高中物理人教版第三章相互作用3摩擦力（市一等奖）

《摩擦力》教学设计常州市北郊高级中学张鹤一、设计思路本节课打破以往的教学结构，将摩擦力作为一个整体来逐步研究，而不是分别研究静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件、方向和大小，使得学生更全面的从本质上掌握摩擦力的特点。本节课的教学有三大特点：1、采用“学习即研究”的理念展开教学，让学生通过自己的观察和感受来提出所要研究的问题，并围绕提出的问题，设计实验方案，来解决问题。让学习的过程转变为研究的过程，从而实现物理学习的本质。2、采用体验式的学习方法，通过就地取材的物品来进行小实验，看似简单易操作，但却能带给学生最真实的体验，让学生有最直接的感受。3、采用知识教育和科学方法教育融于一体，通过实践找规律，让学生通过观察与类比、猜想与假设、实验与归纳、控制变量法、描点作图法等探究物理问题的基本方法，归纳出摩擦力的特点。本节内容是学生已具有一定初中知识背景下，进一步来理解摩擦力的产生条件，摩擦力方向的判断以及影响摩擦力大小的因素。二、教学目标（一）知识与技能1、了解摩擦力的概念，知道摩擦力产生的条件。2、能判断摩擦力的方向。3、探究影响滑动摩擦力大小的规律，得到滑动摩擦力的公式。4、比较滑动摩擦力与最大静摩擦力的关系。（二）过程与方法1、通过实验探究滑动摩擦力的过程，培养和提高学生的观察、实验与归纳物理知识的能力。2、让学生学会在实验中利用控制变量法、描点作图法物理研究方法来探索物理问题。3、培养学生利用知识解决实际问题的能力。（三）情感态度与价值观1、利用实验和生活具体事例激发学生学习的兴趣。2、通过对研究物理问题的基本方法的运用与掌握，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度和科学精神。三、教学重点1、摩擦力产生的条件及其方向的判断。2、探究摩擦力的大小与哪些因素有关，并得出规律。四、教学难点1、摩擦力方向的判断。2、启发学生自主探究实验过程并得出结论。五、教学资源1、生活资源：利用生活中常见的物理现象加入教学，让学生更易接受。2、实验器材：（1）教师演示用：弹簧测力计、木板、木块、布、钩码一盒，滑动摩擦力演示仪及其附件一套、多媒体课件(图片、电子表格数据处理系统)等。（2）学生用实验器材2人一组：弹簧测力计、木板、木块、钩码一盒。（3）学生实验任务单。六、教学过程【导入新课】教师：请两位同学上来做个小游戏，拔河。教师：利用物理知识，把书来开。提问：刚刚能承受那么大的拉力，靠的是什么？下面请同学们一起来体验一下摩擦力。师：（高举右手）让我们一起把手掌放在桌上。（什么感觉？有挤压吗？）。往前推，使手有向前运动的趋势，但不要推动。（有什么感觉？有阻碍）继续推，推动。（有什么感觉？有阻碍）师：很好。这种阻碍作用就是摩擦力。板书：一、摩擦力的定义ppt展示两个相互接触的物体，当它们发生相对运动趋势或具有相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩檫力。发生相对运动的力称之为滑动摩擦力，没有发生相对运动但有相对运动趋势的力称之为静摩擦力。PPT展示两幅图片教师：请大家观察这两幅图片，请问在砂轮上打磨的工件它受的是什么摩擦力？（滑动摩擦力）为什么？（工件相对砂轮在运动）静止的物体可能受到滑动摩擦力。这是超市无台阶的自动扶梯，你乘过吗？人的脚受的是什么摩擦力？（静摩擦力）为什么？（因为人相对于扶梯是静止的，但有相对滑动的趋势）非常好！说明运动的物体可能受到静摩擦力。所以说关于摩擦力我们要牢牢抓住相对二字。教师：学习就是研究。研究，关键是要提出问题。那么关于摩擦力，有哪些方面问题需要我们去研究呢？学生：（产生条件，大小、方向）（这个同学回答的很好，老师再补充一点，还有摩擦力产生的条件。其实我们再学习弹力的时候，已经有了这方面的经验了，我们还要研究产生条件）下面我们就循着同学们提出的问题一起来研究摩擦力。板书：二、摩擦力的产生条件提问：刚刚我们用手体验了摩擦力。同学们根据体验思考一下，摩擦力产生需要哪些条件？