高教版中职物理（类）电子教案103第三节 重力 弹力 摩擦力

主题一运动和力

第三节重力弹力摩擦力教学设计案例

课程内容第三节重力弹力摩擦力

课程类型启发讲授课课时2学时

本节主要让学生了解重力的概念，知道重力的方向特点，了解重力是

物体与地球之间相互作用的结果。了解弹力的概念及其产生条件；通过实

教材内容

验了解胡克定律及其公式，并能利用其制作简单仪器。知道静摩擦力和滑

分析

动摩擦力的概念；通过实验，了解静摩擦力和滑动摩擦力的方向特点，知

道静摩擦力大小的变化特点；能运用公式计算滑动摩擦力的大小。

学生在初中虽然学习过重力、弹力、摩擦力，但只是一些粗略地感性

学情分析认识，没有涉及定量计算。因此本节的重点是让学生更加准确、定量地了

解重力、弹力、摩擦力等内容，同时了解等效、放大、演绎等科学方法。

1.理解力的概念，巩固物体间是相互作用的、力可使物体的形状和

运动状态发生改变等物理观念。了解重力、弹力、摩擦力的概念和特点，

形成重力是地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力、弹力是由

于相互接触的物体发生了形变而产生的、摩擦力是两个相互接触的物体

发生相对运动或具有相对运动的趋势时产生的等物理观念。能分析生产、

生活中的运动物体的受力情况，能应用胡克定律和滑动摩擦力的计算公

式等解决简单的实际问题。

教学目标

2.了解用有向线段表示力的图示方法，了解描述重力时使用的等效

方法，了解观察桌面的微小形变时使用的放大法，了解观察摩擦力时使用

的演绎方法。

3.通过观察归纳胡克定律的实验、桌面微小形变的实验、研究摩擦

力特点的实验等，增强实验观察能力。通过制作简易测力计等实践活动，

增强操作技能和探究设计等能力。

4.通过实践活动，增强工匠精神和交流合作意识。通过了解我国古

代墨家对力学、郑玄对弹力的研究成果，增强科技传承的核心素养。通过

对“复兴号”动车组列车上空气弹簧特点的了解，培养家国情怀。

让学生了解力的图示方法，建构弹力的概念，了解弹力的方向特点。

教学重点

建构静摩擦力和滑动摩擦力的概念，了解摩擦力的大小和方向特点。

了解弹力的方向特点，了解静摩擦力和滑动摩擦力的大小和方向特

教学难点

点。

让学生通过自主学习与合作学习了解新知识，形成新观念，提高实验

教学策略

观察能力，受到科学方法熏陶。

主要教法启发式讲授、演示实验、组织合作学习

主要学法观察演示实验、小组合作学习

多媒体课件展示系统、铁架台、长约20cm规格5N的螺旋弹簧、

量程为50cm的刻度尺、质量为50g的钩码五只、夹子、桌子1张、平

教学资源

面镜2个、激光灯1个、长80cm、宽10cm的木板、质量约0.5~1kg的

滑块、量程为5〜10N的测力计、玻璃板、质量约100g的祛码等。

课堂实施

教学

教学内容教师活动学生活动设计意图

环节

1.什么是力？如何判断一个物体1.安排学生对教材和教让学生通

受到了力的作用？进行预习（阅学视频进行过课前自

2.什么是力的图示？什么是力的读教材、观看学习和思主学习，

示意图？老师提供的考，并与同发现自己

3.什么是重力？重力与质量的关微课视频）。学讨论其中不理解的

课前

系是什么？重力的方向是怎样的？2.就学生提发现的问问题，准

准备

4.重力为什么画在物体的重心出的问题进题，将疑问备到课堂

上？什么是等效方法？行有针对性反馈给老上与同学

5.什么是弹力？什么是弹性形地备课，准备师。讨论，与

变？什么是弹性限度？在课堂上学老师交

6.胡克定律是什么？

7.什么是放大法？生讨论时给流，解决

8.弹力的方向有什么特点？予指导。疑问。

9.什么是静摩擦力？其大小和方

向各有什么特点？

10.什么是滑动摩擦力？其大小如

何计算？方向如何？

新创设情境：我们平时在地面上展示图片、提思考激发学生

课都能够潇洒自如地行走，而穿问：学习动

引上滑冰鞋学习滑冰时，就变得从力学的角力，明确

入步履蹒跚，容易摔跤。度分析，为什学习目标

么在冰面上

行走变得如

此困难？

新俗话说，“火车跑得快，全靠车讲述倾听通过列举

课头带”“墙头草，随风倒”等。实例，归

教通过长期实践，人们认识到：纳和巩固

学物体运动状态的改变或物体形力的概念

课堂

状的改变，都是物体间相互作

实施

用的结果。于是人们归纳出，

力是物体间的相互作用。

公元前5世纪我国战国时期的讲述、提问：讨论、回答：让学生增

墨家归纳出力是由人体肌肉动“力，刑之所力是促使物加对我国

作产生的，在《墨经》中有“力，以奋也”是什体由静而古代科技

刑之所以奋也”等文字描述，么意思？动、动而愈成就的了

这是人类对力的最早的理性认速的原因。解

识。

写字时，手对笔施力才能自如列举实例、提小组讨论、引导学生

地用笔书写，同时笔对手也施问：回答：归纳判断

了力而使手指变形；踢足球时，

脚对足球施力而使它向前飞从这些事例如果一个物力存在的

去，同时足球对脚也施了力而中可以归纳体的运动状依据。

使脚受到震动，……出什么结态或形状发

论？生了改变，

则可知该物

体受到了力

的作用。

