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高一物理摩擦力教学设计(新课标)


第 4.3 节

摩擦力

【教学设计思想】
在课堂上创设生活情景,引出生活难题,引导学生独立思考,尝试去解决问题,使 学生对本节课产生极大的兴趣,

【教材分析】
教材出处:鲁科版《高中物理》必修一第四章第三节 摩擦力是力学中的三大性质力之一,是高中力学的一个重点,也是难点。正确认 识摩擦力对整个力学知识框架的搭建起着至关重要的作用。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。教师要试图将学生初中学过的相关概念与本节的内容有机地融合在一起。 教学中要力图从两种摩擦力的区别与联系出发,让学生从摩擦力产生的条件、影响摩擦 力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同,通过探究实验去加深巩固。 本节课也是一节科学探究课,教材从生活中的摩擦现象引入,以探究静摩擦力和 滑动摩擦力与哪些因素有关为主线,安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流 等教学过程,让学生经历探讨两种摩擦力与接触面粗糙程度、压力关系的过程。很好地 体现了新教材让学生在体验知识的形成与发展过程中,主动获取知识的精神。同时,本 节课的内容与学生的实际生活联系十分密切,教材的编写突出了这一点。在通过实验得 出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,并能运用这些知识解决实际生活中遇到的问题。

【学情分析】
学习者是高中一年级学生,目前还没有学习力的合成与分解相关知识,只是在初 中阶段简单的了解了一下摩擦力的性质。所以在讲述新课的时候要充分考虑学生的接受 能力,要让他们在已掌握知识的基础上逐渐学习新课程,避免跨越式教学。

一、教学目标
(一)知识与技能 1.认识静摩擦、滑动摩擦力,和它们的产生条件及其作用效果,会判断它们的方 向。 2.根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。 3.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力 (二)过程与方法

1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。 2.培养学生的实验探究能力。 3.让学生参与和亲身体会在实验中控制变量和实验条件。 (三)情感态度与价值观 1.利用演示实验和学生参与实验激发学生学习兴趣。 2.培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想。

二、重点与难点:
重点:1.静摩擦力产生的条件及规律以及静摩擦力方向的判断。 2.正确理解最大静摩擦力的概念。 3.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。 难点:1.静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。 2.静摩擦力大小的简单计算。

三、教学方法
分析归纳、实验探究、体会参与、练习巩固

四、教具准备
木板、弹簧秤、物块、毛巾、泡沫板

五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计说明
1. 利 用 生 活 实 例 来激发学生的学 习兴趣。

展示两组图片, 引出摩擦力课题。 1.学生认真观察图片, 图片一:带花纹的轮胎和鞋子。 问题:轮胎表面和鞋子底部的花 并思考老师提出的问 题。

展示图片引 出问题导入 课题

纹有什么作用? 图片二:身体表面光滑的鱼。 问题:鱼类身体表面分泌的粘液 对自身有什么作用?

2.学生获得感性认识, 2 .激发学生学习 陶冶情操。 3. 能初步明确课堂所要 研究的任务。 的欲望和好奇心。 培养学生发现问 题的能力,体现从 生活走向物理的 教学观念。

1.情景一:小明同学需将一个很

1.请学生阐述自己的观 点,并提出自己的解决

1. 通 过 生 活 中 的 实际问题,启发学 生的想象力,增加 学生的学习兴趣。 2. 使 学 生 发 散 思 维,不再只受物理

设置情景 认识不同 类型的摩 擦力

重的箱子从 A 处搬到 B 处,经尝

试, 小明很难直接搬动它。 (要求: 方案。 小明独自完成任务,使用力气最 少。 ) 2.问题一:小明该如何去做? 2.引导学生回答问题三 个问题: 回答问题一:推箱子。

情景二:在上述背景之下,小明 尝试推动箱子,发现箱子不容易 推动。 问题二:小明怎样改进方案,能 让箱子更容易推动? 情景三:发现浇油不环保,也很 浪费。 问题三:能否有更轻松的办法?

