人教版八年级物理下册第八章第三节测量滑动摩擦力实验指导及素材汇总
文档属性
| 名称 | 人教版八年级物理下册第八章第三节测量滑动摩擦力实验指导及素材汇总 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 9.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-30 22:09:33 | ||
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文档简介
测量滑动摩擦力实验指导及素材汇总
一、使用教材
物理人教版八年级下册第八章第三节摩擦力。
二、实验器材
1.常规实验：木块、弹簧测力计、水平桌面。
2.优化实验：光盘架、矿泉水瓶盖、弹簧测力计、木块、长木板、细绳，铁钉。
3.拓展实验：定滑轮、刻度尺、木块、矿泉水瓶、图钉、细绳、胶头滴管、烧杯、水、家用电子秤.
三、实验改进要点
1.优化实验：转动轮轴拉动测力计，代替直接用手拉动测力计，便于控制木块运动。
2.拓展实验：将水和小桶重力通过定滑轮转化为水平拉力，代替弹簧测力计
四、实验原理
二力平衡
五、实验教学目标
1、能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。
2、经历测量滑动摩擦力的过程，熟练测量滑动摩擦力的一般方法。
3、培养学生应用物理知识解决问题的科学素养。
六、实验教学内容
1常规实验：利用测力计拉动木块在水平桌面做匀速直线运动，间接测量滑动摩擦力。
2优化实验：在常规实验基础上进行优化。利用轮轴转动代替直接拉动测力计，降低操作难度。
3拓展实验：将水和小桶重力通过定滑轮转化为水平拉力，并结合家用电子秤完成对滑动摩擦力测量。
七、实验教学过程：
1教师演示常规实验
演示常规实验：在水平桌面上用弹簧测力计匀速拉动木块。
2引导学生受力分析，明确实验操作要点。
引导学生做好对木块的受力分析。当木块在桌面上做匀速直线运动时，水平方向上受到弹簧测力计的拉力和桌面对它的滑动摩擦力。根据二力平衡的条件可知这两个力大小相等。因此，可将对滑动摩擦力的测量转化为对拉力的测量。利用旧知识——二力平衡解决新问题——测量滑动摩擦力，从而完成本章各节知识内容上的衔接。同时进一步明确实验原理和操作要点。
3、小组进行常规实验
考虑到本实验无论是从原理上还是技能上都是实验“探究摩擦力影响因素”的基础，所以把演示实验改成分组实验。学生以两人一小组的方式进行实验。在学生实验过程中我通过巡视的方法观察各组的实验进度，帮助那些动手实验能力一般的同学加快实验速度，还需要解决偶尔出现的仪器问题。并通过拍照或录像的方式将错误操作记录下来，如图1，在小组实验结束后作为课上生成内容进行反馈。
图 1中拉力方向不水平
4教师针对常规实验常见问题反馈
各小组记录实验数据，并交流实验操作经验。学生发现看起来很简单的操作，亲自动手后却经常会出现以下问题：如拉力方向不水平，木块做变速运动，木块运动方向经常变化。出现以上问题的原因是，初学者往往无法同时兼顾运动方向和运动速度。
5教师介绍优化实验装置
怎样降低实验操作的难度，又不能降低对实验操作的要求呢。我对实验器材进行以下优化。图2是优化后的实验装置。
图 2是改进后的优化装置
将光盘架改造成轮轴，用轮轴转动代替直接拉动测力计，小轴固定后可保证拉力方向不变，根据线速度与角速度关系可知，大轮和小轴的速度相差10倍，用手缓慢摇动大轮可以让小木块做近似匀直运动。线槽的设计可以保证拉力方向水平。
6学生进行优化实验
小组实验，教师巡视。
7教师展示拓展实验器材
教师提出问题：“如果不使用弹簧测力计还可以用哪些器材完成此实验？”引导学生联想到二力平衡实验中将钩码重力转换为水平拉力。用问题引导学生思考，合理利用已有的实验经验。
在拓展实验中对实验器材进行了替换，改进后器材如图3所示。
图 3是拓展实验器材
其中最主要是用定滑轮改变力的方向，用矿泉水瓶改造的小桶与家用电子秤替换弹簧测力计。此实验中通过定滑轮将竖直向下的重力转化为水平拉力，通过调节水的质量间接改变拉力大小，体现转换和等效替代的物理思想。组装后如图4所示。
图 4是学生组装后的拓展实验装置
8学生进行拓展实验
如图5学生调试装置，进行实验，记录数据。
图 5是学生正在调试拓展实验装置
9实验教学总结
回顾整个实验教学过程，在常规实验中了解原理，在优化实验中完善操作，在拓展实验中完成知识从内化到输出转变。不但突出了教学重点，而且提升实验能力和科学素养。
八、实验效果评价
1.常规实验效果评价：在众多测量滑动摩擦力的方法中，常规实验是器材最易获得，实验原理突出最好，教学中实现难度最低的一种。但是对于初学者来说操作难度较大，误差较大。
2.优化实验效果评价：此装置构造简单，不会对学生理解实验原理产生额外负担。优化装置继承了常规实验的优点，同时降低了操作难度，初学者利用此装置刚好能弥补常规测量实验装置的不足，误差进一步减小。学生使用优化装置进行实验可以加深对实验条件的认识，深化对实验原理的理解。
3.拓展实验效果评价：器材容易获得，操作起来简便有趣，学生通过改变小桶中水的质量从而改变拉力大小，最后达到物体匀速直线运动状态。从变速到匀速的调试过程强调本实验的实验条件，突出实验原理。学生通过实验还发现更多的生活物品可以用来替代实验器材，既有利于拓展思维，还可以完成知识从内化到输出的过程，同时体现新课标从生活走向物理的理念。
一、使用教材
物理人教版八年级下册第八章第三节摩擦力。
二、实验器材
1.常规实验：木块、弹簧测力计、水平桌面。
2.优化实验：光盘架、矿泉水瓶盖、弹簧测力计、木块、长木板、细绳，铁钉。
3.拓展实验：定滑轮、刻度尺、木块、矿泉水瓶、图钉、细绳、胶头滴管、烧杯、水、家用电子秤.
