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1、静摩擦力教学设计的素材静摩擦力教学设计湖南师范大学赵雅超【授课对象】高一学生【教 材】人民教育出版社高中课程标准实验教科书物理必修1第三章第三节（见附录）【课时安排】1课时（45分钟）一、教材分析1普通高中物理课程标准要求：学生通过实验认识静摩擦的规律。2本节内容在物理知识体系中的地位本节内容是在初中摩擦力知识基础上的延伸和拓展，与学生的生活联系十分密切，也是本章教学的重点和难点。由于静摩擦力在许多情形下似乎是“若有若无，方向不定”较难分析，教材将这节内容安排在重力和弹力之后，在学生具备一定的受力分析能力后能够更好的理解分析不同情形中的静摩擦力；在通过实验得出静摩擦力的有关知识后，注重引导学生
2、运用所学的知识去分析解释大量生活中的摩擦现象；并且，通过对静摩擦力的学习能够帮助体会假设法和二力平衡法在物体受力分析中的应用，为后面的学习打好基础。3教材内容与体系安排教材的本节内容遵循“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念。教材的编写思路是：认识静摩擦力的概念，掌握静摩擦力方向的判断方法，了解静摩擦力的大小。教材先通过一个推箱子的实例介绍了静摩擦力概念和方向，再通过一个演示实验总结了静摩擦力的大小情况，最后通过“说一说”介绍了生产生活中对静摩擦力的利用。内容单薄，学生理解起来难度较大。二、学情分析1认知层面初中课本只说明了滑动摩擦力，并没有对静摩擦力定义，学生在日常生活中对一些有关静
3、摩擦力的现象只是有了感性的认识，缺乏抽象思维能力，还应具体分析。学生本来对相对静止的认识就不够深刻，存在“静摩擦力一定是阻力”、“只有静止的物体才有静摩擦力”等错误前概念的误区，并且由于相对运动不可观察，造成了学生在静摩擦力方向的理解和判断上的障碍。所以，在教学过程中要注重引导学生走出误区，突破错误前概念。2知识层面初中学生已经接触并学习过有关摩擦力的知识，对摩擦力有了一定的了解和认识。 3能力层面学生在通过前面重力和弹力的学习已经初步具备了一定的观察能力和受力分析的能力，但仍需加强。三、教学目标1知识与技能理解静摩擦力的概念；会判断物体相对运动趋势的有无，静摩擦力的方向；认识静摩擦力的大小范
4、围，知道最大静摩擦力。2过程与方法通过生活实例引导学生发现静摩擦力；通过用假设法分析物体相对运动趋势，利用二力平衡，逆向分析静摩擦力方向；实验探究静摩擦力大小范围以及最大静摩擦力。3情感态度与价值观通过列举一些身边应用静摩擦力的例子和日常小实验，让学生学会观察生活，体会物理源于生活，物理联系社会；通过假设法和培养学生逻辑思维能力，激发成就感；通过实验探究，让学生体会科学之美，体验合作的重要性。四、教学重点与难点1教学重点：静摩擦力的大小以及方向的判断。 2教学难点: 物体相对运动趋势的有无，摩擦力方向的判断。五、设计理念为体现新课程“以学生为主体，教师为主导”的理念，本节课的设计分为四大环节。
5、分别是“情景创设，导入新课”、“观察体会，构建新知”、“合作探究，深入理解”、“延伸拓展，学以致用”。通过演示实验、学生实验、探究实验使学生能够亲身感受到静摩擦力、并通过不同感官认识静摩擦力，争取将抽象的概念形象化，帮助学生更好的建立新概念。并通过“深化理解”环节纠正学生的错误前概念，再通过“学以致用”环节，增强学生运用物理知识解决实际问题的意识，进一步体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。六、教法与学法1教法：启发式讲授法；假设法；实验探究法。2学法：自主学习法；观察法；讨论法。七、教学用具1实验仪器斜面，物块，毛巾，纸条，弹簧测力计，铁架台，砝码，托盘，木板。2多媒体PPT，图片，
