2023秋高中物理第三章相互作用3.3摩擦力第1课时滑动摩擦力教案鲁科版必修1

滑动摩擦力【教学目标】1.掌握滑动摩擦力的科学概念；2.理解滑动摩擦力的产生条件，会判断是否存在滑动摩擦力；3.掌握滑动摩擦力的方向的规律，能够正确判断滑动摩擦力的方向。4.掌握滑动摩擦力大小的表达式，并能运用其解决实际问题。5.通过实验和讲解，能主动思考如何进行实验，能从实验中总结并得出结论。6.能够用所学的知识运用到日常生活中，体会到物理融于生活，生活尽是物理的思想；【教学重难点】滑动摩擦力的方向的判断。【教学辅助】演示实验、PPT【教具】①空圆柱瓶子②润肤乳③黑板擦④大、小盒子⑤带有挡板的底座⑥弹簧测力计⑦小重物【教学过程】一、新课引入〔板书：§4-3摩擦力〕师：同学们好，今天我们来上第四章第三节——摩擦力。其实大家初中的时候学过一点了是吧，不过初中学的比拟简单，高中肯定是要比初中学的深一点才显得高级嘛。师：大家翻开书本P71,请一位同学说说摩擦力的定义。生：摩擦力是自然界常见的力，是在两个相互接触的物体之间产生的一种阻碍相对运动的力。师：好，请坐。那同学们能不能举一些摩擦力的例子啊？生：推桌子。师：很好。推桌子我们还可以细分为这种推不动的【教师推讲台】，还有这种推动了的【教师推课桌】。师：同学们看，老师这有个空瓶子，我让它在桌面上无滑滚动，那它有受到摩擦力吗？【学生有的答复有，有的答没有】师：同学们想想看，瓶子最后是不是要停止滚动，静止下来啊，那瓶子从运动到静止，也就是它的运动状态发生了改变，这不就说明它受到了摩擦力才会让它停下来嘛。师：那根据摩擦力产生的不同机理，我们将摩擦分为静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦。比方，刚刚说的推桌子，但是桌子没推动，这是静摩擦，桌子受到的摩擦力叫做静摩擦力；而桌子与地面相对滑动的这种是滑动摩擦，这时候桌子受到的摩擦力力就叫滑动摩擦力；空瓶子在桌面无滑滚动，这是滚动摩擦，瓶子受到的摩擦力叫滚动摩擦力。滚动摩擦大家知道一下就行了。二、滑动摩擦力的定义及其产生条件〔板书：——滑动摩擦力〕师：我们今天主要讲滑动摩擦力，大家初中学的其实就是滑动摩擦力。那么，滑动摩擦力的产生条件有哪些呢？〔板书：1.产生条件：〕师：接下来就请同学们和老师一起通过一系列的小实验来探究一下。师：首先，我们把手放在桌子上方不和桌子接触，移动我们的手，同学们有感受到阻碍作用吗？生：没有。师：那如果我们把手放在桌子上再移动，有什么感觉？生：有感觉到一个阻碍作用。师：这个作用就是我们今天说的滑动摩擦力。因此我们得到滑动摩擦力的第一个产生条件：接触。〔板书：①接触〕师：有接触就够了吗？同学们思考一下，我们要擦黑板的话，黑板擦如果仅仅是接触着黑板，这个字能被擦掉吗？显然不行吧。那要怎么擦啊？生：手用力按住黑板擦。师：用力按住黑板擦，那我现在用力压住黑板擦，字被擦掉了。可见滑动摩擦力产生的条件除了要接触外，还需要有一个压力的作用，因此我们得到了第二个产生条件：挤压。〔板书：②挤压〕师：另外，请同学们注意，刚刚老师怎么擦掉黑板上的字啊？除了用力压住黑板擦，让它跟黑板接触之外，我还做了什么动作啊？生：手上下动。师：手上下动也就是黑板擦跟黑板相对滑动了吧。因此我们得到第三个产生条件：发生相对滑动。〔板书：③发生相对滑动〕师：好，还是刚刚那个空瓶子，请一位同学帮老师旋开瓶盖。【轻松旋开瓶盖】师：现在老师往瓶盖上抹上洗手液，再来开一下。【旋不开】师：这次为什么旋不开呢？生：因为盖子很滑。师：很好，盖子很滑所以滑动摩擦力很小。那我们设想一下，如果这个盖子变得很滑很滑，摩擦力是不是就很小很小了。那如果这个盖子完全光滑呢？摩擦力是不是就没有啦。因此我们得到第四个产生条件：接触面粗糙。〔板书：④接触面粗糙〕师：通过刚刚的分析我们可以得出，要产生滑动摩擦力，需要四个条件——接触，挤压，发生相对滑动，接触面粗糙。要产生滑动摩擦力，这四个条件是缺一不可。师：现在我们根据这四个条件，给滑动摩擦力下一个准确的定义。〔板书：2.定义：〕师：滑动摩擦力是当两个物体彼此接触和挤压，并发生相对滑动，在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力。在课本P71，滑动摩擦力大标题下面，同学们划一下。三、滑动摩擦力的方向师：那么，滑动摩擦力的方向是指向哪里的呢？老师这里有两个盒子，一个大，一个小，两个盒子各做有一个标记；这是一个两边带有挡板的底座，底座放桌上静止不动，所以可以把底座看作是地面，相应的，底座上的标记就是地面标记。小盒子可以放在大盒子上，由绳子拉着大盒子一起运动。我们就利用这些实验仪器来探究滑动摩擦力的方向。师：我们先让大盒子和小盒子的标记对齐，并让大盒子靠着右边的挡板，使得大盒子、小盒子和地面的标记对齐。现在我迅速的向左拉动大盒子，请同学们注意观察小盒子的运动情况，并填好下面的表格。