第三节摩擦力

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第三节 摩擦力

教材分析

摩擦力是高中力学三类常见的力之一，是受力分析的基础。本节课学习的成败对以后学习牛顿运动定律的应用、动能定理的应用以及摩擦力做功与产生热能的关系等问题都将带来影响，所以本节课在物理教学中的地位和作用是非常重要的。

二．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。另外，通过前面几章的学习，学生初步具备了探究和设计探究实验的能力。但是学生在日常生活中积累了一些有关摩擦力的错误感性认识

教学目标

知识与技能：

1.知道静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件，会判断它们的方向。

2.知道静摩擦力的大小和最大静摩擦力。

3.知道影响滑动摩擦力大小的因素，会应用公式f=XXXXXN解决实际问题。

4.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

过程与方法：

1.在探究影响摩擦力因素的过程中，学习应用控制变量法。

2.在自己设计探究影响摩擦力因素实验的过程中，培养探究创新意识

情感态度与价值观

认识摩擦力对于社会发展和人类生活的影响，树立将所学知识运用于解决实际问题的意识。

教学重点和难点

教学重点

1．滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断．

2．静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断．

3．静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。

教学难点

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．

教法和学法

教法：1.设置情景教学法， 2. 直观演示法：

学法：1.自主学习 2. 合作探究

这样的教法和学法充分体现了教师与学生的主导与主体作用。

教学过程

环节一：创设情境，引入新课

实验：用手拿起一本书，问书为什么没有掉下来？

学生亲手操作发现其中技巧，学生不难发现它是在依靠摩擦力实现的。

从而引入本节课的课题-摩擦力

学生举例：生活中还有哪些现象与摩擦有关？分析其中的摩擦力是哪类摩擦力？

为了帮助学生回顾摩擦力的分类：

教师直观演示：滚动的透明胶圈受到摩擦力-滚动摩擦力

传送带上的物体受到摩擦力-静摩擦力

气垫船受到了摩擦力-滑动摩擦力

进而引出本节学习的主要内容是静摩擦力和滑动摩擦力，滚动摩擦只作为了解内容。

环节二：合作探究，建构新知

环节二之摩擦力的概念：

体验活动：双手具有相互运动动的趋势和发生相互滑动的简单实验

问题1：按力的性质分类，双手具有相互运动动的趋势和发生相互滑动的时候，我们的 手分别受到了什么力？

问题2：如何定义摩擦力的呢？

根据课前预习，课上切身体验，学生不难总结出摩擦力的概念。

结论：两个相互接触的物体，当他们发生相对运动，就在接触面上产生阻碍相对运动，这种力叫做滑动摩擦力

两个相互接触的物体，当他们发生相对运动趋势时，就在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。

环节二之摩擦力产生条件

活动一：两手接触滑动与分开一段距离滑动---两物体相互接触

活动二：手按黑板擦擦黑板与让黑板擦在板面上自由下落----要有压力

活动三：将板擦放于水平木板上，将木板一端稍微抬高时板擦静止，再继续抬高木板时板擦下滑--------有相对运动或相对运动趋势

问题：如果接触面非常光滑会有摩擦力吗？-----接触面要粗糙

通过三个活动和一个问题，学生不难交流讨论总结出摩擦力产生的条件：

结论：摩擦力产生的条件：1.两物体相互接触

2.要有压力

3.有相对运动或相对运动的趋势

4.接触面要粗糙

环节二之摩擦力的方向

演示实验1：牙刷向右运动

演示实验2：牙刷向左运动

问题1：实验中，同学们观察到了什么现象呢？

问题2：牙刷向右运动和向左运动，实验现象有什么共同特点呢？

问题3：为什么刷毛的弯曲方向总是与牙刷的运动相反呢？

分析：当毛刷压在桌面上向前运动时，刷毛向运动相反的方向弯曲，说明刷毛受到与运动方向相反的力的作用，所以，滑动摩擦力的方向与运动方向相反，从而突出本节课的教学难点，在此利用转换法和放大法演示滑动摩擦力的方向，利用身边的牙刷做实验，体现“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的实验教学理念。

师生共同分析总结：

结论一：滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反

实验3：带有橡皮的铅笔有向右运动的趋势

实验4：带有橡皮的铅笔有向左运动的趋势

问题3：实验中，同学们观察到了什么现象呢？

问题4：牙刷向右运动和向左运动，实验现象有什么共同特点呢？

问题5：为什么刷毛的弯曲方向总是与牙刷的运动相反呢？

分析：当铅笔在桌面上向右运动趋势时，橡皮向运动趋势相反的方向弯曲，说明橡皮受到与运动趋势方向相反的力的作用，所以，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，从而突出本节课的教学难点

结论二：静摩擦力的方向总是与相对运动趋势相反

提问：根据定义中的阻碍及方向中的相反，是否可以说摩擦力总是阻力，总与运动方相反呢？

教师利用图片直观演示生活中的实例帮助学生分析：

拓展知识一：摩擦力不一定总是阻力

拓展知识二：摩擦力不一定与运动方向相反

环节二之摩擦力大小

静摩擦力的大小：

做一做：将两本书的书页互相交叉叠放在一起，用手压紧，让两个学生用力拉，发现需要很大的力才能拉开。

演示实验：利用测力计拉动木块在粗糙的桌面上运动

教师演示，学生观察分析出现的现象，并进行归纳总结。

分析：把木块放在水平桌面上，用测力计沿水平方向拉动木块，在拉力F增大到一定值之前，木块是不会运动，继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小

实验结论：静摩擦力随着推力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力。可见，静摩擦力的大小在一个范围内：

计算静摩擦力方法：师生交流讨论并得出利用二力平衡。

在此实验中，弹簧测力计的示数是瞬息即逝的，我们很难观察最大静摩擦力的值，类比温度计的缩口部分和打点计时器的留迹法思考该如何留住最大静摩擦力的值。(课后讨论)

滑动摩擦力的大小

1.学生思考、讨论、交流：?

