8.3摩擦力（教学设计）人教版物理八年级下册

课程标准义务教育物理课程旨在促进人类科学事业的传承与社会的发展，帮助学生从物理学视角认识自然、解决相关实际问题，初步形成科学的自然观；引导学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，养成科学思维习惯，进而学会学习。本章知识围绕牛顿第一定律展开，教科书通过演示阻力对物体运动的影响，引出牛顿第一定律。牛顿第一定律描述的是物体在不受力的作用时的理想状况；而现实世界中，不受力的物体是不存在的，由此引出物体在受力平衡时的运动情况。在测量摩擦力时，需要用到二力平衡的知识，因而把摩擦力知识安排在本章“二力平衡”后教学。面向全体学生，培养学生核心素养，从生活走向物理，从物理走向社会。遵循初中学生身心发展规律，贴近学生生活，关注学习生长点,以具体事实、鲜活案例、生活经验和基本概念等引导学生进行理性思考。以主题为线索，构建课程结构，依据物理学科内涵，遵循学生认知规律，明确物理学习主题。主题内分级呈现，层层递进；主题间相互关联，各有侧重。注重“知行合一、学以致用"，体现物理课程基础性、实践性等特点。注重科学探究，倡导教学方式多样化。注重科学探究，突出问题导向，强调真实问题情境，引导学生不断探索，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力，发展核心素养。倡导教学方式多样化，鼓励教学中根据教学目标、教学内容、教学对象及教学资源等的实际情况，灵活选用教学方式，合理运用信息技术。核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过课程学习逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力。物理课程要培养的核心素养，主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。人教版《物理》八年级下册《摩擦力》教学设计方案【课标要求】2.2.3通过常⻅事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力，认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。例3通过实验，认识力的作用是相互的。例4通过实验，认识力可以改变物体远动的方向和快慢，也可以改变物体的形状。2.2.4能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。例5分析静止在水平桌面上杯子的受力情况。【教材分析】本节是在力、弹力、重力之后，研究第三种常见的力——摩擦力。教科书的设计思路与前面对弹力、重力的设计是相同的，即让学生再次经历感知、描述、测量、分析等认识力的过程。一方面，弹力、重力等知识的学习可以对摩擦力的学习起到正向迁移的作用；另一方面，本节的知识内容又为力的概念的形成起到巩固和深化的作用。本节内容由“摩擦力”和“摩擦的利用与防止”两部分构成。教学的重点是测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。这个实验是《课标》中规定的必做的测定性实验。为保证学生能对实验原理有正确认识，将本节放在二力平衡之后进行。教科书为突出教学重点，选取了研究影响滑动摩擦力大小的因素的探究性实验作为巩固和深化。一方面，该选题需要学生具有测量滑动摩擦力的实验技能；另一方面，它又是一个难得的训练学生开展科学猜想、实验检验、分析论证的好选题。因为学生虽然对摩擦现象不陌生，但对滑动摩擦力的大小与哪些因素有关却不清楚。【学情分析】1.处于初中阶段的学生有强烈的好奇心、求知欲，生活中的小实验能够激发学习兴趣。2.学生对于摩擦现象，有丰富的感性认识。初二学生已经具有一定实验探究能力，掌握了基本的物理研究方法。本节通过对摩擦力影响因素的探究的加深对概念的理解。3.初中阶段的学生还处于具体形象思维向逻辑思维转变的阶段，设计实验还缺乏严谨性，理性思维能力比较薄弱，需要老师正确的引导。【教学目标】物理观念：1.通过生活中的实例分析，知道摩擦力；2.知道用弹簧测力计测量滑动摩擦力大小的方法。科学思维：1.通过观察、对比、类比、归纳等科学方法初步了解滑动摩擦力的特点;2.通过实验探究影响摩擦力大小的因素，并得出结论。科学探究：1.通过探究影响摩擦力因素，学习应用控制变量法；2.通过探究过程，培养学生逻辑思维能力、解决实际问题的能力。

科学态度与责任：1.通过探究实验培养学生勇于探究，实事求是的科学态度与交流合作精神；2.通过生活中常见的例子，让学生体会物理源于生活，发现物理的神奇和奥秘。【教学重难点】教学重点：探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，会应用实验方法解决提出的问题

。教学难点：探究实验的过程和实验数据表格设计，摩擦力产生的原因和滑动摩擦力的方向。

【教学方法】教法：施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍。课堂以学生为主体，教师起主导作用，本节课采用引导式启发法，利用多媒体教学，创设情境——观察——分析——猜想——实验探究——交流讨论——归纳总结相结合的教学方法。学法：本节课通过小实验，引发学生对摩擦力原理的思考，激发学生的学习积极性，通过实验探究，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节课的主要内容，从而完成本节课的学习任务。【设计思想】本次教学设计以实验教学为主，将课堂分为摩擦力、滑动摩擦力、探究影响滑动摩擦力的因素和实验改进几个部分。课程中多采用小实验和小组合作探究，以学生为主体，在轻松愉快的氛围中完成教学。【资源与工具】杯子、塑料袋、刷子、木板、带挂钩的木块(侧面积不同)、多个砝码(或钩码)、毛巾、棉布、弹簧测力计、砝码、传送带、多媒体ppt【教学内容】1.认识摩擦力。2.根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略的测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。3.实验研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，改进实验。【评价设计】1.通过个别抽问、课堂观察等形式，了解学生对本节摩擦力的理解。2.通过小组实验探究情况的观察，把握学生实验和小组讨论的状态以及对知识点的掌握程度。3.通过课堂例题完成情况，把握学生对本节课实验和改进实验的理解和运用情况。【过程设计】教师活动学生活动设计意图导入新课【创设情景导入课题】把一个塑料袋放入杯中，提塑料袋，杯子没有移动；往塑料袋里倒水，提塑料袋，杯子被提了上来。这些现象都与另外一种力有关——《8.3摩擦力》。思考问题，动手实验。提高兴趣，动手体验，进入情景学习新课一、滑动摩擦力【学生做做】感受摩擦力①手平放在桌面上，用力向前推，使手在桌面上滑动，感受有没有一个阻碍手相对运动的力；②手平放在桌面上，保持手不动，慢慢向前推，感受有没有一个阻碍手要运动的力；③手平放在桌面上，保持手不动也不推，感受有没有一个阻碍手的力。