高中物理摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)

1、摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)人民教育出版社普通高等課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修1首都師范大學(xué)吳耀東教學(xué)分析1. 教材分析：本節(jié)內(nèi)容是在初中摩擦力基礎(chǔ)上的延伸和拓展。摩擦力與彈力地位等同。本節(jié)知識(shí)是本章教學(xué)的重點(diǎn)，同時(shí)也是教學(xué)的難點(diǎn)，故應(yīng)對(duì)該節(jié)內(nèi)容的教學(xué)引起高度的重視。本節(jié)教材從對(duì)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生的先后順序考慮出發(fā)，從靜摩擦力入手，然后介紹滑動(dòng)摩擦力。本節(jié)課的重點(diǎn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)摩擦力的規(guī)律，使學(xué)生認(rèn)識(shí)靜摩擦力，最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。2. 學(xué)情分析：由于摩擦力問(wèn)題的復(fù)雜性，且在具體問(wèn)題中表現(xiàn)出“動(dòng)中有靜，靜中有動(dòng)”，尤其靜摩擦力在許多情形下似乎又是“若有若無(wú)”，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以理解。因此教

2、師要高度重視，在生活經(jīng)驗(yàn)和課堂實(shí)驗(yàn)的雙重引導(dǎo)下，讓學(xué)生真正理解并掌握摩擦力的規(guī)律。3. 教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：1) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)靜摩擦力的規(guī)律，知道最大靜摩擦力；2) 知道滑動(dòng)摩擦力概念及產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向3) 掌握滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式FFN。過(guò)程與方法：4) 會(huì)利用二力平衡條件判斷靜摩擦力的大小和方向；5) 會(huì)運(yùn)用公式計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小；6) 知道生產(chǎn)和生活中增大摩擦和減小摩擦的實(shí)例情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識(shí)。4. 重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：重點(diǎn)：1) 認(rèn)識(shí)靜摩擦力，知道最大靜摩擦力；2) 掌握滑動(dòng)摩擦力的公式。難點(diǎn)：1) 理解靜摩擦力，

3、最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力；2) 利用二力平衡判斷靜摩擦力的大小和方向；3) 利用滑動(dòng)摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。教學(xué)策略分析1. 教學(xué)方法設(shè)計(jì)首先通過(guò)列舉生活中的摩擦力現(xiàn)象讓同學(xué)們思考討論，引出摩擦力。接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力以及最大靜摩擦力的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上得出滑動(dòng)摩擦力的公式。2. 教學(xué)方式與手段教學(xué)方式：多媒體展示，教師現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段：本節(jié)課以多媒體手段展示生活中與摩擦力有關(guān)的物理情境，引出摩擦力。再通過(guò)課堂小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究摩擦力產(chǎn)生的條件和規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思考能力，動(dòng)手實(shí)踐能力。3. 教學(xué)流程圖三、教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)

4、學(xué)生活動(dòng)一、引入新課1 .創(chuàng)設(shè)情景，引入新課讓同學(xué)們根據(jù)初中學(xué)過(guò)的知識(shí)列舉花樣溜冰比賽，人推桌子，下雪天在地上鋪炭灰等與摩擦力有關(guān)的場(chǎng)景，展示生活中摩擦力處處存在。2 .本章知識(shí)介紹在初中時(shí)已經(jīng)學(xué)過(guò)，倆個(gè)相互接觸的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)的趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力一一摩擦力。在本節(jié)課，將進(jìn)一步探討幾種具體的摩擦力分類(lèi)，包括靜摩擦力，滑動(dòng)摩擦力。在靜摩擦力中將著重點(diǎn)出最大靜摩擦力。了解摩擦力產(chǎn)生的條件、方向和大小。二、新課教學(xué)1.靜摩擦力實(shí)驗(yàn)：把毛刷放在桌面上，用力拉毛刷的把手，使毛刷上部稍稍移動(dòng)一些，刷毛的下部由于受到桌面的摩擦仍靜止，使得刷毛發(fā)生了彎曲。這表