回答问题二:给地面浇 油。 回答问题三:给箱子底 部放木棒。

条条框框的公式 限制,尽可能的发 散思维,考虑解决 方案,自己引出三 种常见的摩擦力。

3. 学 生 跟 随 老 师 的 分 析,深刻思考,总结规 律。

3. 让 学 生 从 课 堂 走向生活。 4. 以 师 生 互 动 的 方式培养学生的

3.老师对上述三个场景对应提出 的三个解决方案进行小结,对学 生丰富的想象力做出肯定,并同 时介绍学生,解决方案中涉及的 三种摩擦力分别是:静摩擦力、 滑动摩擦力、滚动摩擦力。 1.定义: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.产生的条件: a.直接接触 b.接触面粗糙

4.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。

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。

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。

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。

探 究 滑 动 摩 擦 力

c.两物体间有弹力 d.有相对运动 扩充: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

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

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)

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。 9 .分析论证后形成结 论:

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

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.大小: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:

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。

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 10.学生就实验结论进 行分析、深层拓展,达 到最优。 道理,勇于探究日 常用品中的物理 学原理。

F=μ FN

“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。 4.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。 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。

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。 例题: 在东北的冬季伐木工作中, 伐下的木料常装在雪撬上,马拉 学生运用滑动摩擦力计 算公式 F=μ F 来解答问 题。 通过例题,使学生 深刻理解和熟练 运动滑动摩擦力 计算公式

反 馈 练 习

着雪撬在冰道上滑行,将木料运 出。一个有钢制滑板的雪撬,连 同木料的总重量为 4.9×104N。 在水平的冰道上,马要在水平方 向用多大的力,才能够拉着雪撬 匀速前进? ( 已知钢与冰之间的 μ =0.02) 1.定义:两个相互接触的物体, 当它们具有相对运动趋势时,就 会在接触面上产生一种阻碍物体 相对运动趋势的力,这个力就是 静摩擦力。

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。

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。

探 究 静 摩 擦 力

2.产生条件:a.直接接触 b.接触面粗糙 c.两物体间有弹力 d.有相对运动趋势 3.大小:与所受的推力有关,是 一个变力,它的大小可以在 0 与 Fmax 之间,即 0<F≤Fmax

结论: 静摩擦力的大小

扩充:实验探究:探究静摩擦力 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 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 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。 加强实验的操作 技能。

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。 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

=F 拉

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。 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. 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。 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. 学生分析问题, 解决 问题。清楚分析问题的 过程。 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

0<F≤Fmax

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、

验战胜困难,解决 物理问题时的喜 悦。

[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?

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 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。 4.方向: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。 (1)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) 结合在一起,达到活学 活用。 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。

(2)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。

关于静摩擦力有无的判断: 方法一:二力平衡条件 方法二:假设法 1.学生深刻了解并掌握 这两种方法。 针对重点,详细剖 析,活学活用。

重 点 剖 析
2.能灵活运用这两种方 法去解决问题。

播放视频 学生仔细观看,认真思 教师:摩擦无所不在,但有些场 合是有益的,而在有些场合却是 无益的,如何才能增加或减少摩 考。 如果课堂时间允 许,老师多举例 子。

实 践 与 应 用

擦?(学生举例,教师讲评)

视频播放结束后,让学 生结合自己的生活实

事例参考: 汽车要用橡胶的轮胎、 际,讲述自己的故事: 刹车皮利用橡胶增大摩擦; 轮轴、 何时因何事为了增大 飞轮、脚墩子以及车把上都安装 了滚动轴承以减小摩擦;自行车 转动部位加注润滑油以减小摩 擦;给生锈的锁孔注润滑油,锁 就会好用了;抓鳗鱼(或鳝鱼、 泥鳅等) 感到困难, 摩擦力很小; 在大货箱下面安装轮子或放几根 圆木棒,采用滚动方式,可以减 小摩擦力;汽车在路上打滑时, 可在轮子下面放些石子、沙或稻 草之类东西,增加摩擦;缝纫机 的大轮带动小轮转动,放些松香 粉,增加摩擦等。磁悬浮列车或 根据老师提出的问题, 探讨解决方案。 (或减小)摩擦力,采 取了什么有效措施(或 讲述不成功的做法也 行) 。

让学生真正做到 发现问题---探寻 规律---解决问 题。

让学生课堂上学 到的理论知识回 归到实际生活当 中去。

利用气垫减小摩擦的情况。

通过课后练习让 学生加深对所学

课 堂 小 结

老师对本节课的内容做小结,并 布置作业。

学生回顾这节课所学的 知识点,有问题及时与 老师沟通。

内容的理解。 老师及时了解学 生对本节课知识 的掌握情况,对接 下来的课程就能 有针对性的设计。

六.教学流程图
展示图片 提出问题 摩擦力

引导学生思考生活 中的各种摩擦现象

静摩擦力 播放 flash 动画, 认识三种类型的摩擦力

滑动摩擦力

滚动摩擦力

探究实验

滑动摩擦 力

静摩擦力
分别通过力的三要 素对其进行分析

摩擦力的调控

小结


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