寻找与滑动摩擦相关的各种可能因素：滑动摩擦力的大小与物体间的压力、接触面的粗糙程度、相互接触的材料有关，与接触面积和相对运动速度无关。

2.引导学生进行实验原理的探究。?

提出问题：1.在接触面材料和粗糙程度一定时，滑动摩擦力大小与压力有何定量关系？

2.在物理实验中，探究一个变量与多个变量之间的关系时，常采用什么方法呢？学生猜想假设：成正比关系，利用控制变量法进行科学探究。

组织学生利用已有器材进行实验探究

设计实验：

实验器材：

牛皮纸 木块 已知质量的金属块 铁架台 弹簧秤

实验要求：

以木块为研究对象，研究其与牛皮纸粗糙面间的滑动摩擦力与压力的定量关系。

进行实验和收集证据

要求学生设计表格记录数据，展示自己的数据，并通过对数据的分析初步得出自己的结论。最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系，对动摩擦因数有定性认识。

得出结论：滑动摩擦力的计算公式f=XXXXXN。?

介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数?。

环节三.联系实际,扩展应用

想一想：给司机师傅出主意，急刹车最有效的方法是什么？

有很多增大和减小摩擦的事例都是学生们所熟悉的，而且学生们已经通过实验获得了滑动摩擦的有关知识，所以对于这个问题我组织学生自己进行讨论，我还鼓励他们提供更多有趣的利用摩擦、减小摩擦的事例，让他们自己用所学的知识来解释这些有关摩擦的现象，并总结出增大和减小摩擦的常用方法。在这个过程中，我只是适当地进行引导和点拨。

课堂小结：

1．摩擦力产生的条件：有接触面，不光滑，有压力，有相对运动或相对运动趋势。有相对运动时产生滑动摩擦力；有相对运动趋势时产生静摩擦力。

2．摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，不一定和物体的运动方向相反，不一定是阻力。

3．滑动摩擦力可由公式
计算，或由物体平衡计算。

4．静摩擦力不是定值，有一个范围，即0～fm，由物体运动和其他受力情况决定。

板书设计：

第三节.摩擦力

摩擦力的定义 三.探究摩擦力的方向

两个相互接触的物体发生相对运动 总是与相对运动或相对运动趋势相反

或相对运动趋势时，在接触面上产 滑动摩擦力方向 静摩擦力方向

生阻碍相对运动或相对运动趋势的 四.探究摩擦力的大小

力被称为摩擦力 静摩擦力大小

滑动摩擦力 静摩擦力 0<F<Fmax(最大静摩擦力)

摩擦力产生的条件: 滑动摩擦力:

1.相互接触

2.有压力

3.有相对运动或相对运动趋势

4.接触面粗糙

教学反思：

摩擦力是物理教学中的难点，这节课突破难点的方法是利用我们身边随手可见的例子和简单的学生实验来进行的，一定要注意避免的是把知识点强加给学生，应该让学生自己去感受、去体会．

这节课教学重难点是“探究摩擦力的大小与什么因素有关”。让学生经历科学探究的整个过程，通过“猜想”学习科学猜想;通过设计实验学习实验方法;通过分析数据学习“分析论证”，学习交流、评估、合作。让学生在经历探究的过程中，感悟探究方法，要把科学探究当作科学内容来学习。以此来提高学生的探究能力，激发学生从身边最平常最一般的事物中探究科学规律的兴趣。这也是我这节课设计的重点：激发学生热爱科学，让学生通过实验探究来认识摩擦力大小的相关因素。为此我准备了一些演示实验和一些实验器材。

为了使学生熟悉一个较完整的探究过程，在设计演示实验时，我意图引导学生沿着这样一个路线走：首先学生提出问题：你认为摩擦力的大小和什么因素有关？其次让学生大胆猜想，最后做演示实验验证。通过实验探究，使学生初步体会到“提出问题──大胆猜想——实验探究──得出结论──应用结论”的科学研究方法。这种探究方法，对今后的实验研究起着不可估量的作用。

但我在讲课过程中存在以下几个问题：

（1）首先在教授的过程中，并没有象预想中的那样师生互动起来。我讲的多，学生说的少，没有注意发展学生的语言能力。

（2）在复习引入时 ，应该复习一些本节课要用到的知识点如：什么是相对运动。这样在讲解摩擦力的定义时，学生能接受的快一些。

（3）没有充分挖掘学生的创新潜能。我没有发挥好学生在课堂上的主体地位。而是一切包办，尽管实验让学生动手去做了，可是我担心学生做的时候想不到影响摩擦力大小的因素，于是先给学生提示和讲解，这样让学生独立思考的地方太少，一直强牵着学生的鼻子往前赶。应该让学生始终处于积极参与探究的状态之中让他们在思考之后，自己去选取仪器，设计实验。让学生独立地去探索、去实践。给他们充分发挥的时间和空间，激发他们的创新潜能。

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