改进：把待测木块与弹簧测力计俩接，固定弹簧测力计的另一端，给用毛巾制作的粗糙物体的另一端施力，拉动毛巾制作的粗糙物体运动起来后，待测物体A达到稳定状态（相对水平面静止），此时，滑动摩擦力等于弹簧弹力的读数。
（如图二所示）图二通过实验的改进之后无论下面用毛巾制作的粗糙水平面如何加速、匀速还是减速，都不影响物体A 向右的滑动摩擦力大小，而且可以稳定读取弹簧弹力，且理论上能保证弹力等于滑动摩擦力。
对摩擦力演示实验的改进
（ ） 滑 长 方 形 木 板 ：０ｍｘ Ｏｍｘ ｃ 的木 板 一 １光 ６ ｃ ２ ｃ １ｍ
ｌ （ 记为 Ａ， 标 块 用作 底 座 ）３ ｃ ９ ｍｘ ｅ 的木板 一 ，６ ｍｘ ｃ １ｍ
： 标记 为 Ｂ 用作支架 的前 面） ３ ｃ ３ ｃ ｘ ｅ 块（ ， ，６ｍｘ ． ｍ ｌｍ的 ５
（ ｝ ）
凸
簧。 ｉ
竖 直固定于木板 Ａ的一端 ，使作为摩擦 面的长木板 Ｈ正好能在底座 Ａ的中间左 右抽动 。支架 的总厚度 Ａ联接处 同
・一Βιβλιοθήκη Ｅ三 三 —— — 围 １ｂ摩擦力演示仪俯视 图 一
ｌ １ 使 其 前 面 板 落 在 长 木 板 Ｈ 的 中线 上 。如 图 Ｉｂ 正好 —
（） ３ 量程 为 ５牛顿 的弹簧秤一支 。 （） ４ 轻质 滑轮两个 ， 轴两个 。 （） ５ 粗糙程度不 同的布料两条 ， 号砂布 张。 １
运动（ 或相对运动趋势 ）当“ ， 木块” 静止时， 它受到的 ｌ
摩擦力 ｆ 和弹簧秤的拉力 Ｆ 就是一对平衡力，即弹 Ｉ
簧秤的拉力永远等于“ 木块” 受到的摩擦力， 而与“ Ｉ 水 定地指在某一刻度处而不再跳动。
⑥
（ ）０ｍｘ ｃ ４ ｍ的木块～个 ； ６ １ｃ ８ｍｘ ｃ 细线若 干 ； 霉 青
３制作 方 法 ．
平 面” 的运 动是否“ 匀速” 关 ， 无 弹簧秤 的指针 也能稳 素小药瓶 中的橡 皮帽四个 。
ｆ
③支轮 Ｉ ⑤Ａ簧 ｉ 弹架 秤 目 定． 算 簧定． 滑．Ｂ ｌ 秤弹 轮滑 ④ ⑥．圈
⑤
ｉ
Ｉ
ｆ
（） １制作支架 。 首先 ， Ｂ平放于操作 台上 ， ｃ、 把 把
探究摩擦力大小实验及实验改进的方法
探究摩擦力大小实验及实验改进的方法方法一本实验的重点在于设计实验。
1、用控制变量的思想让可能影响滑动摩擦力的某一因素发生变化，提出具体的做法，特别是研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时，我们要控制压力和接触面粗糙程度相同，因此应使用几个面面积不同，但各面粗糙程度相同的同一木块。
依据实验结论，我们还可以比较两不同物体表面的粗糙程度。
即压力相同时，滑动摩擦力大，表示接触面粗糙。
如比较大小、形状相同的木块和铁块，那个表面粗糙时，采用将两物块叠放，以保证两次对水平面的压力相同，测出滑动摩擦力，力较大的那个面更粗糙。
2、用替代的方法，运用二力平衡的知识，测滑动摩擦力的大小。
因此就要注意，木块水平放置，弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力木块，同时读出示数的大小，也就是滑动摩擦力的大小。
实验改进：弹簧测力计需沿水平方向匀速拉力木块，比较难做到，我们可以固定弹簧测力计而拉木板。
拉动木板就不用匀速。
方法二物理探究实验：影响摩擦力大小的因素探究准备：弹簧测力计，长木板，棉布，毛巾，带钩长方体木块，砝码，刻度尺，秒表。
探究指导：关闭发动机的列车会停下来，自由摆动的秋千会停下来，踢出去的足球会停下来，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦力。