ppt展示1、相互接触、挤压（弹力产生的条件）2、与接触面有相对运动或相对运动趋势3、接触面粗糙教师：同学们通过自己的体验很好的归纳出了摩擦力产生的三个条件，其实我们在这里的学习当中，采用了一种重要的物理研究方法——观察与体验的方法。板书：三、摩擦力的方向教师：下面我们一起来研究第二个问题。先来研究静摩擦力的方向。教师：根据刚刚的体验（手推桌面），能说出静摩擦力的方向吗？学生：与相对运动趋势相反。教师：老师带来了一个毛刷，可能大家会看的更清楚一点。教师演示：毛刷的刷毛向哪？（向左）静摩擦力方向往哪边？（向左，对，刷毛反应了摩擦力的方向）。那么毛刷的运动趋势向哪？（向右）。教师演示：毛刷静置于倾斜木板上，观察刷毛方向结论：静摩擦力的方向与相对运动趋势相反。教师：那么滑动摩擦力的方向呢？大家一起说。（学生：与相对运动方向相反）下面我们通过实验来验证一下。教师演示1：水平拉动毛刷。毛刷相对木板向右，而刷毛向左偏，所以，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。请大家再看一种情况。教师演示2：水平拉住毛刷不动，（学生）向左水平拉出木板。大家看看：刷毛朝哪？（向左），毛刷相对木板向那？（向右）教师：滑动摩擦力还是与相对运动方向相反。教师演示3（视频）：水平向右拉木板使木板上的毛刷也跟着向右运动，但明显能通过毛刷与木板间记号的对比，看出毛刷相对于木板向左移动了。（刷毛的方向朝哪？摩擦力朝哪？毛刷的向哪运动？相对于木板运动方向呢？）教师：这次滑动摩擦力与运动方向呢是相同的，滑动摩擦力方向仍与相对运动方向相反。所以无论物体是静止还是运动，物体受到的滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反。教师：刚才我们学得的摩擦力方向，是我们通过多个实验归纳出来的，是吧！这里我们又采用了一种科学研究的方法，实验与归纳的方法。板书：四、摩擦力的大小教师：下面考验我们的时候到了，关于摩擦力的大小，这个问题要放手给同学们来探究，我们先来研究静摩擦力的大小。这里有一个改装过的弹簧秤。如图。教师：我们把小泡沫块平放在弹簧测力计的指针后面。泡沫块能记住曾经达到的最大值，所以我们把它叫做记忆弹簧秤。Ppt：图片教师：请大家用桌面上的器材，按照图片上的要求开始探究。学生分组实验：用记忆弹簧测力计，探究静摩擦力的大小。教师：同学们木块滑动前受到的是什么摩擦？（学生：静摩擦力）教师：泡沫所在位置的示数表示什么？（学生：静摩擦力的最大值）教师：那么根据二力平衡，静摩擦力随拉力增大而增大，滑动前达到最大值。教师：我们把木块滑动前的摩擦力叫做最大静摩擦力。教师：同学的实验说明物体受到的静摩擦力是有一个范围的，打出PPT静摩擦力的具体值决定于外部条件，所以我们说（ ppt静摩擦力是一个被动的力）设问：拉动后，指针示数和泡沫位置示数相比有什么不同？学生：变小了。PPT：最大静摩擦力比滑动摩擦力略大教师：那么滑动摩擦力的大小决定于什么呢？（相互讨论：猜想滑动摩擦力大小与哪些因素有关？）学生猜想：压力大小，粗糙程度，（点评与压力和接触面的粗糙程度有关，我们根据前面的体验是显而易见的）（会不会跟）相对速度，接触面积有关呢。教师：相对速度用演示仪学生：接触面积自己分组实验并得出结论。教师提问：你得到什么结论？（与面积无关，你是怎么研究的，——拉动木块不同侧面匀速前进。）——引出拉木板的方案。（后两个因素消失）教师：下面我们用刚刚的方案来验证后两个因素教师：我们如何改变接触面的粗糙程度呢？（今天我们分为两组）如何测压力？（用弹簧测力计测木块重）（通过增加砝码。每个砝码是）下面请同学们根据实验任务单的要求进行试验。（学生：自主实验）12345压力FN(N)摩擦力f(N)（木块与木板）摩擦力f(N)（木块与布面板）实验结论：投影交流：大家看一下，它们是什么关系？（正比关系）图像分析：F∝FNF=µFN哪副图的μ大？为什么？µ：动摩擦因数（与物体的材料、接触面的粗糙程度有关）对于确定的接触面，μ是一个常数。对于不同的接触面μ常常是不一样的。（大家看一下，我们书上给出的几种接触面的动摩擦因数。举例：钢—冰、橡胶轮胎—路面）教师：前面的研究，我们用到了“猜想与探究”的方法【课堂小结】教师：同学们，学习就是一种研究，通过研究我们得到