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  • 用“木板刷”演示静摩擦力

    日期:2004-02-11  地址:  作者:
      

    静摩擦力是存在于两个相互接触且有相对运动趋势的物体之间.由于在很多情况下相对运动趋势不明显,学生难以想象,因此,理解静摩擦力是高中物理教学中的一个难点.若从宏观的角度考虑,静摩擦力的产生是和接触层的形变分不开的.用“木板刷”演示静摩擦力的方向,可以把接触层的形变情况适当夸张,使学生形象地观察不同情况下接触层的形变情况,从而对静摩擦力的产生有一个清晰的认识和深刻的理解.

     一、用“木板刷”演示静摩擦力的产生

    图1

     如图1所示,在平板上放一块纱布(增大摩擦),把一面有毛的木板刷放在砂布上,且使木板刷的长毛跟砂布接触,沿水平向右方向拉动木板刷,可以看到,由于木板刷和支承面有相对运动的趋势,木板刷的长毛就发生了形变,由形变的情况即可判断木板刷所受的静摩擦力的方向向左,由弹簧秤上的读数可知静摩擦力的大小.如果使拉力逐渐增大,在接触层没有滑动前,木板刷毛的形变也逐渐加剧,由此可以说明,静摩擦力的大小随外力的变化而变化.

     二、用“木板刷”演示斜面上物体间的静摩擦力

     如图2所示,把一面有毛的木板刷放在斜面上,改变砝码个数,可使刷毛呈现如图2所示的3种形变方向.这个实验既直观显示了木板刷在斜面上所受静摩擦力的方向,又说明了斜面上物体所受静摩擦力大小和方向的不确定性,培养学生对具体问题作具体分析的习惯.

    图2

     三、用“木板刷”演示连结体间的静摩擦力

     如图3所示,把两面都有毛的木板刷A放在支持面的砂布上,在它的上面再放有毛的木板刷B,使木板刷A、B之间通过刷毛接触.用一水平向右的力拉木板刷,保持木板刷A、B及支承面间不发生相对滑动,可以看到,当力F分别作用在木板刷A、B上时,刷毛的形变情况是不同的.由此,我们可以很方便地判断静摩擦力是否存在及静摩擦力的方向,再结合静摩擦力的特点进行分析,可以使学生更好地理解和解决有关静摩擦力问题的思路和方法.

    图3

     说明:1.选择器材时,注意木板刷的重量和刷毛的硬度,以取得明显的效果.

     2.为更好地培养学生的分析能力,可以先让学生判断预测,然后再演示验证.

     3.静摩擦力的演示如果和力学的教学进程相结合,将取得更好的效果.

     4.用“木板刷”既然可以演示静摩擦力的产生及方向,那么,我们也可以用之判断静摩擦力的产生及方向.
      例题 如图4所示,物体A与物体B相对静止,共同静止在斜面C上,则  (  )

    图4

     A.物体A、B间无静摩擦力
     B.物体A受静摩擦力方向水平向右
     C.物体B、C间无静摩擦力
     D.物体B受斜面C的静摩擦力方向沿斜面向上
     分析 用“木板刷”分析.要判断斜面C对物体B的静摩擦力,可以假想物体B是刷毛,则显而易见,与斜面C接触的刷毛将沿斜面向上偏转.可得斜面C对物体B的静摩擦力方向沿斜面向上;要判断物体B对物体A的静摩擦力,可以假想A是刷毛,则可以想象刷毛将没有明显偏转,再结合A受平衡力作用,可得B对A没有静摩擦力.
     实践证明:用“木板刷”演示静摩擦力的方向具有形象、直观的优点,它可以把抽象的问题具体化,对学生分析、理解有关静摩擦力提供了一个重要的载体.因此,在进行静摩擦力的教学时,用“木板刷法”来演示静摩擦力的产生和方向,不失为一种好的方法.


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