静摩擦力教学设计.docx

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静摩擦力教学设计

高一物理必修一摩擦力教学设计

陕西省西安市高陵县第三中学刘辉

1.教材分析

本节内容主要包括以下四个部分：

（1）摩擦力的定义。

（2）摩擦力产生的原因。

（3）摩擦力方向的判断。

（4）摩擦力大小的计算。

在高中物理教学中，受力分析这块的知识对学生的学，对教师的教都属于难点。

而受力分析的难点在于摩擦力的分析。

正确认识摩擦力对后面知识的学习起着承上启下的作用。

在摩擦力这节课中，重点是研究滑动摩擦力，要求会计算其大小和判断其方向，难点是静摩擦力，尤其是静摩擦力方向的判断。

在学生初中已经学习过摩擦力相关知识的基础上，教材直接给出了摩擦力的定义，并且从生活中的推箱子现象引入，以探究静摩擦力与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、合作交流等教学过程让学生探讨静摩擦力产生的条件，静摩擦力与推力关系。

体现了新课程改革中让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。

同时，这节教材的内容也注重了实验在物理教学的作用，通过实验得出最大静摩擦力的概念。

在编写过程中也注意到了知识与学生的生活实际及生产实际之间的联系，在学习摩擦力的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象。

最后通过例题加深对滑动摩擦力计算公式的理解。

2．学情分析：

学生在初中的《力和机械》一章已经学习了摩擦力的基本知识，但还不会具体的计算；会分析简单的现象，但不深入；学生只掌握了简单的二力平衡的知识，只会对二力平衡下物体做匀速直线运动或静止状态进行分析；学生在日常生活中能够对摩擦力是否存在有一定的认识，对摩擦力的方向有一定的体会。

3．教学策略：

通过学生探究实验和教师的演示实验，激发学生的学习兴趣，使学生充分参与探究的过程。

让学生结合演示实验和学生实验，亲自探究出三种不同的摩擦力的性质特点。

4．教学方法：

实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、应用举例、练习巩固

【教学目标】

一、知识与技能

·认识静摩擦力的规律，会根据物体的平衡条件简单的计算静摩擦力的大小。

·能判断静摩擦力的方向，知道静摩擦力的变化范围及其最大值；

·知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，滑动摩擦力比滚动摩擦力大；

·知道动摩擦因素与哪些因素有关，会判断滑动摩擦力的方向及计算大小；

二、过程与方法

·培养学生用物理思维分析、思考、描述摩擦力的概念和规律的能力；

·培养学生的实验探究能力，学会在实验中控制变量和实验条件；

·通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力；

·通过学生自己参与实验等形式，激发兴趣提高探究创新意识。

三、情感、态度与价值观

·利用实验和生活实例激发学生学习兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。

·培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。

·在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。

·认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。

能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例，发展观察能力。

【教学重点和难点】

重点：

·滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断

·静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断。

·正确理解最大静摩擦力的概念。

难点：

·静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。

·静摩擦力大小的简单计算。

【教学设计思路】

在教学过程中，采用“演示实验，提出问题”→“分析问题，总结规律”和“提出猜想，设计实验→“分析结论，得出规律”的程序设计课堂教学。

在本节课中围绕三个不同的摩擦力分别采用不同的探究方式：

静摩擦力和最大静摩擦力采用第一种探究方式，滑动摩擦力采用第二种探究方式。

教师引导学生按照上述程序得出结论，并学会简单的应用。

教师在授课的过程中，注重采用以问题串联知识的方法，使学生在学习新知识的过程中符合思维的逻辑性，从而提高了课堂的有效性。

由于学生只掌握到二力平衡的知识水平，所以在设计演示实验时举的例子尽可能做到既简单又能明显的说明问题，易于被学生理解和接受。

新课程改革要求改变以往过于注重知识传授的状况，而要注重学生获得知识的过程，在学生获得知识的同时也成为学习的主人，并在学习的过程中形成正确的价值观，通过本节课的学习，使学生在对摩擦力的认识方面，对于判断摩擦力的大小和方向上有个初步的思路，为健全学生的人格，帮助学生具备终身学习的能力打下坚实的基础。