在以上活动中，你感受到手掌受到有阻碍作用的是①与②。【利用ppt讲解】简单讲解摩擦力的分类，引出本节课重点滑动摩擦力。1.滑动摩擦力两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。常用字母f表示。（1）滑动摩擦力产生的条件①两个物体接触且有压力；②有相对运动；③接触面不光滑。（2）滑动摩擦力产生的原因我们用肉眼看到的光滑固体表面，当用显微镜观察时，就会发现其表面是凸凹不平的，当两个接触面发生相对运动的时候，就会彼此阻碍，从而形成了摩擦力。（3）滑动摩擦力的方向刷子向不同方向运动时，刷毛向运动方向相反的方向弯曲。【师生共同进行】人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向就向左。人推箱子向左滑动时，箱子相对于地面向左运动时，受到的滑动摩擦力方向就向右。滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向相反的。（4）滑动摩擦力的测量【演示实验】①测量方法：把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F拉即为木块受到的摩擦力f摩。②测量原理：二力平衡因为木块做匀速直线运动，所以木块受到的拉力F拉与滑动摩擦力f摩是一对平衡力，大小相等，即f摩=F拉。【学生实验】2.探究影响滑动摩擦力大小的因素【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?【猜想假设】根据生活经验进行猜想与假设：当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。①滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？②滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？③滑动摩擦力的大小可能跟接触面积、运动速度有关？…………【实验设计】（2）实验方法：①控制接触面的粗糙程度不变，通过加减砝码改变木块对木板的压力，测出摩擦力。②控制压力不变，改变木板的粗糙程度，测出摩擦力。③分析数据，归纳结论。（3）实验数据表格（见下）【进行实验与收集数据】①用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；②在木块上放上砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时滑动摩擦力；③换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持放在木块上的砝码不变，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时的滑动摩擦力大小。【分析与论证】（1）实验数据次数压力大小程度接触面粗糙程度摩擦力（N）1小光滑22大光滑33大粗糙4（2）在第1与2次实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，得到的结论是：接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）在2与3次实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，得到的结论是：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。实验结论：滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。【实验改进】实验中遇到的问题？eq\o\ac(○,1)弹簧测力计示数不稳定；eq\o\ac(○,2)木块时快时慢，不容易保持匀速直线运动；eq\o\ac(○,3)桌面空间有限。实验中要水平拉动木块做匀速直线运动，才能保证滑动摩擦力等于的大小拉力大小。实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下，木块位于传送带上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。改进后，打开传送带开关，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长传送带是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。（4）实验拓展【进行实验】根据情况安排演示或学生做。探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系把木块平放在传送带上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F1；把木块侧放在传送带上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F2。比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。②探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F1；保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。比较F1和F2的大小发现相等，可得出结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与运动速度的大小无关。【例题】同学在做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，进行了如下的改进。如图甲所示，长、宽、高均不相同的长方体木块，上表面比下表面更为粗糙，放在由电机驱动的水平传送带上，通过水平细绳，绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。（1）请画出电机顺时针匀速转动后木块在水平方向上的受力示意图，并标注力的符号；（2）若某次实验中，弹簧测力计的示数如图乙所示，则木块所受摩擦力的大小为N；（3）先后用上、下表面贴放在传送带上，在木块上放不同质量的砝码进行实验，绘制出摩擦力与压力之间的关系图像如图丙所示。由图像可知，滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还与有关；当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的实验图像应为（选填图像编号）；（4）本实验采用传送带的好处是（答出一条即可）。【答案】1.2接触面粗糙程度①见详解【解析】（1）电机顺时针匀速转动后，木块相对于实验台处于静止状态，受平衡力作用，在水平方向上的受到水平向左的拉力，则摩擦力水平向右，如图所示（2）如图乙所示，弹簧测力计的分度值为，示数为，则木块所受摩擦力的大小为。