三、实验改进要点
1.优化实验：转动轮轴拉动测力计，代替直接用手拉动测力计，便于控制木块运动。
2.拓展实验：将水和小桶重力通过定滑轮转化为水平拉力，代替弹簧测力计
四、实验原理
二力平衡
五、实验教学目标
1、能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。
2、经历测量滑动摩擦力的过程，熟练测量滑动摩擦力的一般方法。
3、培养学生应用物理知识解决问题的科学素养。
六、实验教学内容
1常规实验：利用测力计拉动木块在水平桌面做匀速直线运动，间接测量滑动摩擦力。
2优化实验：在常规实验基础上进行优化。利用轮轴转动代替直接拉动测力计，降低操作难度。
3拓展实验：将水和小桶重力通过定滑轮转化为水平拉力，并结合家用电子秤完成对滑动摩擦力测量。
七、实验教学过程：
1教师演示常规实验
演示常规实验：在水平桌面上用弹簧测力计匀速拉动木块。
2引导学生受力分析，明确实验操作要点。
引导学生做好对木块的受力分析。当木块在桌面上做匀速直线运动时，水平方向上受到弹簧测力计的拉力和桌面对它的滑动摩擦力。根据二力平衡的条件可知这两个力大小相等。因此，可将对滑动摩擦力的测量转化为对拉力的测量。利用旧知识——二力平衡解决新问题——测量滑动摩擦力，从而完成本章各节知识内容上的衔接。同时进一步明确实验原理和操作要点。
3、小组进行常规实验
考虑到本实验无论是从原理上还是技能上都是实验“探究摩擦力影响因素”的基础，所以把演示实验改成分组实验。学生以两人一小组的方式进行实验。在学生实验过程中我通过巡视的方法观察各组的实验进度，帮助那些动手实验能力一般的同学加快实验速度，还需要解决偶尔出现的仪器问题。并通过拍照或录像的方式将错误操作记录下来，如图1，在小组实验结束后作为课上生成内容进行反馈。
图 1中拉力方向不水平
4教师针对常规实验常见问题反馈
各小组记录实验数据，并交流实验操作经验。学生发现看起来很简单的操作，亲自动手后却经常会出现以下问题：如拉力方向不水平，木块做变速运动，木块运动方向经常变化。出现以上问题的原因是，初学者往往无法同时兼顾运动方向和运动速度。
5教师介绍优化实验装置
怎样降低实验操作的难度，又不能降低对实验操作的要求呢。我对实验器材进行以下优化。图2是优化后的实验装置。
图 2是改进后的优化装置
将光盘架改造成轮轴，用轮轴转动代替直接拉动测力计，小轴固定后可保证拉力方向不变，根据线速度与角速度关系可知，大轮和小轴的速度相差10倍，用手缓慢摇动大轮可以让小木块做近似匀直运动。线槽的设计可以保证拉力方向水平。
6学生进行优化实验
小组实验，教师巡视。
7教师展示拓展实验器材
教师提出问题：“如果不使用弹簧测力计还可以用哪些器材完成此实验？”引导学生联想到二力平衡实验中将钩码重力转换为水平拉力。用问题引导学生思考，合理利用已有的实验经验。
在拓展实验中对实验器材进行了替换，改进后器材如图3所示。
图 3是拓展实验器材
其中最主要是用定滑轮改变力的方向，用矿泉水瓶改造的小桶与家用电子秤替换弹簧测力计。此实验中通过定滑轮将竖直向下的重力转化为水平拉力，通过调节水的质量间接改变拉力大小，体现转换和等效替代的物理思想。组装后如图4所示。
图 4是学生组装后的拓展实验装置
8学生进行拓展实验
如图5学生调试装置，进行实验，记录数据。
图 5是学生正在调试拓展实验装置
9实验教学总结
回顾整个实验教学过程，在常规实验中了解原理，在优化实验中完善操作，在拓展实验中完成知识从内化到输出转变。不但突出了教学重点，而且提升实验能力和科学素养。
八、实验效果评价
1.常规实验效果评价：在众多测量滑动摩擦力的方法中，常规实验是器材最易获得，实验原理突出最好，教学中实现难度最低的一种。但是对于初学者来说操作难度较大，误差较大。
2.优化实验效果评价：此装置构造简单，不会对学生理解实验原理产生额外负担。优化装置继承了常规实验的优点，同时降低了操作难度，初学者利用此装置刚好能弥补常规测量实验装置的不足，误差进一步减小。学生使用优化装置进行实验可以加深对实验条件的认识，深化对实验原理的理解。
3.拓展实验效果评价：器材容易获得，操作起来简便有趣，学生通过改变小桶中水的质量从而改变拉力大小，最后达到物体匀速直线运动状态。从变速到匀速的调试过程强调本实验的实验条件，突出实验原理。学生通过实验还发现更多的生活物品可以用来替代实验器材，既有利于拓展思维，还可以完成知识从内化到输出的过程，同时体现新课标从生活走向物理的理念。