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《物理教師雜志》2014年第六期

1教材實驗不足分析

圖2如圖2，根據(jù)二力平衡原理，實驗時只有木塊做勻速直線運動，彈簧測力計對木塊的拉力大小才等于木塊所受的摩擦力大小，這樣從彈簧測力計的示數(shù)便能讀出摩擦力的大小．所以探究“影響滑動摩擦力大小因素”實驗成功的關(guān)鍵是讓木塊在彈簧測力計的拉力作用下做勻速直線運動．實驗時有兩個問題需要思考和解決：一是如何讓木塊做勻速直線運動，二是如何準確地從彈簧測力計上讀數(shù)．教材中這兩個問題都沒考慮充分，因為用手直接拉動彈簧測力計，很難保證木塊始終做勻速直線運動，從而導(dǎo)致測力計示數(shù)不穩(wěn)定；其次彈簧測力計一直在運動也難以精確讀數(shù)，數(shù)據(jù)存在較大誤差，所以教材上的實驗設(shè)計有明顯的缺陷．

2實驗改進方案及優(yōu)點

為了能從彈簧測力計上準確讀數(shù)，實驗時應(yīng)讓彈簧測力計保持靜止，同時還得讓木塊與木板間發(fā)生相對運動，因此實驗時可以抽動下方的長木板，讓長木板運動，彈簧測力計和木塊靜止。改進方案1：如圖3，將彈簧測力計一端固定，另一端拉著小木塊，向右水平抽動長木板，木塊同時受彈簧測力計的拉力和長木板對它的摩擦力而保持靜止．改進后的優(yōu)點：因為滑動摩擦力大小與物體運動速度的大小無關(guān)，所以不需要勻速拉動長木板，操作比較容易；同時彈簧測力計相對靜止，此時很容易讀數(shù)，因為示數(shù)穩(wěn)定，實驗效果好．圖4改進方案2：如圖4，將彈簧測力計一端固定，另一端拉著小木塊，在長木板底部墊上圓形鉛筆，向右水平抽動長木板，木塊同時受彈簧測力計的拉力和長木板對它的摩擦力而保持靜止．改進后的優(yōu)點：若直接將長木板放在桌面上，用手拉動長木板運動時，由于長木板與桌面間存在很大的摩擦力，會給拉動帶來困難．

實驗時在長木板底部墊上圓形鉛筆后，用滾動代替滑動，減少長木板與桌面間的摩擦，拉動更容易，彈簧測力計的示數(shù)也更穩(wěn)定，實驗效果更好了．圖5改進方案3：如圖5，將彈簧測力計放在一木塊上，使測力計一端固定，另一端拉著小木塊，在長木板底部墊上圓形鉛筆，向右水平抽動長木板，木塊同時受彈簧測力計的拉力和長木板對它的摩擦力而保持靜止．改進后的優(yōu)點：彈簧測力計在實驗過程中始終處于懸空狀態(tài)，其自身重力對實驗也會產(chǎn)生影響．若實驗時在彈簧測力計下面放一木塊做支撐，可以平衡掉彈簧測力計自身重力對實驗的影響，使得實驗讀數(shù)更準確，實驗效果也更佳．改進方案4：如圖6，將木塊放在長木板上，木塊一端用繩子通過定滑輪與彈簧測力計相連，長木板底部墊上圓形鉛筆，長木板一端通過繩子與電動機相連．通電后，電動機勻速拉動長木板向左運動，木塊同時受彈簧測力計的拉力和長木板對它的摩擦力而保持靜止．改進后的優(yōu)點：改用電動機拉動長木板，更容易使長木板保持勻速直線運動，木塊此時更容易保持相對靜止，讀數(shù)更準確；同時將彈簧測力計一端沿豎直方向固定后，可以很好的平衡掉彈簧測力計自身重力對實驗的影響，使得實驗讀數(shù)更準確，實驗效果也達到最佳效果．

圖6由以上分析可知，4個改進方案都比人教版教材中的實驗設(shè)計有所優(yōu)化．改進方案1和方案2主要解決了木塊勻速運動（或相對靜止）進而從彈簧測力計上準確讀數(shù)的難題．改進方案3和方案4在解決了木塊勻速運動（或相對靜止）的基礎(chǔ)上又考慮了彈簧測力計自身重力對實驗數(shù)據(jù)的影響，進而設(shè)計出使彈簧測力計讀數(shù)更加精確的實驗方案．4個改進方案的設(shè)計思路是不斷遞進的，后一個比前一個更加的優(yōu)化．對于課本中的學生實驗或演示實驗，只要我們在繼承的基礎(chǔ)上勇于創(chuàng)新，改變定勢思維，換個角度和思路去設(shè)計，就會收到意想不到的效果。

作者：孫豐富朱召友單位：臨淄區(qū)教學研究室濱城區(qū)秦皇臺中心學校