《兩種摩擦力實驗的改進》創(chuàng)新物理實驗設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上兩種摩擦力實驗的改進創(chuàng)新物理實驗設(shè)計 （一）、實驗原理及實驗裝置的設(shè)計1、摩擦力演示滑塊靜摩擦力和滑動摩擦力的實驗演示裝置（1）結(jié)構(gòu)        其結(jié)構(gòu)如上圖所示，主要由大滑塊、小滑塊、兩個掛鉤、帶觸點的彈性金屬片、 紅色和綠色指示燈（也可以用發(fā)光二極管來代替小燈），電池或電池組。在中空的大滑塊與內(nèi)部的小滑塊之間通過絞連相連接，小滑塊底部略突出，與接觸面直接接觸，當(dāng)兩部分有相對運動時，彈性金屬片受到擠壓，使電路部分接通。外部開有兩個箭頭形的指示窗口（如外形圖所示），右上角是內(nèi)部

2、電路原理圖，是由兩個發(fā)光二極管組成的并聯(lián)電路，由彈性金屬片組成開關(guān)K1、 K2，（在不受擠壓時開關(guān)處于斷開狀態(tài)）。（2）工作原理：        當(dāng)把整個裝置靜止放置在水平面上時，開關(guān)K1、 K2處于斷開狀態(tài)，小燈L1、L2不發(fā)光，箭頭窗口不指示，當(dāng)向右拉動大滑塊時，小滑塊底部受到向左的摩擦力，此時小滑塊還沒動而大滑塊有向右的相對運動，左側(cè)開關(guān)K1受到擠壓而接通，指示燈亮，顯示箭頭表示摩擦力向左；當(dāng)向左拉動滑塊時，同理，開關(guān)K2因受到擠壓而接通，小燈指示箭頭向右，表示受到了向右的摩擦力。 

3、60;    此裝置不僅可以指示滑動摩擦力的方向，也可以指示靜摩擦力的方向。 2、傳送帶裝置       如圖所示如圖，是在支架上固定兩個木質(zhì)滾輪，（輪子要保證能靈活地轉(zhuǎn)動），在輪子上套一個閉合的傳送帶。裝有搖把，可以用手轉(zhuǎn)動搖把，帶動傳送帶順時或逆時轉(zhuǎn)動，還可以隨意改變的轉(zhuǎn)動的快慢。以此來研究在放在傳送帶上的物體所受到的摩擦力（結(jié)構(gòu)和原理如下圖所示）。3、實驗設(shè)計的背景       摩擦力是學(xué)生在初中就學(xué)過的內(nèi)容，但在實際判斷中，學(xué)生

4、存在一定的困難，這關(guān)鍵在于，缺少較為形象的物理模型。因而學(xué)生不能把理論與實際情境聯(lián)系起來，在學(xué)生中往往存在一些錯誤認識，例如，摩擦力是否一定是阻力？是否只有靜止的物體才受靜摩擦力？對于這樣的問題，如果沒有有效的實驗來創(chuàng)設(shè)情景，學(xué)生難以有更深刻的理解。一般地，很多老師是用一把毛刷，根據(jù)在運動中刷毛的倒伏來形象地反映摩擦力的方向與動動運趨勢方向之間的關(guān)系。但是在實驗中，現(xiàn)象還是不夠明顯，不能給學(xué)生留下深刻的印象。用摩擦力演示器則能更好地來演示這兩種摩擦力。（二）、實驗方法（或?qū)嶒炦^程）（1）滑動摩擦力演示實驗：如圖是一個斜面和一段水平面連接組成的軌道，使一個小木塊從頂端滑下，由學(xué)生來分析小木塊受到

5、的滑動摩擦力情況。整個裝置上表面最好做得稍光滑一些，以便使木塊在水平部分滑動的距離遠一些，效果更明顯一些。       如果實驗中所釋放的不是普通木塊，而是前面所述的摩擦力演示器，則可以在觀察現(xiàn)象的同時更可以從指示燈的發(fā)光情況，體會滑動摩擦力的方向變化。這樣會給學(xué)生留下很深刻的印象。（2）靜摩擦力       對于靜摩擦力概念的引入，以往的實驗是由一位同學(xué)用力推桌子，而桌子沒動，表明在桌子與地面之間存在靜摩擦力。這種方法也被很多教師所采用，可是實驗完畢，學(xué)生對于相對運動和相對

6、運動趨的理解依然較模糊。我采用以下實驗方法：      如下圖，取一長木板放置在水平桌面上，將前面所述的摩擦力演示滑塊放在長木板上，通過定滑輪用細繩與彈簧秤相連接，彈簧秤則豎直懸掛在鐵架臺上（彈簧秤宜采用刻度較大的演示用彈簧秤，便于大部分同學(xué)都能看清刻度的變化）。         實驗時最好是在滑塊上放置一定重量的鉤碼，這樣可以保證拉動木板時滑塊不會立即運動，向右一邊拉動木板一邊讓前面的同學(xué)讀出數(shù)據(jù)。同學(xué)們會清楚地看到剛開始時有拉力而滑塊卻沒滑動，表明存在靜摩擦力，

7、此時指示燈顯示摩擦力方向向右。隨著拉力增大滑塊開始滑動，表明二者發(fā)生相對運動時存在滑動摩擦力，此時指示燈顯示摩擦力方向仍然向右。（三）實驗效果       通過以上的裝置，不僅可以使實驗現(xiàn)象更形象直觀，而且在有關(guān)傳送帶摩擦力問題上得到很好的應(yīng)用。一個物體放在傳送帶上，隨傳送帶一起運動，物體與傳送帶之間的摩擦力情況是怎樣的呢？對于這類問題的認識，學(xué)生往往存在一定的認識誤區(qū)。通過這個實驗裝置可以很好地使這一難點得以突破。為此，我設(shè)計丁一個小的傳送帶裝置。       使用時把傳送

8、帶底座放置在水平桌面上（如下圖所示），在旁邊擺放一個斜面體，斜面的末端與傳送帶表面處于同一高度，且未端保持水平。 演示1：  將摩擦力演示滑塊（以下簡稱滑塊），從斜面上某一高度釋放，使其沿斜面滑下，并落到靜止傳送帶上，此時，傳送帶對滑塊形成阻礙，指示燈顯示摩擦力方向向左。如果傳送帶不是靜止，而是以較慢的速度轉(zhuǎn)運，則滑塊滑下時，摩擦力指示方向仍向左。表明：當(dāng)滑塊的速度大于傳送帶運動速度時，滑塊受到阻礙，所受的滑動摩擦力與運動方向相反。演示2：使傳送帶以一定速度緩慢勻速轉(zhuǎn)動，將滑塊從斜面上一定高度滑下，當(dāng)滑塊的末速度與傳送帶運動速度恰好相等時，指示燈不亮，表明當(dāng)物體既沒有相對運動又無相對運動趨勢時，與傳送帶間無摩擦力。演示3：使傳送帶保持勻速運動，滑塊從比剛才位置更高的位置滑下，此時滑塊速度大于上一實驗中的速度。當(dāng)接觸傳送帶時，此時，指示燈顯示摩擦力方向向左。表明當(dāng)物體運動速度大于傳送帶速度時，相對運動方向向右，滑塊受到的摩擦力向左。同時可觀察到當(dāng)滑塊剛接觸到傳送帶時摩擦力向左，過一會