运动物体产生摩擦力必须具备以下三个条件：1.物体间要相互接触，且挤压；2.接触面要粗糙；3.两物体间要发生相对运动或有相对运动的趋势。
三个条件缺一不可。
摩擦力的作用点在接触面上，方向与物体相对运动的方向相反。
由力的三要素可知：摩擦力除了有作用点、方向外，还有大小。
提出问题：摩擦力大小与什么因素有关？猜想1：摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。
猜想2：摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
猜想3：摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。
探究方案：用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的摩擦力；改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度；改变木块与长木板的接触面，从而改变接触面积。
探究静摩擦力大小实验装置的改进
探究静摩擦力大小实验装置的改进作者：姬影彭朝阳来源：《物理教学探讨》2019年第03期摘; ;要：物理实验教学是物理教学工作的基础环节，教学实验器材的创新是教学理念与实践连接的纽带和桥梁。
从探究最大静摩擦力的实验教学出发，针对实验装置进行改进，借助传感器绘制图像展示数据，有利于定性和定量地探究静摩擦力的大小。
关键词：静摩擦力;实验改进;图像中图分类号：G633.7 文献标识码：A ; ; 文章编号：1003-6148（2019）3-0046-31; ; 引; 言“摩擦力”选自人教版高中物理必修1第3章第3节的内容，是在学习了重力、弹力基础上的进一步研究，它是常见的三种力之一。
正确认识摩擦力对前后知识的学习有着至关重要的作用，它是衔接本章重力、弹力和力的合成与分解知识的重要桥梁。
学生通过初中学习，已对摩擦力的概念有初步的认识，但在理解上还不够完善。
高一学生的思维正处于直观形象思维向逻辑抽象思维过渡的阶段，对实验观察有兴趣，但理性认知能力还有待提高。
基于教材本身的重要地位和学生的学情，如何在教学中揭示实验的本质显得尤为重要。
但在实验过程中因操作上的缺陷与误差及实验器材本身的局限性，实验效果并不理想。
2; ; 现行教材中的问题综合对比各版本教材的实验设计发现，教材均选取弹簧测力计作为测力的工具。
现以人教版高中物理必修一第三章第三节中“摩擦力”的实验为例，教材叙述如下：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。
在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动。
在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记。
继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小[1]。
虽然操作简单，但在实验过程中因操作上的缺陷与误差及实验器材本身的局限性，实验效果并不理想。
本实验装置（如图1所示）作为演示实验可见度低，不能满足全班学生同时进行实验的需求，且小纸团的位置移动不能准确读出拉力整个过程中的大小变化。
实验：探究最大静摩擦力的大小一、教学分析(一)、教材分析
