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1、探究摩擦力的大小与什么有关探究摩擦力的大小与什么有关教学设计教学设计本节内容选自人教版全日制普通中学教科书（必修）物理第二册第七 章运动和力第六节摩擦力的大小与什么有关 。教学内容分析教学内容分析 摩擦在生活和生产中都有重要的意义，对摩擦现象，学生有一定的感性认 识，教材首先使学生的感性认识上升一步，介绍了滑动摩擦的概念，再通过学 生亲历的探究活动，了解决定滑动摩擦力的因素，最后在“想想议议”栏目中， 通过具体事例将知识应用于生活、生产实际，让学生再次体会到物理知识的应 用价值。各种摩擦现象在生活中都很常见，但由于静摩擦和滚动摩擦在理解上 难度更大，在初中不宜深入介绍，为了不使问题复杂化，教材
2、中重点放在滑动 摩擦。在“想想议议”栏目，涉及采用滚动代替滑动可减小摩擦，教材对滚动 摩擦没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来讲，这在初中还是适当的。在 “科学窗”栏目中，作为知识的拓展介绍了静摩擦，教学中使学生有所了解即 可。教材对于“相对运动”的理解要求较低，可一带而过，能判断简单相对运 动情景中滑动摩擦力的方向即可。 本节课是一个完整的探究学习过程，科学探究可以实现将学习中心从过分 强调知识传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取 知识转化。由于前面对探究活动已有了一定的认识和经验累积，要充分运用本 节课让学生体会探究的各个环节，使学生逐渐深入地体会科学探究的方法，
3、培 养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。 学生虽然对摩擦现象很熟悉，但往往意识不到摩擦的重要意义，甚至意识 不到摩擦的存在，因此教学中还要尽可能设计一些小实验，让学生感受摩擦力 的存在，列举生活中的常见事例，让学生认识科学就在身边。教学中还要注意 联系当前科技知识，可利用录像等影音资源向学生简单介绍“气垫船” 、 “磁悬 浮列车”等。教学目标教学目标 （1） 知识与技能 知道滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦现象。 知道在相同条件下滚动摩擦比滑动摩擦小。 了解产生滑动摩擦的原因。 知道影响滑动摩擦力大小的因素。 会举例说出增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法。 （2） 过程与方法
4、 通过联系实际， ，了解摩擦现象存在普遍性，并培养学生初步的观察能 力和提出问题的能力。 通过实验探究影响摩擦力大小的因素，初步体会科学研究的方法，培养 学生对实验信息进行收集和处理的能力。 通过对生活中摩擦现象的讨论，培养学生初步的信息交流能力。 （3） 情感、态度和价值观 联系实际探究自然现象和日常生活中的物理学道理，养成用于探究与日 常生活相关现象中物理原理的精神。 初步认识科学及其相关技术对于社会发展和人类生活的影响，培养应用 所学知识为社会服务的意识。 通过探究与交流，使学生有将自己的见解公开并与他人交流的愿望，认 识交流合作的重要性，有主动与他人合作的精神。授课时间：授课时间：一个
5、课时 （引课 3，实验前讲述 8，学生实验 20，实验后讲述 10， 小结和作业布置 4）仪器材料：仪器材料：杯子、米（或者沙） 、弹簧测力计、木块、砝码、木板、毛巾、砂纸、 等。学情分析：学情分析：生活中的摩擦已经司空见惯了，学生对摩擦都有了一定的感性认识， 前面几节中已经对学生讲述了力的基础知识，学生对力已经有了一定的理性认 识。第二节中讲述了用弹簧测力计力测量的大小，第三节中又对同一直线上二 力的合成进行了重点讲解并且知道了二力平衡的条件，这些内容都为本节的学 习打下了基础。重、难点简介：重、难点简介：本节在理解了二力平衡的基础上，利用该原理测量摩擦力。本 节重点是让学生深刻体会什么是滑