6、视频资料。八、教学流程图九、教学过程【情境创设 导入新课】让学生亲身感受静摩擦力的存在。（先后做手相对桌面滑动和静止的动作，感受他们之间的阻碍作用。）教师活动【静摩擦力新课的引入】让学生将手平放在桌面上，用力推使手相对桌面滑动感受手与桌面间的滑动摩擦力，再让学生把手放在水平桌面上用力推，但保持手不动，感受手与桌面间的阻碍作用，进而引出静摩擦力。且将静摩擦力简单定义为：相对静止的物体之间的摩擦力叫做静摩擦力。学生活动学生在教师的指导下按要求做实验，感受手与桌面间滑动时他们之间的阻碍作用，以及手相对桌面静止时他们之间的阻碍作用。通过对比滑动摩擦力，体会静摩擦力的存在。设计意图从学生亲身体验和熟悉的
7、滑动摩擦力入手顺利引出静摩擦力，符合高中生的认知规律，能够帮助学生更加具体认识“静摩擦力”这一抽象概念。观察体会 构建新知1静摩擦力产生条件通过三组对比实验，让学生观察并引导学生的出静摩擦力产生的条件。【实验一】通过将纸条只是与书接触和将纸条夹入书脊且夹紧是否都能提起课本的对比实验，引导学生得出结论。对比分析得出结论：物体间接触且有挤压。教师活动1激发兴趣【演示实验 提出问题】纸条夹入书脊（夹紧）纸条能否提起比它重的课本?【演示实验】能够提起继续提出问题：纸条为什么能够提比它重的课本？2深入分析【对比分析 引导提问】学生和老师一起完成实验，并回答问题。将纸条夹入书脊（夹紧）后能够提起课本，书有
8、怎样的运动趋势？是什么力使纸条夹入书脊后能够提起课本？方向如何？并说明理由。对比分析：为什么只是将纸条与书接触时，纸条不能提起课本，而将纸条夹入书脊且夹紧时能够提起课本，什么情况下会产生静摩擦力？逐步引导学生得出结论：物体间接触且有挤压。（板书）学生活动观察实验：猜想：能/不能思考问题。观察实验，思考并回答问题。课本有想要向下的运动趋势。静摩擦力，向上。因为要阻碍书想要向下的运动趋势。因为一个有挤压一个没有挤压。以情激学，以趣导学，激发学生学习探究静摩擦力特点的欲望。从学生能够接触到的小实验入手，学生通过亲手实验，使课堂的氛围更为活跃，同时也让学生感受到“物理源于生活”的理念。【实验二】通过将
9、物块放在“光滑”斜面上和放在铺有毛巾的斜面上对比分析，引导学生得出结论。对比分析得出结论：接触面粗糙。教师活动【对比分析 引导提问】松开手后，物块会下滑吗？铺上毛巾后物块会下滑吗？ 静止在铺有手巾的斜面上的物块有怎样的运动趋势？是什么力阻碍了物块的运动趋势？方向如何？并说明理由。再通过分析：同一物块，同一斜面，铺毛巾和不铺毛巾，一个产生了静摩擦力，一个没有产生静摩擦力。提出问题：什么情况下产生静摩擦力？引导学生得出结论：接触面粗糙。（板书）学生活动思考并回答：会/不会；不会/会有沿斜面下滑的运动趋势。静摩擦力。沿斜面向上，因为阻碍物块想要沿斜面下滑的运动趋势。毛巾比较粗糙，而斜面相对毛巾比较光
10、滑。认真观察并思考，与老师一起分析得出结论：接触面粗糙。设计意图通过对比实验，帮助学生分析静摩擦力产生的条件，培养学生分析解决问题的能力。【实验三】设置斜面实验的平面对照组，引导学生的出静摩擦力产生的第二个结论。对比分析得出结论：有相对运动趋势。教师活动【分析对比引导提问】前面已经分析了物块在铺有毛巾的斜面上静止不动时，有沿斜面向下的运动趋势，受到一个沿斜面向上的静摩擦力。那么请同学们思考问题：当这个铺了毛巾的斜面变成平面时，物块还有想要运动的趋势吗？是否还受到静摩擦力阻碍物块的相对运动趋势？再通过提问为什么斜面上的物块受到静摩擦力而平面上的物体不受静摩擦力，什么情况下产生静摩擦力？对比分析，