【教学课时】

2课时

【实验器材准备】

学生每四人一组，学生实验桌上配备：

白纸、弹簧秤、木块、长木板、毛巾、钩码等。

教师用具：

玻璃珠、塑料筷子，木筷子、烧杯、洗衣粉、表面涂油的啤酒瓶、一端带定滑轮的长木板，木块、砂桶、砂、细绳、多媒体课件、实物投影仪等。

【教学方法】

实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、应用举例、练习巩固

【教学过程】　　

教学环节

教师活动

学生活动

达到目标

创设情境，引入摩擦力

学生上台操作：

①把弹珠放在烧杯里，请学生分别用塑料筷子和木筷子夹弹珠，看谁夹的多。

②在一只手上沾些洗衣粉水，然后两只手分别握住瓶颈部分向上提，看哪只手提不起来；③一个大男生穿着滚轮滑冰鞋，一个小女生穿运动鞋站在地面上拔河，谁能赢？

学生在极大的快乐中体验摩擦力的存在，同时体会到摩擦力的存在有有利的一面也有不利的一面，体会事情的两面性。

同时体会静摩擦力的相对运动趋势的方向。

让学生主动参与，成为学习的主体，在体验中激发学生的学习兴趣，并在观察和实际操作中思考和体会摩擦现象。

回顾、体会并总结摩擦力产生的条件

同学们先观察下面四幅图，从图中我们找找看物体是否受到摩擦力的作用。

同时总结物体产生摩擦力的条件及摩擦力的方向特点。

学生总结，老师归纳理顺：

产生摩擦力的条件：

①两个物体的接触面粗糙②两物体接触且存在压力③两物体间有相对运动或相对运动的趋势

摩擦力的方向：

沿接触面的切线方向。

1．学生进行观察，从中发现：

物体受到摩擦力的条件，与初中的知识进行比较，归纳出两种不同类型的摩擦力，以及摩擦力产生的条件。

2．观察归纳得出静摩擦力和滑动摩擦力的定义及区别。

3．学生根据物体的受力情况进行分析，判断得出结论。

1．培养学生从简单图形的判断得出简单结论的能力，同时由于学生掌握的知识不足，需要加强指导，培养深入分析归纳的能力。

2．以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力。

用学生对实例分析，让学生初步了解摩擦力，为下面的探究打基础。

探究

静摩擦力

1．产生静摩擦力的条件

（1）物体与物体之间有相对运动的趋势；

（2）物体与物体之间接触并且相互挤压（有形变）；

（3）两个接触面不光滑，应有粗糙程度。

2．提问：

你能否根据实际情况，判断物体是否受到静摩擦力？

3．演示实验：

体验静摩擦力

两本书交叉一页一页地对插，然后把书分开，看看受力的大小。

提问：

那么静摩擦力的大小到底有多大呢？

4．实验探究：

探究静摩擦力的大小

用该实验装置进行研究：

缓慢的拉动弹簧测力计读数和小木块的运动状态，并设计表格记录下物体的运动状态和物体所受静摩擦力的大小。

拉力F

物体运动状态

静摩擦力大小

注意：

当物体开始运动后，就不再记录数据。

利用多媒体、实物投影仪进行分析、归纳。

5．但随后我们会发现，静摩擦力不会无限制增大，它的增大有一个限度，当超过这个限度时，物体将由静止变为运动。

即由相对运动的趋势变为相对运动，此时所受摩擦力将变为滑动摩擦力。

静摩擦力的最大值Fmax叫做最大静摩擦力（将动未动时摩擦力）。

它的数值等于物体刚开始运动时的拉力的大小。

可见：

两个物体间的静摩擦力可以是一个变力，它的大小可以在0与Fmax之间，即

0＜F≤Fmax

［最大静摩擦力的大小与哪些因素有关的探究］

回顾我们刚才的实验，我们一起来探究一下Fmax的大小与什么因素有关，关系怎样？

学生自己设计实验，得出结论。

（1）与物体的所受压力（正压力）有关。

（2）与物体的接触面的粗糙程度有关。

6．静摩擦力的方向

前面我们研究了静摩擦力的大小，现在我们来探讨一下静摩擦力的方向。

>静摩擦力的方向总是沿着接触面。

（曲面则与接触面相切的方向）

>静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反。

此处相对运动趋势是指该物体相对于与它接触的物体（另一物体）而言的。

>判断静摩擦力的两种方法

①假如“光滑”法（又称解除法）：

可假设接触面是光滑的，看物体间是否会发生相对运动。

②状态分析法：

根据运动状态，运用平衡条件或牛顿定律来判断。

（从物体受其他力和物体的运动状态（加速度）来判断的）以后拓展用。

7．静摩擦力的应用

阅读书本，了解静摩擦力的应用。

1．学生根据刚才的学习，归纳讲述“静摩擦力”产生的条件。

2．根据生活中的实例能判断物体是否受到静摩擦力。

3．学生动手参与实验，感受静摩擦力的大小。

4．进行探究实验，完成所要求的实验，得出结论。

结论：

静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大，并与拉力的大小相等。

即当物体只是相对运动趋势时，此时：

F静=F拉

推论：

静摩擦力与物体的压力、重力、接触面粗糙面的粗糙程度都有关。

5．学生根据具体的情景进行分析，从而得出实验探究的一些定性的理论分析拓展。

6．探究实验，目的在于学生的实验设计能力和探究能力，提高根据已有实验器材进行实验探究的能力。

设计探究实验，得出结论。

7．学生分析问题，解决问题。

清楚分析问题的过程。

8．学生通过具体问题的分析、求解，重在体验相对静止、相对运动、相对运动趋势的不同。

理解“静”的深层含义。

9．物理知识与应用有机结合在一起，达到活学活用。

1．使学生认识到复杂的事物由简单事物构成的道理。

2．会根据具体的情况判断静摩擦力的存在情况。

3．会用简单的实验感受到静摩擦力的大小，并设计出具体方案。

4．培养学生初步完整的探究实验的方案，通过实验的探究结论，同时加强实验的操作技能。