6、动摩擦力、静摩擦力，判断滑动摩擦力和静 摩擦力的方向，知道滑动摩擦力大小测量，同时了解滚动摩擦力。此外，学习 本节内容后，熟记实验结论：a 滑动摩擦力与接触面的大小无关；b 滑动摩擦力 与压力大小、接触面粗糙程度有关。压力越大，滑动摩擦力越大，接触面越粗 糙，滑动摩擦力越大。还要能利用结论对生活中的关于摩擦的一些简单现象能 说明原因，同时还要体会控制变量法的内涵及其使用方法。学习如何对物理现 象提出问题、提出解决问题的方案并用实验加以证明、最后得出结论的科学思 想方法，是本节的重点同时也是难点。本节设置了实验部分，需要学生动脑动 手且学生接触实验较少，是本节的难点教学过程教学过程 1引课：从生
7、活现象引入，学生感觉自然；用新奇实验引入提高学生兴趣。 一根筷子将装满米的杯子提起来，你们认为可以吗？” （让学生猜测、思考、讨 论） 演示：筷子提米的实验。(让学生观察) 师：“请同学们参与以下活动：用手按在桌面上滑动；用橡皮擦擦去铅笔 字。活动中细心体会手的感觉。 ” （学生活动） 师：“请描述手的感觉。 ” （学生发言） 师：“是什么原因使得筷子把米提起来：手受到阻碍的现象在物理中是怎 样描述的呢？” （学生应该能回答出是摩擦现象） 师：“这就是摩擦现象，摩擦是一种常见现象。两个相互接触的物体，当 它们发生相对运动，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫 摩擦力。筷子和杯子之
8、间是相对静止的，这是静摩擦现象。手相对于桌面是滑 动的，这是滑动摩擦现象。 ”2新课教学：引导学生进行实验探究构建理解式的师生关系，让学生自由猜想， 培养学生发散思维和主动参与教学的意识。 提问：请同学们根据自己的生活经验或你了解的有关知识猜想一下滑动摩 擦力的大小与哪些因素有关。 猜想不是毫无依据的乱想，要注意引导进行猜想的方法。可启发学生通过 手在衣服上、桌面上、书本上的滑动来感知滑动摩擦力大小可能与哪些因素有 关。 学生应该能猜到：与接触面的粗糙程度、压力（重力） 、接触面的大小有关。 在学生讨论猜想的同时，将学生提出的主要问题列在黑板上。针对所提出的问 题，设计相应的实验方案。 3设计
9、实验方案：及时进行鼓励表扬并强调应注意的问题，师生讨论得出最佳 方案。培养学生动脑动手的能力。分组讨论后总结出设计思想：（适时指出研究过程中采用了控制变量的方法）A保证接触面的粗糙程度、接触面大小不变，改变压力（重力）大小，比较 摩擦力的大小。B保证压力（重力）大小、接触面大小不变，改变接触面的粗糙程度，比较 摩擦力的大小。C保证压力（重力）大小、接触面的粗糙程度不变，改变接触面的大小，比 较摩擦力大小。提问：根据研究 问题选择什么仪器？实验应如何操作？讨论结果：为测摩擦力需用弹簧测力计；为改变压力（重力） ，可在木块上加 砝码；为改变接触面粗糙程度需用不同接触面，如毛巾、棉布等；为改变接触
10、面的大小，可选用两个相同的木块叠起来、平铺来实现（书上没有介绍，补充 如下） 。注意事项：由于弹簧测力计本身的重力作用，为保证拉力水平，拉动木块时 手要握住测力计外壳；拉木块时尽可能匀速，指针不要颤动（作为问题提问， 为学生复习同一直线上二力平衡的条件及弹簧测力计的原理） ；在毛巾表面拉动 木块时要注意将毛巾铺平并固定，以免毛巾折皱对实验产生较大影响。 4设计表格（实验前事先准备好） 斜面（选做） 实验项目木块放在 木板上木块放在 毛巾上加砝码的 木块放在 木板上木块放在 粗糙的木 板上木块放在斜 面上加砝码的木块 放在斜面上第一次第二次第三次平均值完成实验，将弹簧测力计读数记录在表格中。 （
11、该过程由学生完成） 5对上面的数据记录表进行交流讨论，得出结论。指导学生进行分析、讨论。 培养学生分析数据和总结结论的能力。 6以上是我们提出的问题及解决方案，接下来分析教材中的方案。通过分析教 材，指导学生进行对比分析，帮助学生进一步了解控制变量法在物理实验中的 作用，并初步了解间接测量的方法，为学生进行其他实验打下基础。 教材中提供了一种进行实验探究的方案： 甲：把木块放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块； 乙：把木块放在毛巾上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块； 丙：把木块放在木板上，再在木块上加一个重物，用弹簧测力计水平匀速拉动 木块； 丁：把木块放在粗糙的木板上，用弹簧测力计水平匀速