5、明刷毛和與桌面之間有摩擦力的作用。讓同學(xué)們觀察并指出此時(shí)毛刷和桌間分別受到的摩擦力的特點(diǎn)和方向。在上實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上讓學(xué)生分析教科書(shū)中小孩推木箱的實(shí)例，得出結(jié)論。引入靜摩擦力：倆個(gè)物體之間只肩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而沒(méi)肩相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力。觀察，思考，體會(huì)在身邊存在的摩擦力?；仡檭A聽(tīng)觀察、思考、討論分析得出：一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而受到一個(gè)摩擦力。認(rèn)真聽(tīng)講，理解每句話含義。靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。思考：什么叫有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)？考慮瓶子瓶口豎直朝上被手握在空中靜止，由平衡條件比較容易判斷瓶子受到的靜摩擦力和瓶子的重力是一對(duì)平衡力，瓶子的

6、靜摩擦力方向向上。但瓶子相對(duì)手的接觸面有向下滑動(dòng)的趨勢(shì)。假設(shè)接觸面光滑，瓶子一定會(huì)向下滑落，這個(gè)“向下滑落”的方向就是瓶子相對(duì)接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向，而靜摩擦力與這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。2.靜摩擦力的大小觀察、思考、 討論。結(jié)論：物體受 到的靜摩擦力 與繩子對(duì)物體 的拉力大小相 等，方向與物 體所受拉力的 方向相反。觀察、思考靜 摩擦力與哪些 因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)：1.如圖所示，在托盤(pán)里放一定質(zhì)量的整碼，木盒子靜止。逐漸增加整碼的個(gè)數(shù)，物體仍靜止。根據(jù)二力平衡分析木盒子受到的靜摩擦力大小和方向。交流、討論。結(jié)論：物體所受的靜摩擦力大小與跟它相平衡的力有關(guān)，靜摩擦力隨平衡力的增大而增大。2 .在

7、水平桌面上分別鋪上粗糙程度各不相同的毛巾、棉布、木板，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，當(dāng)物體仍靜止在桌面上時(shí)，分析此時(shí)木盒子所受靜摩擦力大小，并與上實(shí)驗(yàn)對(duì)比。學(xué)生積極思 考，回想生活 中的滑動(dòng)摩擦3 .在木盒子里逐漸添加整碼，重復(fù)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，分析此時(shí)木匣子所受摩擦力。與其他倆實(shí)驗(yàn)對(duì)比。4 .觀察：當(dāng)托盤(pán)中的整碼增加到某一重量時(shí)，木盒子將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木盒子所受摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力。小結(jié)：物體受到的靜摩擦力與繩子對(duì)物體的拉力大小相等，方向與物體所受拉力的方向相反。物體所受的靜摩擦力大小與跟它相平衡的力有關(guān)，靜摩擦力隨平衡力的增大而增大。3.滑動(dòng)摩擦力1）舉例生活中的滑動(dòng)摩擦力，讓學(xué)生感受到它的無(wú)處不在。在冰面或

8、濕滑的路面上，人跑幾步后，若不再跑動(dòng)，會(huì)在冰面上或濕滑的路面上滑行一段距離后停止；緩慢抽出壓在重物下的紙條時(shí)，手要持續(xù)用力，同時(shí)重物會(huì)跟著紙條移動(dòng)一段距離；擦黑板時(shí)，黑板對(duì)黑板擦有阻礙作用。觀察、思考定義：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。2）探究對(duì)比物體的靜摩擦力、最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的大小。實(shí)驗(yàn)：在較光滑的桌面上放一木板，上面放一質(zhì)量較大的木塊（如下圖）。開(kāi)始時(shí)，在木板與木塊接觸的外側(cè)面作倆個(gè)對(duì)頂討論、分析結(jié)論：靜摩 擦力的增大有 一個(gè)限度，最 大靜摩擦力在 數(shù)值上等于物 體剛剛開(kāi)始運(yùn) 動(dòng)時(shí)的拉力。 開(kāi)始運(yùn)動(dòng)之 后，摩擦力變的三

