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实验3:摩擦力实验

运动与力 · 四年级
讲清楚它是什么

定义 通过控制变量法,探究接触面粗糙程度和压力大小对滑动摩擦力大小影响的探究实验。

从哪来 本节为起点,无前置知识点。

为什么 摩擦力并非固定值,而是物体间相互作用的结果。其大小取决于两个核心因素:一是正压力(垂直于接触面的力),压力越大,微观凹凸咬合越紧,阻力越大;二是接触面粗糙程度,表面越粗糙,微观阻碍越多,阻力越大。实验旨在通过改变单一变量(压力或粗糙度),观察弹簧测力计读数变化,从而建立“变量-结果”的因果逻辑。

生活类比法
让学生穿不同鞋底的鞋在地板上滑步,感受“抓地力”差异;再让两人互相推背,感受体重(压力)对推不动的影响。
适合:抽象思维较弱、依赖感官体验的直观型学生。
逻辑推导法
先问“如果地面绝对光滑,车还能停吗?”引出摩擦力的存在;再问“为什么湿滑路面容易打滑?”引出粗糙度;最后问“为什么载重卡车刹车距离长?”引出压力。层层递进建立概念。
适合:逻辑性强、喜欢追问“为什么”的思维型学生。
游戏竞赛法
分组进行“拉小车比赛”,一组加砝码(变压力),一组铺毛巾(变粗糙度),记录谁更难拉。通过胜负结果反推摩擦力大小。
适合:注意力易分散、喜欢动手操作和竞争的行动型学生。
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练一道
基础题
小明用弹簧测力计水平拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动,读数为 2N。若他在木块上放一个钩码,再次匀速拉动,读数变为 3N。请问: 1. 第一次木块受到的摩擦力是多少? 2. 第二次摩擦力变大的原因是什么?
变式
小红做实验时,第一次用棉布铺在桌面上,第二次用玻璃板铺在桌面上,木块重量不变。她发现玻璃板上拉动更省力。请解释原因,并指出如果她在玻璃板上快速拉动(非匀速),读数会偏大还是偏小?
试试手自己判
检测题
小华在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,发现当木块在毛巾上匀速运动时,测力计示数为 4N;当木块在木板上匀速运动时,示数为 2N。接着,他在木块上加了一个砝码,在毛巾上匀速运动,示数变为 6N。 请问: 1. 比较第一次和第二次实验,可以得出什么结论? 2. 比较第一次和第三次实验,可以得出什么结论?
看答案和判分标准
答案:1. 在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。 2. 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
判对标准:
- 必须明确指出“控制变量”的前提(如“压力相同时”、“粗糙程度相同时”)。
- 结论必须包含“自变量”(压力/粗糙度)和“因变量”(摩擦力)的正相关关系。
- 若只写“粗糙的大”或“压力的大”而未提及控制条件,判为半对。
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