11、引导学生得出静摩擦力产生的结论：有相对运动趋势。（板书）学生活动认真思考后回答问题：没有。物块不受静摩擦力。积极参与，和老师一起分析。设计意图通过设置斜面实验的平面对照组，引导学生的出物体相对运动趋势的有无是静摩擦力产生的必不可少的条件之一，强调相对运动趋势有无在静摩擦力产生中的重要性。2静摩擦力的定义通过前面条件的得出归纳总结，进而得出静摩擦力的定义：两相互接触并相对静止的物体由于具有相对运动趋势而在接触面上产生的阻碍物体相对运动趋势的力叫静摩擦力。教师活动【引导总结】逐步引导学生得出静摩擦力的定义，并将定义以填空的形式让学生完成，深化记忆。学生活动逐步分析，得出静摩擦力的定义，完成填空。设
12、计意图逐步引导学生得出静摩擦力的定义，并将定义以填空的形式让学生完成，深化记忆。培养学生的归纳总结能力。逐步引导学生得出静摩擦力的定义，并将定义以填空的形式让学生完成，深化记忆。培养学生的归纳总结能力。合作探究 深化理解1静摩擦力方向的判断1）毛刷实验用毛刷刷毛方向演示分析静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反。教师活动【引导过渡】学生前面已经学过关于静摩擦力的有关概念，在前面讲授静摩擦力的有关概念时，已经渗透了关于静摩擦力方向的有关知识，学生自然好奇静摩擦力的方向究竟是指向哪里的？教师运用几种生活中常见的例子，通过运用假设法和二力平衡法，引导学生得出静摩擦力的方向。【演示实验】用手水平想做拉
13、动刷子，且保持刷子相对桌面静止不动。【提出问题】分别说出刷子的运动趋势和刷毛弯曲方向，刷子的运动趋势与刷毛方向有联系？桌子和刷毛之间存在什么力？方向如何？静摩擦力方向与刷毛方向有何联系？【启发引导】引导学生分析得出：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反。（板书）学生活动观察实验并回答问题：刷子有水平向右运动趋势，刷毛方向水平向左，刷子运动趋势方向与刷毛方向相反。静摩擦力，方向水平向左。相同。设计意图用毛刷刷毛的方向显示静摩擦力的方向能够帮助学生理解静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，并帮助学生体会假设法在物理学中的应用，培养学生逆向思维能力。2）板擦实验利用二力平衡法判断静摩擦力方向：与
14、物体相对运动趋势方向相反。3）播放传送带视频播放传送带运送行李的视频，并通过提出问题，引导学生走出错误前概念。教师活动【演示实验】演示将板擦压在黑板上，保持静止。让学生分析板擦受到静摩擦力的方向，引导学生从板擦静止，受力平衡入手利用二力平衡分析出板擦所受静摩擦力方向。【播放视频提出问题】传送带上的货物是否处于静止状态？（注：学生不易静止是相对的，要注重引导学生突破思维障碍。）在学生发言基础上，教师讲解相对静止是指“两物体间相对位置保持不变”。货物是否受到静摩擦力？方向如何？静摩擦力是否为阻力？学生活动思考分析，画受力图。观看视频并回答问题：静止/非静止受静摩擦力，方向沿传送带向上。静摩擦力是动
15、力，不是阻力。设计意图让学生体会二力平衡法在物体受力分析中的应用。先让学生分析使学生暴露对相对静止的错误认识以及“只有静止的物体受到静摩擦力”“静摩擦力一定是阻力”的错误前概念，再利用视频分析纠正学生的错误前概念并帮助学生深刻认识相对静止。2探究静摩擦力大小演示木块受到的静摩擦力不断增大但有一个限度，让学生感性认识静摩擦力大小变化规律，并提出猜想。然后验证猜想，学生分组讨论交流，并记录最大静摩擦力。教师活动演示木块受到的静摩擦力不断增大但有一个限度，让学生感性认识静摩擦力大小变化规律，并提出猜想：在拉力增大时，静摩擦力也逐渐增大，但有一个限度。设计实验验证猜想：用如下装置演示通过弹簧测力计探究静摩擦力大小规律，并介绍最大静摩擦力。让学生分