实验小盒子的运动方向小盒子相对于大盒子的运动方向小盒子受到的滑动摩擦力的方向123师：好，现在请大家说一说，小盒子的运动的方向是怎样的呢？生：向左。师：很好，因为小盒子的标记在地面标记的左边，所以它的运动的方向是向左的，那么，小盒子相对于大盒子运动了吗？生：运动了。师：可见，在这一运动过程中，木块受到了滑动摩擦力的作用，就是这个滑动摩擦力拖着小盒子由静止到向左运动了，所以该滑动摩擦力的方向就应该是向左的。师：我们再来看一下，小盒子的标记在大盒子标记的右边，说明它相对于大盒子的运动是向右的。师：下面我们再来做一个实验，我拉着绳子使大盒子与小盒子一起向左匀速运动，直至大盒子与左边的挡板发生碰撞。在碰撞前我让大盒子、小盒子和地面的标记对齐，请大家注意观察，碰后小盒子的运动情况。师：现在小盒子的运动的方向向哪，为什么？生：小盒子的运动方向是向左的，因为小盒子的标记在地面标记的左边。师：那么在大盒子与挡板碰撞后，小盒子相对于大盒子运动了吗？生：运动了。师：可见，碰后小盒子受到了滑动摩擦力的作用，正是这个滑动摩擦力使向原本左运动的木块停了下来，所以该滑动摩擦力的方向就应该是向右的。师：那小盒子相对大盒子向哪里运动，为什么？生：向左，因为小盒子的标记在大盒子的左边。师：很好，最后，我们再来做一个实验，仍然让三个标记对齐，我将小盒子用绳子固定在右边的挡板上，然后向左拉动大盒子，请大家认真观察小盒子的运动情况。【教师做实验】很明显，小盒子相对于地面是静止的，那小盒子相对于大盒子运动了吗？生：运动了。师：所以小盒子受到了滑动摩擦力的作用，那滑动摩擦力的方向怎么判别呢？〔学生不懂〕我们对小盒子进行受力分析，【副板书画示意图】小盒子水平方向上受到一个绳子对它向右的拉力，可是现在小盒子是静止的，说明小盒子受到的滑动摩擦力是向左的！师：那小盒子相对大盒子向哪里运动，为什么？生：向右，因为小盒子在大盒子标记的右边。实验小盒子的运动方向小盒子相对于大盒子的运动方向小盒子受到的滑动摩擦力的方向1向左向右向左2向左向左向右3静止向右向左师：好，那现在三个实验做完了，表格也填好了。现在请大家分析表格看看有什么发现。我们先进行行与行之间的比照，比照第一行和第二行，大家有没有什么发现？生：小盒子所受到的滑动摩擦力的方向与小盒子的运动方向可以相同也可以相反。师：实验一中，滑动摩擦力能拖着小盒子由静止到向左运动，滑动摩擦力方向运运动方向相同，此时滑动摩擦力是动力；实验二中，滑动摩擦力使向左运动的小盒子停了下来，阻碍小盒子向左运动，此时它是阻力。也就是说滑动摩擦力可以是动力，也可以是阻力。师：好，现在大家注意一下第三行【指一下】，静止的物体能不能受到滑动摩擦力呢？学生：能。师：很好，接下来我们进行列与列之间的比照。比照第三列和第四列，大家有什么发现啊？生：滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反。师：很好，滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反，也就是说滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动。因此我们只要知道物体间的相对运动方向，就可以判断出滑动摩擦力的方向，这就是正确判断滑动摩擦力方向的方法。〔板书：3.方向：总是与相对运动方向相反，〕师：科学家经过大量研究发现，滑动摩擦力的方向还总是与接触面相切。〔板书：3.方向：总是与相对运动方向相反，与接触面相切〕四、滑动摩擦力的大小师：研究完了滑动摩擦力的方向，我们再来研究一下滑动摩擦力的大小。在接触面材料和粗糙程度一定的情况下，滑动摩擦力的大小与压力有什么关系呢？生：压力越大，滑动摩擦力也越大。师：这是它们之间的定性关系，那它们之间的定量关系呢？同学们想看看，压力越大，滑动摩擦力也越大，那我们能不能假设它们之间成正比啊？生：能。师：很好。老师这里有一个弹簧测力计、3个由一块钱硬币组成的小重物，每个重力为0.6N，还有刚刚的小盒子，小盒子重力为1.0N。我们可以让小盒子在水平桌子上运动，这样就能保证接触面的材料和粗糙程度不变，并且此时压力的大小即为重力。那么，同学们能不能自己设计一个实验来改变压力大小，测量出压力和滑动摩擦力的大小，定量得出它们之间的关系呢？学生提出猜测：第一次拉小盒子，压力为盒子的重力，逐次增加小重物，压力也相应的每次增加0.6N；用弹簧测力计匀速拖动小盒子，只要测出了弹簧测力计的读数就间接测出了滑动摩擦力。师：那么接下来老师请一位同学上来帮老师读数。其他同学记录数据并填入课本P72表格中。实验次数1234压力N/N1.01.72.32.9弹簧测力计读数T/N0.30.50.70.9T/N0.300.290.300.31师：根据实验结果我们发现：滑动摩擦力与压力的比值几乎是恒定的。由此我们可以得出：滑动摩擦力与压力成正比关系。用数学表达式可以将它写作:。其中f即为滑动摩擦力，N为压力，k为斜率，也就是比例系数。师：科学家们通过精密的实