实验：探究最大静摩擦力的大小一、教学分析（一）、教材分析本实验原是高中物理必修1第三章第三节的一个演示实验，该实验只能定性的说明最大静摩擦力的大小，且演示过程中手拉弹簧测力计的力度不好控制，弹簧测力计的示数变化太快不利于观察，现对该试验进行适当改进，用医用输液器向拉弹簧测力计的小桶中滴水缓慢改变拉力大小，实现弹簧测力计示数的缓慢变化以利于观察，在滑块刚开始运动时停止滴水，观察弹簧测力计的示数即为最大静摩擦力的大小，现将该试验改为分组实验，锻炼学生的动手能力、分析问题解决问题的能力，培养学生科学探究的创新精神。
（二）、学情分析1高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
2学生已经学习了静摩擦力产生的条件、方向等为分析实验现象铺平了道路。
（三）、教学重难点1教学重点（1）分析实验现象，测量最大静摩擦力，分析静摩擦力的变化范围（2）测量不同正压力作用下的最大静摩擦力，分析最大静摩擦力与正压力的关系2教学难点实验操作过程和注意事项（四）、课时安排1课时（五）、教学仪器弹簧测力计滑块长木板（一端带滑轮）细绳小桶钩码医用输液瓶和皮条铁架台二、教学目标1、通过改进装置观测静摩擦力大小的变化过程，测量最大静摩擦力的大小，定性分析到定量计算2、进一步测量不同正压力作用下的最大静摩擦力，分析最大静摩擦力与正压力的关系3、通过实验过程的引导与启发，培养学生的创新意识和创新思维三、教学过程1、在采用如图所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，很难读数。
请分析其原因是什么？2、用手握瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态,如果握力加倍,则手与瓶。
对摩擦力演示实验的改进
对摩擦力演示实验的改进作者：王文祥王硕军弭宝国来源：《教学与管理(理论版)》2011年第06期一、传统实验方法存在的不足传统的摩擦力演示实验，都是用弹簧秤拉着一个木块在一“水平面”上运动，通过增加压力、更换“水平面”来研究与摩擦力有关的因素。
这种方法存在着如下不足：一是弹簧秤位于水平面上，只有前排少数学生能看到，可见度差；二是弹簧秤是运动的，学生不容易看清其读数；三是人拉动弹簧秤时很难保证真正“匀速”运动，这样就会使木块的速度忽大忽小，致使木块的加速度a不等于零，根据牛顿第二定律F拉-f=ma，此时木块受到的摩擦力和拉力就不再是一对平衡力（即摩擦力f不等于拉力F拉，而弹簧秤的示数等于F拉），在实验中的表现就是弹簧秤指针不停地跳动，并不能稳定地指在某一刻度处，这进一步增加了学生读数的困难。
二、原因分析笔者通过认真分析发现，该实验效果不好的原因在于“弹簧秤水平放置；弹簧秤和木块是运动的，且不能保证运动的匀速性”，造成学生看不到指针，少数学生围拢过来后，看到的弹簧秤是运动的，并且指针也不稳定，造成读数困难。
假如把弹簧秤固定下来，并且面向学生，学生读数就方便了；假如把移动“木块”改为移动“水平面”，那么只要“木块”和“水平面”有相对运动（或相对运动趋势），当“木块”静止时，它受到的摩擦力f和弹簧秤的拉力F拉就是一对平衡力，即弹簧秤的拉力永远等于“木块”受到的摩擦力，而与“水平面”的运动是否“匀速”无关，弹簧秤的指针也能稳定地指在某一刻度处而不再跳动。
基于上述分析，笔者对实验进行了改进，制作了摩擦力演示仪，有效地克服了上述缺点，取得了很好的实验效果。
三、仪器的制作本仪器的主体结构就是一个竖起来的弹簧秤，如图1所示。
1.制作思路把一个弹簧秤固定在一个支架上，用定滑轮改变力的方向，实验时拉动长木板，使木块和木板之间产生相对运动或相对运动趋势，用细线拉动弹簧秤挂钩，使弹簧秤产生读数。