5．能从实际的情形中得出具体的结论，达到进一步研究的目的。

6．有问题通过实验探究来实现的思想。

明确物理是一门以实验为主的学科的真实含义。

7．对具体问题的分析过程的理解，有增强克服困难的信心和决心，体验战胜困难，解决物理问题时的喜悦。

8．培养学生对科学的求知欲，使学生乐于探索日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学原理。

探究滑动摩擦力

前面我们研究了静摩擦力，现在我们继续做前面的实验，用力去拉木块，当力F>Fmax时，我们会发现木块在木板上开始滑动，拉力却明显减小，表明摩擦力明显减小，此时所受到的摩擦力为滑动摩擦力。

1．当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，会受到另一物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。

2．方向：

滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动的方向相反。

“相反”是指相对接触的物体，而不能相对别的物体。

所谓“相对运动”，指的是两个物体分别以对方为参照物所表现出来的运动，而不是相对地面或其他物体的运动。

观察A在B上滑动时的情况进行具体的分析。

理解相对运动含义。

3．探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关呢？

通过实验让学生体会到不同物体间滑动摩擦力的大小会有所不同，进行思考：

滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？

A．与接触面的粗糙程度有关

B．跟物体间的压力（正压力）有关

C．跟物体接触面积的大小有关

根据以上几条猜测，设计实验去进行验证探索。

（利用控制变量法来进行探究）

压力FN

摩擦力Ff

作出FN——Ff图象，寻找其中规律。

对实验过程和结论进行评估和交流。

③滑动摩擦力大小与接触面积无关。

滑动摩擦力的大小与正压力成正比，其比例系数由接触面的材料决定，称之为动摩擦因数（μ）即：

F=μFN

“μ”跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的粗糙程度有关，没有单位。

［阅读P62表1、3了解几种材料间的动摩擦因数］

在上面的实验中，我们还可以得出一些其他结论：

①与面积无关；②在速度变化不大的情况下，滑动摩擦力的大小与速度也无关。

对其他条件不变时，测出其由静止到运动一段时间内的摩擦力，作拉力―摩擦力的图象

【例题分析】

例题进行分析、板书过程体验。

1．学生小组讨论后提出问题。

并确定探究的方向。

2．学生进行对比学习，得出滑动摩擦力的特点。

3．学生通过自己的比较探究过程，并分享其他同学的成果，修正自己的不足之处。

4．学生对成果进行分析论证。

得出它们的特点。

5．就此结论进行实验探究。

6．鼓励学生在学习完静摩擦力的基础上提出问题，进行更深层探究。

7．师生一起对问题进行初步的评价和筛选，确定合理的问题进行探究，并就此进行猜想和假设，设计出实验方案并进行实验探究。

8．学生进行实验时进行个别指导，使得后进生能完成实验进展。

（实验中还可让学生观察两次灯泡的亮暗）

9．分析论证后形成结论：

①滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。

②滑动摩擦力大小与（正压力）成正比。

10．学生就实验结论进行分析、深层拓展，达到最优。

1．培养学生在观察物理现象或物理学习过程中发现问题，有初步提出问题的能力和胆量。

2．学习拟定简单的科学研究的计划和实验方案。

完成对知识的初步探究和理解过程。

3．鼓励学生从物理现象和实验中归纳科学规律，并能书面或口头表达自己的观点，使学生认识到实验、分析，论证在科学探究中的重要性。

4．培养合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，勇于放弃或修正自己的错误观点，既坚持原则，又尊重他人。

5．培养学生对科学的求知欲，使学生乐于探索日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。

6．具体问题的分析过程，让学生能从中了解到解决问题的规范和过程的重要性，养成良好习惯

简单介绍滚动摩擦

简单介绍滚动摩擦，知道在相同的条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小的多。

变滑动为滚动，使两个互相接触的摩擦面彼此离开（加润滑剂、气垫。

磁悬浮），也可以减小有害摩擦。

让学生回忆生活中还有哪些人们利用和防止摩擦的例子

让学生充分体会知识应用于生活和生产时的力量

归纳总结

1．请学生谈谈本节课的收获。

2．如何判别静摩擦力和滑动摩擦力？

3．完成问题与练习。

补充一些与摩擦力有关的知识。

通过回顾，进一步体会科学探究过程以及对三种

对本节内容有一个总体的认识和掌握

【板书设计】

第3节、摩擦力

一、摩擦力二、静摩擦力：

产生条件：

大小：

0＜F≤Fmax

①接触面粗糙与外力有关，与压力无关

②存在压力最大静摩擦力：

③有相对运动或相对运动的趋势大小：

与压力和接触面的粗糙程度有关。

方向：

三、滑动摩擦力：

沿接触面的切线方向，大小：

F＝uFN

与相对运动或相对运动的趋势方向相反。

u：

动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关。

无单位。

四、滚动摩擦

高一物理必修1《摩擦力》教学设计

作者：

刘辉

单位：

高陵三中