影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)是人教版物理八年級(jí)下冊(cè)第八章第三節(jié)《摩擦力》中的內(nèi)容，是訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行科學(xué)猜想、實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)、分析論證的優(yōu)質(zhì)素材。教學(xué)實(shí)踐中，很多教師只是通過簡(jiǎn)單的理論分析幫助學(xué)生確定影響因素，而不是鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想影響滑動(dòng)摩擦力的因素可能有哪些，導(dǎo)致這樣一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)變成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，削弱了該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)價(jià)值。實(shí)際上，學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)可以產(chǎn)生多種猜想，如基于物體越重越難推動(dòng)的事實(shí)，猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與重力或壓力的大小有關(guān)；基于地面越光滑物體越容易推動(dòng)的事實(shí)，猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；基于物體速度越快越難停下來的實(shí)際，猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與物體的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。為了尊重實(shí)際學(xué)情，提高實(shí)驗(yàn)的探究性，筆者引導(dǎo)學(xué)生在大膽猜想的基礎(chǔ)上改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)所有猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，很好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。一、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性學(xué)生需要解決的第一個(gè)問題是“如何測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小”。針對(duì)這個(gè)問題，筆者給出“測(cè)量?jī)x器是什么”“測(cè)量原理是什么”“實(shí)驗(yàn)操作的要點(diǎn)有哪些”三個(gè)問題，讓學(xué)生在問題的引領(lǐng)下以小組為單位展開討論。學(xué)生討論得出：要利用彈簧測(cè)力計(jì)、根據(jù)二力平衡原理測(cè)量滑動(dòng)摩擦力，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意沿直線水平、勻速拉動(dòng)木塊，這樣才能測(cè)量出滑動(dòng)摩擦力的大小?？梢?，學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案與教材上的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案基本相同。在此基礎(chǔ)上，筆者讓學(xué)生實(shí)際操作，分組測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。學(xué)生分組測(cè)量后，筆者提問：“實(shí)際操作過程中，你遇到哪些困難？”由于有了切身體驗(yàn)，學(xué)生有理有據(jù)地提出實(shí)驗(yàn)操作中的問題，點(diǎn)明了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案的不足：①只有木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力與摩擦力才是一對(duì)平衡力，但實(shí)際操作中難以控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②移動(dòng)中的彈簧測(cè)力計(jì)很難保持示數(shù)穩(wěn)定，不便讀數(shù)。筆者順勢(shì)提問：“你有解決這兩個(gè)問題的好方法嗎？”學(xué)生討論過程中，筆者適時(shí)提示：“怎樣讓木塊相對(duì)于地面保持靜止，同時(shí)受到滑動(dòng)摩擦力的作用呢？”在筆者的提示下，學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖1所示的新的實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置通過拉動(dòng)木板產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不用控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)就可以使木塊受力平衡，便于操作，同時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，示數(shù)可以保持穩(wěn)定，便于讀數(shù)。新的實(shí)驗(yàn)裝置很好地解決了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的操作難點(diǎn)，進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，提高實(shí)驗(yàn)的探究性首先，筆者提出新問題：“有沒有比木板更適合的器材讓實(shí)驗(yàn)更容易操作，達(dá)到更好的效果？”學(xué)生很容易就想到了用傳輸帶代替木板，這樣可以省去人為操作的麻煩。筆者順勢(shì)追問：“利用傳輸帶還可以帶來哪些便利？”學(xué)生思考后回答：“可以通過控制傳輸帶的速度，研究滑動(dòng)摩擦力的大小是否與物體的速度有關(guān)?！边@個(gè)創(chuàng)新想法可以很好地解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置無法探究滑動(dòng)摩擦力的大小是否與物體的速度有關(guān)的痛點(diǎn)。其次，筆者引導(dǎo)學(xué)生思考如何研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系。學(xué)生想到通過在木塊上加、減砝碼，改變壓力的大小。筆者引導(dǎo)：“加、減砝碼可以改變木板所受壓力的大小，但同時(shí)也會(huì)改變施壓物體的總重力，我們?nèi)绾畏直娴降资悄膫€(gè)力影響了滑動(dòng)摩擦力的大小呢？”對(duì)于這個(gè)問題，學(xué)生一時(shí)很難回答。筆者進(jìn)一步引導(dǎo)：“用什么辦法能使木板所受的壓力和施壓物體的總重力相互獨(dú)立、互不影響呢？”學(xué)生仍然無法得出準(zhǔn)確答案。筆者提示學(xué)生從力的方向上思考，學(xué)生便很快想到了辦法，即將壓力變成水平方向上的力，并說明“只要將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置豎立放置，壓力和重力就互不影響了”。筆者追問：“豎立放置還有什么好處？”學(xué)生回答：“可以在壓力不變的情況下改變重力的大小，為研究滑動(dòng)摩擦力的大小與重力的關(guān)系提供方便。”再次改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)的探究性顯著增強(qiáng)，很好地發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的價(jià)值。最后，筆者利用如圖2所示的自制實(shí)驗(yàn)裝置，和學(xué)生一起完成了探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生先測(cè)出木塊的重力為0.6N，然后擰緊壓力施加器，啟動(dòng)傳輸帶，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大并保持穩(wěn)定，木塊和傳輸帶之間以恒定速度發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通過分析，學(xué)生明確了彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大的原因是傳輸帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，木塊受到傳輸帶向下的摩擦力作用，而且示數(shù)的增量就是摩擦力的大小?；谶@個(gè)原理，學(xué)生探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系。學(xué)生保持物體重力、接觸面的粗糙程度、接觸面的面積、傳輸帶速度不變，只是不斷擰緊壓力施加器，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不斷增大，說明摩擦力不斷增大。由此，學(xué)生發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)，并得出“當(dāng)接觸面的粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，物體受到的滑動(dòng)摩擦力越大”的結(jié)論。探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度關(guān)系時(shí)，學(xué)生保持物體重力（0.6N）、壓力施加器圈數(shù)、接觸面的面積、傳輸帶速度不變，只改變接觸面的粗糙程度，即利用較光滑的面和較粗糙的面進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為0.7N和1.0N，說明摩擦力分別為0.1N和0.4N，進(jìn)而得出結(jié)論：當(dāng)壓力大小一定時(shí)，接觸面越粗糙，物體受到的滑動(dòng)摩擦力越大。探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的面積關(guān)系時(shí)，學(xué)生在保持其他條件不變的情況下，只改變接觸面積的大小，即在原接觸面積下進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，再減小接觸面積再次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，說明摩擦力不變，進(jìn)而得出滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的面積大小無關(guān)的結(jié)論。探究滑動(dòng)摩擦力大小與重力大小的關(guān)系時(shí)，學(xué)生保持壓力施加器圈數(shù)、接觸面的粗糙程度、接觸面的面積、傳輸帶速度不變，只通過增加鉤碼使物體重力由0.6N增加至1.2N，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)由0.7N增加至1.3N。這說明物體重力變化前后所受滑動(dòng)摩擦力的大小都是0.1N，也就是說，滑動(dòng)摩擦力大小與物體重力大小無關(guān)。探究滑動(dòng)摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)速度大小的關(guān)系時(shí)，學(xué)生保持其他條件不變，只改變傳輸帶的速度檔，分快速、中速、慢速進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，說明滑動(dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān)。經(jīng)過以上實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置操作簡(jiǎn)便，可以清楚地探究出滑動(dòng)摩擦力只與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，