2.所需器材（1）光滑长方形木板：60cm×20cm×1cm的木板一块（标记为A，用作底座），36cm×9cm×1cm的木板一块（标记为B，用作支架的前面），36cm×3.5cm×1cm的木板两块（标记为C、D，用作支架的两侧），39cm×9cm×1cm的木板一块（标记为E，用作支架的后面），40cm×2.5cm×1cm的木条两根（标记为F、G，用作底板上的限位条），120cm×10cm×2cm的木板一块（标记为H，用作摩擦面）。
“摩擦力”演示实验的改进及应用
圉 ２所示 当力较 小 — — ＿１ ］ 『 时 ， 块 静止 不 动 ， 木 表 １
明 木 块 陈 了拉 力 之外
还受 一 个 与拉 力 大小 相 等 、 向相 反 、 方 阻碍 木块 运 动 的静 摩 擦力
ｌ 』
（ 砝码 越 多 ， 果 越 明 显 ） 逐 渐 增 加 弹 簧 测 力 计 拉 效 ， 力 的大 小 ， 木块 运 动 起 来 并 做 匀 速 直 线 运 动 ， 使 会
（ ）演 示受 静 摩 擦 力 作 用 的 物 体 可 是 运 动 ４ 的 ． 长 木 板倾 斜放 置 ， 把 木块 故 在 长木 板 上 ． 木块 在 上 再 放 一个 砝 码 ， 验 装 置 如 图 ３所示 ． 弹 簧测 宴 用 力计 拉 着 木 块 在长 木 板 上运 动 ， 当长 木 板 的倾 角 较
Ｉ｛
（ ）演示 静摩 擦 力 可 在 一 定 的 范 围 内变 化 ２
实 验 装 置如 图 ２所 示 ， 变 拉 力 的 大 小 ， 改 当拉 力 较 小 时 ． 块 依然 静 止 不 动 ， 明 木 块 受 到 的 静 摩 擦 术 表 力 随拉 力 的变 大 而 变 大 、 小 而 变 小 ， 变 可 在 一 定
的滑 动摩 擦 力 发 现 后 者 明 显 小 于 前 者 （ 果 效 会 如 果 不 明 显 ， 可 在 术 块 上放 置 几 个 砝 码 ， 码 越 则 砝
动木 块 使 之在 长 木 板 上 运 动 ， 码 随 木 块 一 起 运 砝 动 ， 明砝码 受 到 措长 木 板 斜 向 上 的静 摩擦 力 的 作 表 用 ， 与物 体 的运 动方 向相 同
２ 在讲 解 滑动 摩 擦 力 时 的应 用 在 现行 高 中物 理 课 本第 一 册 第 一 章第 四节 “ 摩
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静摩擦力演示实验的改进
由于静摩擦力是高中物理教学中的一个重要知识点，高中物理新课标必修1第三章《相互作用》的第三节《摩擦力》中新增加一个演示静摩擦力的实验，演示方法如图1。
该实验由于是在平面上演示，可见度小。
现将改进后的装置（图2）介绍给大家，该方法可见度大，演示效果明显。
一、制作方法
1、用木方和木板做成如图2所示的底座和支架，木板长约50cm。
2、在木板上固定一个镀锌薄铁片（可用铁片把木板包住）。
3、用铁丝做成如图3所示的滑动圈两个，固定在弹簧测力计上适当位置，中间正好穿过木板。
以拉动弹簧测力计和木板无摩擦为宜。
二、演示方法
1、找一个圆形磁铁（如扬声器上的磁铁），用它来代替图1中的木块，由于磁铁和铁片之间存在磁力，这样磁力代替了摩擦力。
用细线把磁铁和弹簧测力计相连，细线长约10cm
左右。
2、将磁铁放在图2木板上的铁片的一端如左端，沿木板方向向右用手拉动测力计，我们会看到：在拉力增大到一定值之前，磁铁不会运动。
继续用力，当拉力达到某一数值时磁铁开始移动，此时拉力会突然变小。
由此演示了静摩擦力。
三、说明
1、弹簧测力计不安装滑动圈也可以演示，只是停下后不能固定在木板上。
2、弹簧测力计的滑动圈也可选用其它方法来固定。
3、若磁铁和铁片之间磁力较大，拉动测力计时，底座晃动，可用夹子将底座固定在桌上。