高中物理必修1静摩擦力教学案例樊菊江苏省启东市大江中学一、案例设计背景高中物理新课程（人教版）必修1第三章第三节摩擦力，是本章教学的重点和难点，摩擦力分析的对错与否，摩擦力大小的计算是否正确将直接影响后面牛顿运动定律的学习按照教科书的编排首先学习静摩擦力，然后学习滑动摩擦力但是对物体进行受力分析时，物体实际受到的摩擦力好比“百变小魔女”往往表现为动中有静，静中有动尤其是静摩擦力在许多具体问题中似乎是若有若无，方向不定，对于高一初学者来说不容易理解本教学案按照“什么是摩擦力——静摩擦力的产生需要什么条件——静摩擦力的方向——静摩擦力的大小”这一线索展开教学，通过设计情境引导学生自主建构，同时将教师的演示实验与学生分组探究实验相结合，鼓励学生在教师的引领下通过自己的思考得出结论，再进行小组讨论建构出对摩擦力和静摩擦力概念更深层次的理解；启迪学生在情境中归纳，在动手实验中发现，在具体活动中交流合作，掌握科学知识的同时提高自身的科学素质二、新课引入实验：将两本物理书一页页依次交叉、压实提起其中的一本书的书脊，另一本书也随之被提起；请一个同学上来要求其将两本书分开，当同学使出很大的力气也难以做到；用力往两本书中间吹气，使纸张之间接触不再紧密，再用两只手拉两本书的书脊，书本分开。
实验完成以后请同学们讨论一下三个问题：（1）一本书可以提起另一本书，被提的那本书除了受到重力以外还受到了什么力，这个力的方向如何？（2）是什么力阻碍了两本书分开，这个力的方向又是怎样？（3）为什么向两本书中间吹气以后，书本就容易分开？思考阻碍书本分开的力和那些因素有关？（学生展开讨论，各抒己见三、新课教学（一）通过情境分析，体会摩擦力和静摩擦力的定义我们知道摩擦是自然界中的一种常见现象，通过初中的学习知道相互接触的物体之间可能存在摩擦力，请举些例子说明什么是摩擦力学生举例，教师引导学生分析所举的实例）以刚才的实验为例，通过讨论知道下面的书保持静止，而静止是一种平衡状态，根据初中二力平衡的知识，一定有一个竖直向上的力与书本的重力相平衡这个力就是书本纸张之间的摩擦力，由于书本页数较多，每一个接触面都有摩擦力的存在，两本书之间的摩擦力是比较大的，所以我们不好把书分开，当我们用水平方向的力拉书本时，由二力平衡可得摩擦力是水平方向的，用竖直方向的拉力拉书本时，还是由二力平衡摩擦力应该是竖直方向的，那么两本书之间的摩擦力到底是什么方向的呢？指导学生阅读摩擦力和静摩擦力的定义，认真体会定义中字句的含义，结合之前的实验情境，引导学生得出静摩擦力的产生与哪些因素有关，方向又是如何？以课本上人推木箱、手拿直尺、物体静止在粗糙的斜面上作为第二个情境，引导学生分别用“二力平衡法”、“假设光滑法”、“阻碍相对运动趋势法”分析物体受到的静摩擦力。
加深学生对静摩擦力方向的判断，并与书本上的定义做对照，深刻体会静摩擦力的作用是“阻碍物体的相对运动”二）分析归纳静摩擦力产生的条件通过观看倾斜向上的传送带运送谷物的视频，启发学生领悟静摩擦力中“静”的含义，学会区分“物体的对地运动”与“物体之间的相对运动”，再结合上述所列的实例，从中分析归纳出两个物体间存在静摩擦力的几个必要条件，并且用自己的话概括静摩擦力产生的重要特征——由“势”而生三）亲身体验静摩擦力的方向每个同学准备一个牙刷，教师在讲台上可借助于实物投影仪，使用大毛刷，右手握牙刷手柄刷毛朝下放到木板上向左推并与木板保持相对静止，此时牙刷相对于木板的运动趋势向左，与木板接触的刷毛向什么方向弯曲？从而说明刷毛受到木板施加静摩擦力的方向通过学生的切身体验让学生再次领会物体受到静摩擦力的方向跟相对接触面运动趋势的方向相反，在书本上用力的示意图做出情境二中物体所受到的摩擦力的方向四）借助DIS力学传感器探究静摩擦力的大小如图力学传感器与木盒通过细绳相连，细绳与桌面水平，木盒下面垫有书本，向右拉传感器逐渐增大作用力，木盒与书本保持相对静止，由二力平衡随着拉力的增大，木盒与书本之间的静摩擦力逐渐增大，并且拉力与静摩擦力大小相等方向相反；向木盒中加入砝码改变木盒的质量，重复以上实验，请同学注意观察，静摩擦力随拉力的变化规律是否改变，拉动木盒所需要的力是否变化。
学生可以归纳出求静摩擦力的一种方法——二力平衡）当把拉力增大到一定数值时，物体总会运动起来，物体与接触面间的相对静止转变为相对运动，基于前面对静摩擦力的分析，学生不难得到此时物体所受的拉力等于物体与接触面间的最大静摩擦力当然还有其他的实验探究方案，鼓励学生自主设计，通过同学们的集思广益或许可以得出更好的方案，那就放手让他们去做吧，教师此时一定要做好引导，如果学生出错也要多加鼓励，重要的是学生探索的过程五）趣味游戏——手指滑板手指滑板（如下图）是最近一段时间比较热门的一种游戏，滑板一般由塑料制成长5cm宽1cm左右,表面压有塑胶的花纹以增加摩擦，下面连接轴承装有两组共四个滑轮，食指和中指压住滑板左右扭动，滑板向前，在同学们玩的时候，要求其体会手指与滑板接触面的静摩擦力，滑板直线运动与拐弯时手指不一样的感受，当把防滑塑胶剥除后，再玩又有什么不同的感受？体会那些与静摩擦力有关的因素四、教学反思本节课的主要目的是探究静摩擦力的特点、产生条件和规律，通过两个情境的设立和相关问题的引导，把演示实验和学生实验相结合，依靠教材概念的归纳和学生的自主探究帮助学生建构有关摩擦力和静摩擦力的知识， 并且借助于游戏寓教于乐加深对知识点的理解。
教学实践证明，探究式教学不仅可以提升学生学习物理的兴趣，而且可以强化物理知识的形成过程，重新走一遍科学家们的探索之路，在积极掌握知识的同时，更能体会人类认识自然的艰辛，提高学生的科学素养。