9、角形的記號(hào)。當(dāng)用手沿如圖中箭頭所指方向緩緩地拉木板時(shí)，可以看到木塊隨木板一起移動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸增大，但倆個(gè)三角形記號(hào)的相對(duì)位置卻沒(méi)有變化，知道彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大到某一數(shù)值后，才看到倆個(gè)三角形記號(hào)相對(duì)位置發(fā)生變化。繼續(xù)拉木板，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。在木塊相對(duì)木板靜止不動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)等于木塊受到靜摩擦力的大小。木塊木板彈簧測(cè)力計(jì)為滑動(dòng)摩擦 力，大小小于 最大靜摩擦 力。觀察并記錄下木塊從跟木板一起移動(dòng)到滑動(dòng)時(shí)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化。之后教師通過(guò)多媒體放大演示教科書(shū)中的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分析討論物體靜摩擦力、最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的大小。討論、思考、 回答問(wèn)題可能答案：接觸面的粗 糙程度，接

10、觸 面的大小、接 觸面之間的壓 力。運(yùn)動(dòng)方向?qū)W生動(dòng)手實(shí) 驗(yàn)，進(jìn)行探究, 找出答案，匯 報(bào)結(jié)果。3）通過(guò)演示教科書(shū)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)生討論后得出的結(jié)論，繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生猜想影響滑動(dòng)摩擦力的因素都有哪些，并讓學(xué)生積極回答。4）探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素。實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如下圖所示，水平拉動(dòng)木塊下面的木板2,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就是木塊1受到的摩擦力。學(xué)生在分組 探究后，得出 滑動(dòng)摩擦力的 規(guī)律：滑動(dòng)摩 擦力的大小跟 壓力成正比； 跟接觸面的粗 糙程度成正比 例關(guān)系。聆聽(tīng), 思考 理解木板2討論并回答問(wèn) 題該實(shí)驗(yàn)在操作時(shí)木板2的運(yùn)動(dòng)不要求勻速，但開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)要緩慢一些，木塊與木板之間從相對(duì)靜止到相對(duì)滑動(dòng)的

11、過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的指針會(huì)晃動(dòng)。用毛巾鋪在木板2的上面，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟；保持木塊與接觸面的情況不變，在木塊上面放一重物，再做一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)。并據(jù)此尋找最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小的關(guān)系，探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)。學(xué)生探究后，請(qǐng)學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)果。此實(shí)驗(yàn)采取邊實(shí)驗(yàn)邊教學(xué)的方法，在教學(xué)提綱和教師的引導(dǎo)下，學(xué)生尋找答案。給學(xué)生每2人一組準(zhǔn)備好隨堂實(shí)驗(yàn)器材。課下繼續(xù)積極思考實(shí)驗(yàn)表明：滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力成正比，也就是跟倆記住，理解個(gè)物體表面間的垂直作用力成正比。如果用F表示滑動(dòng)摩擦力的大小，用Fn表示壓力的大小，則有：FFn。其中是比例常數(shù)（無(wú)單位），叫做動(dòng)摩擦因數(shù)。簡(jiǎn)要思考：了解a）解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

12、為什么木塊與木板之間從相對(duì)靜止到相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的指針會(huì)晃動(dòng)？b）公式中的壓力大小與重力大小有直接關(guān)系嗎？c）的數(shù)值與什么有關(guān)？（與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)，沒(méi)有單位）5）課下思考并探究：滑動(dòng)摩擦力大小為何與接觸面積、運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。4 .總結(jié)摩擦力產(chǎn)生的條件：a）相互接觸并且相互擠壓，即彼此之間有壓力；b）有相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)；c）接觸面不光滑。5 .課堂拓展：簡(jiǎn)要介紹滾動(dòng)摩擦力定義：一物體在另一物體表面作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)或有滾動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)滾動(dòng)的阻礙作用，叫“滾動(dòng)摩擦”。它實(shí)質(zhì)上是靜摩擦力。接觸面愈軟，形狀變化愈大，則滾動(dòng)摩擦力就愈大。一般情況下，物體之間的滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力。在交通運(yùn)輸以及機(jī)械制造工業(yè)上廣泛應(yīng)用滾動(dòng)軸承，就是為了減少摩擦力。例如,火車(chē)的主動(dòng)輪的摩擦力是推動(dòng)火車(chē)前進(jìn)的動(dòng)力。而被動(dòng)輪所受之靜摩擦則是阻礙火車(chē)前進(jìn)的滾動(dòng)摩擦力。課堂小結(jié)摩