自行车前后轮受摩擦力方向的难点突破 自行车车轮摩擦力方向

自行车前后轮所受的摩擦力是高中物理教学的难点,例如:为什么后轮受到的是静摩擦力?为什么人骑自行车时后轮受到的摩擦力向前,而前轮受摩擦力向后呢?这些问题学生理解起来有一定的困难,我在教学中采取了以下几种方法来突破教学难点。

一、 难点突破一

如图人骑自行车时,后轮是主动论,后轮在链条带动下运动时,与地面接触点有向后运动趋势,所以受一个向前的摩擦力。后轮运动推动前轮运动,假设地面光滑,前轮将不能转动。而向前滑动,所以前轮与地面接触点有向前运动趋势,所受摩擦力的方向是向后的。类似于人走路,蹬地后就离开地面,所以受到的是静摩擦力。

二、难点突破二(为什么是静摩擦)

随着学生的学习深入,学生学习了运动的合成之后,我们可以根据运动的合成的原理分析自行车运动时所受到的摩擦力,方法如下:

自行车前进时,车轮既平动又转动,且平动的速度与转动时边缘各点的线速度是相同的,地面A点平动的速度向前,转动的速度向后,因此,对地面的合速度为0,也就是车轮与地面保持相对静止,所以它与地面的摩擦为静摩擦。

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三、难点突破三(亲身体验)

课堂教学强调学生的体验和探究,在教学中,我们可以让两名同学配合,两名同学一前一后,后面的同学脚蹬地推前面的同学(注意不要推动)然后互换,最后让两名同学交流,学生会有这样的体验:在后面推时感受到地面给脚的力是向前的,在前面时感觉到有往前运动的趋势,教师点拨,后面的人相当于后轮,前面的人相当于前轮。

四、课外探究

1、打滑判断法

寒冷的冬天,让自行车行驶在冰面上,由于冰的表面很光滑,车难以向前运动,而只是在原地打滑,我们发现车倾倒之前,只有后轮在原地打滑,而前轮并不旋转打滑。可见,后轮是主动向后“蹭”地面,所以地面对后轮的摩擦力方向是向前;而前轮,除非当自行车向前运动时地面会“主动”去“蹭”前轮,才能使它转动,可以看出地面对前轮的摩擦力向后。

2、“杂技联想’’判断法

杂技高手可以使前轮腾空,只靠后轮着地向前行驶,只要他一直踩踏板,车就会一直向前,甚至可以加速,可见地面对后轮的摩擦力是向前。但是如果换成后轮腾空、前轮着地行驶,即使他一直踩踏板,自行车也会慢慢地停下,可见地面对前轮的摩擦力是向后。

在这里要注意,因为踏板轴链条是与后轮轴连接的,所以有这两种不同情况。

经过以上环节的突破,学生深刻体验到了自行车前后轮摩擦力的来源,前后轮受摩擦力的方向等一系列问题,取得了较好的教学效果。

五、教学建议

自行车前后轮受摩擦力方向的难点突破 自行车车轮摩擦力方向

在此类问题的教学中我们不能急于求成,要遵照循序渐进的教学原则,逐渐深化,在刚接处摩擦力的教学时,我们可以回避这个问题。讲到牛顿第三定律时,我们可以轻轻点拨,到运动的合成时,我们可以让学生融会贯通了。

我们教师应该记住这样一句话:孩子的能力还没有发展到这个程度时,我们需要耐心等待

  

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