（3）由图像可知，在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，表明滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关，还与接触面粗糙程度有关；当较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时，摩擦力会更大，所以得到的实验图像应为①。（4）弹簧测力计位置固定，示数更稳定，更有利用读数，可以较为准确的测出摩擦力大小。学生进行实验，感受摩擦力的存在.知道滑动摩擦力的概念及产生条件。与老师一起分析得出滑动摩擦力的方向。知道测量滑动摩擦力的原理。设计并进行实验。进行试验并收集数据，小组讨论得出实验结果。回顾实验。了解改进实验装置观看视频，详细了解实验改进。进行实验拓展，归纳出滑动摩擦力的大小与接触面积及运动速度的大小无关。做题并进行解析。通过手在桌面的感受，亲身体验摩擦力，进入学习氛围。通过刷子刷毛弯曲方向，引导学生总结得出滑动摩擦力产生条件。让学生通过毛刷弯曲方向直观感受滑动摩擦力的方向。实验探究影响滑动摩擦力大小的因素，小组合作，以学生为主体，培养学生合作探究与实际动手能力。通过简单的思考题，引导学生思考实验方法、原理。给出实验数据记录表格，明确实验任务。培养小组讨论、总结能力。引导学生回顾实验过程中遇到的困难，培养学生发现问题的能力。提供解决问题的思路，培养学生解决问题的能力。用改进实验解决之前学生们的猜测，加深学生对改进实验的理解。立即做题训练，检测学生学习情况课堂练习1．如图所示，在“测量滑动摩擦力大小”的实验中，应拉着木块在长木板上做__________运动，此时摩擦力大小为______N。【答案】匀速直线，。【解析】用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。由图可知，弹簧测力计的分度值为，其示数为，此时的摩擦力f=F。2.小明推静止在水平地面上的桌子，他使用的是水平向左的力，但没有推动，下列说法正确的是（）A.推力大于摩擦力 B.推力等于摩擦力C.推力小于摩擦力 D.不能确定推力与摩擦力的大小【答案】B。【解析】小明没有推动，说明此时桌子还是静止状态，处于平衡态，而在水平方向上，推力和摩擦力是平衡力，故推力的大小等于摩擦力，故B正确。故选B。3.下列四幅图是小明在探究“影响滑动摩擦力大小因素”时设计的实验方案。以下说法正确的是（）A.通过甲、乙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响B.通过甲、丁对比，可探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响C.通过乙、丙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响D.通过乙、丁对比，可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响【答案】A.【解析】探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，应采用控制变量法。A．甲、乙两图中，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，可以探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响，故A正确；B.甲、丁两图中，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，接触面积大小不同，存在两个变量，所以无法探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响，故B错误；C.乙、丙两图中，压力大小不同，接触面的粗糙程度不同，存在两个变量，所以不能探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响，故C错误；D.乙、丁两图中，压力大小不同，接触面的粗糙程度不同，接触面积大小不同，存在三个变量，所以不能可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响，故D错误。故A正确。A.图甲所示实验中，弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小B.图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力C.甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关D.甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关【答案】C.【解析】A．图甲所示实验中，弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，故A错误；B．图乙所示实验中，将铁块放在木块上，木板受到的压力等于木块的重力和铁块的重力之和，故B错误；CD．将铁块放在木块上，增大了木块对木板的压力，因为木块与木板间的接触面粗糙程度不变，所以探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关，故C正确，D错误。所以选C.5.小奇用木板、棉布、木块、砝码和弹簧测力计探究影响滑动摩擦力大小因素。（1）如图所示的三次实验中，用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做_______运动，此时弹簧测力计对木块的拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的摩擦力。丙实验中砝码受到的摩擦力为______N。（2）①对比甲、乙实验可知：压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越_____。②对比______实验可知：接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。雪后由于路面湿滑，为避免学生滑倒，学校工作人员在校门口撒上沙子。这一事例可用结论_____（填“①”或“②”）来解释。【答案】（1）匀速直线，等于，0；（2）①大，②甲、丙，①.【解析】（1）用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动，测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等。实验中砝码与木块相对静止，没有相对运动或相对运动的趋势，所受摩擦力为0。（2）①对比甲、乙实验，说明压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。②甲、丙实验，接触面的粗糙程度相同，丙中物体对接触面的压力大，弹簧测力