12、拉动木块。通过比较甲、乙两种情况探究滑动摩擦力的大小与材料性质的关系；通过 比较甲、丁两种情况探究滑动摩擦力的大小与基础面粗糙程度的关系；通过比 较甲、丙两种情况探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。 7总结结论 由所做实验数据及教材数据对比分析得出以下结论： 结论一：滑动摩擦力与接触面的大小无关。结论二：滑动摩擦力与压力大小、接触面粗糙程度有关。压力越大，滑动摩 擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。结论是由所做实验得出，更有说服力，学生更易接受。对于结论一，也许 学生很难接受，但通过实验数据分析，的确可以得出滑动摩擦力与接触面大小 无关，要让学生摆脱长久的错误的思维定势。 8生活中摩擦力
13、普遍存在，那是否所有的摩擦力都是有害的呢？针对这一问题， 通过观察教材的图片以及结合实际生活举出事例。让学生讨论并引导学生由上 面的结论得出增大有益摩擦减小有害摩擦的方法。并引出滚动摩擦（减小摩擦 的方法） 。通过对以上实验的操作，可以得出在相同条件下用滚动代替滑动可以达到 减小摩擦的效果。 9联系实际生活对所得结论加以验证和应用，加深对摩擦力以及增大和减小摩 擦力方法的理解。 例如： 手在桌上滑动，用力越大手感受到的阻碍也越大（压力） ； 运动会赛跑时穿有齿的运动鞋（粗糙程度） ； 轮胎上有突出的花纹等（粗糙程度） 。 脚踩香蕉皮时会摔倒（材料性质） ； 针对以上例子，引导学生给予理论解释，
14、加深对实验结论的理解，巩固知 识。 10由手握杯子的例子引出静摩擦力。 上面我们已经学习了滑动摩擦力，以及影响其大小的相关因素。接下来看下面一个例子：手握杯子。 提问：“同学请看，我手中握着杯子，但是杯子与我的手没有相对运动， 此时杯子与我的手之间有没有摩擦力呢？” （可点一名同学回答） 解答：杯子受重力，在我手中却没有掉下来，说明杯子与手之间存在作用 力，然而杯子与手没有相对运动，我们把这种作用力叫做静摩擦力。 对相对运动加以解释：相互接触的两物体相对位置不改变，则该两物体没 发生相对运动，反之则有相对运动。 （为了便于学生理解，举几个例子：黑板擦 在黑板上滑动，物体放在斜面上静止） 静摩擦
15、力方向的判定：方向与相对运动趋势方向相反。如下图静摩擦力与滑动摩擦力的判断：有没有发生相对运动。 11知识拓展（不要求每个学生都掌握，但需让学生了解压力并不都是重力）： 在过程 3 中我们把压力等同于重力，而事实并非如此。因为我们所做的实验都 是在水平桌面上进行的，所以压力等于重力，然而压力并不都是重力，例如在 斜面上，木块与斜面间的压力就比重力小。这时验证压力与摩擦力的关系时， 我们可以在斜面上进行。方法与在平面上类似，如图：（感兴趣的同学可以做 一做，并将实验数据填在数据记录表格的选做列中）12本节内容小结： a 了解摩擦力有静摩擦力、滑动摩擦力及滚动摩擦力； b 重点了解滑动摩擦力大小的
16、测量方法及与影响因素（压力、接触面粗糙程度、 接触面材料）的关系； c 知道增大、减小滑动摩擦力的方法； d 初步了解静摩擦力及其方向判断；本节作业：本节作业：（实验前准备好，实验后发给学生） 1、一只玻璃瓶在下列情况下是否收到摩擦力的作用？如果有，请判断力的方向， 并说明是滑动摩擦力还是静摩擦力。（1）瓶子静止在倾斜的桌面上 （2）瓶子被握在手中，瓶口朝上（3）瓶子压在一张纸条上，扶住瓶子将纸抽出 2、一重 300N 的物体放在水平桌面上，用 30N 向东的水平力推动可使其匀速运 动，此时物体受 摩擦力，大小为 ，方向 。用 20N 向 南的水平力推，物体仍保持静止，此时物体受 摩擦力，大小为 ，方向 。静摩擦力 f静摩擦f 力 f静摩擦力 f3、设计一个测量滚动摩擦力的方案。