力的大小可以用测力计测量出讲述倾听、记忆再引导学

来。在国际单位制中，力的单生了解力

位是N（牛）。的测量方

法和国际

单位。

力是矢量，既有大小，又有方通过实例讲倾听、记忆让学生巩

向。述力的作用固力的三

力的作用效果不仅与力的大效果与力的要素。

小、方向有关，还与力作用在三要素有关。

物体上的作用点有关。

例如，用力推一个放在桌面上

的矿泉水瓶，如果推力的大小、

方向和作用点不同，则产生的

作用效果会不同。

因此，要把一个力准确地表达

出来，就要表明力的这三个要

素。

在物理学中，使用数学上的有展示图片、讲倾听、理解、让学生了

向线段来表示这个抽象的力。述力的图示记忆解力的图

线段是按一定标度画出的，它和小意图的示和示意

的长短表示力的大小，它的箭区别，为下一图。

头指向表示力的方向，箭尾表

示力的作用点。这种表示力的节学习力的

方法，称为力的图示。例如，一合成做准备。

个大小为100N、与水平方向

夹角为30°的拉力的图示，如

图所示。

有时只需画出力的示意图，即

只画出力的作用点和方向，表

示物体在这个方向上受到了

力，如图所示。

英国物理学家牛顿发现，宇宙讲述重力的倾听、记忆让学生巩

中所有的物体之间都具有相互产生及其与固重力的

吸引的力的作用，这种力称为质量的关系。概念。

万有引力。

物理学中，通常把地球表

面附近的物体由于地球的吸引

而受到的力称为重力，用G表

示。物体所受重力G与物体质

量m的关系是

G=mg

重力的方向总是竖直向下的，展示图片、讲倾听、理解、让学生记

并可认为是作用在物体的重心述重力的方记忆住重力的

上。向特点。方向特

物体所受重力的示意图如图所点。

示。此处用一个重力代替物体

上无数微小部分所受重力的方

法是等效方法。

等效方法就是在特定的意义讲述等效方倾听、理解让学生了

上，在保证效果相同的前提下，法。解等效方

将陌生的、复杂的、难处理的法。

问题转换成熟悉的、容易的、

易处理的问题的一种逻辑思维

方法。

观察教材图1-3-5中处于不同组织学生进思考、画出边讲边

运动状态的物体，尝试画出各行合作学习。重力后，与练，巩固

物体所受重力的示意图。本学习小组所学。

的同学相互

检查，帮助

画错的同学

改正。

物体在力的作用下形状或体积展示图片、讲倾听、记忆建构弹

会发生变化，这种变化称为形述。力、弹性

变。发生形变后的物体由于要形变、弹

恢复原状，对与它接触的物体性限度等

产生力的作用，这种力称为弹概念。

力。物体在发生形变后，如果

撤去作用力能够恢复原状，这

种形变称为弹性形变。如果形

变过大，超过一定的限度，撤

去作用力后，物体不能完全恢

复原来的形状，这个限度称为

弹性限度。

演示实验：研究弹簧弹力与形进行演示实观察、思考、带领学生

变量之间的关系验，提问：讨论、回答：研究弹簧

将一根长约20cm的弹簧与刻弹簧的弹力弹簧的弹力的弹力与

度尺固定在铁架台上。读出弹与形变量近与形变量近形变量的

簧自然伸长时的长度。似存在什么似成正比。关系。

在弹簧的下端依次挂上五只质关系？

量为m的钩码，待钩码静止后，

分别读出对应的弹簧长度L,

将数据填入表中。

根据所测数据，计算出弹簧的

形变量△£_,填入表中。

绘制弹簧弹力与形变量的关系

图线，研究其规律。

1676年，英国物理学家胡讲述胡克定倾听、理解、了解胡克

克发现，在弹性限度内，弹簧律记忆定律。

发生形变时，弹力的大小E与

弹簧伸长（或缩短）的长度X成

正比，即

F=kx

式中，A为弹簧的劲度系数，单

位是N/m（牛/米），不同弹簧

的劲度系数一般是不同的，这

个规律称为胡克定律。

我国汉代的郑玄发现:“假令弓讲述我国古了解、记忆了解我国

力胜三石，引之中三尺……每代对弹力的古代的科

加物一石，则张一尺。”即弓具研究成果。学成就。

有弹性限度以及线性弹力的特

点，该发现比胡克发现胡克定

律早了约1500年。

有时，物体的形变很小，不易讲述物体的倾听、理解让学生了

观察。例如，一本放在水平桌微小形变记忆解微小形

面上的书与桌面间由于相互挤变。

压，书和桌面也都会发生微小

的形变；用螺丝刀拧螺丝钉时，

螺丝刀与螺丝钉也会发生微小

形变。

演示实验：观察桌面的微小形进行演示实观察、回答：让学生增

变验，提问：可以观察到加对微小

在桌面上放置两个平面镜，让能观察到桌桌面无明显形变的感

一束方向固定的激光依次被这面的明显变的变化，墙性认识。

两个平面镜反射后，照射到远化吗？上亮斑的位

方的墙上，形成一个亮斑。用能观察到墙置有明显的

力按压两个平面镜中间的桌面上亮斑位置变化。

时，如图所示，观察桌面和墙的明显变化

上亮斑的位置是否发生了明显吗？

的变化。

在实验观测过程中，有些物理讲述放大法倾听、理解让学生了

量由于太小而不易直接观察和解实验方

测量，就要借助于声、光、电等法。

方法，将待测量放大后再去观

测，这就是放大法。

由于书的形变，它对桌子产生展示图片、讲倾听、理解通过实

向下的弹力，即书对桌子的压述。例，帮助

力F1,桌子是受力物体，因此学生理解

将压力的作用点画到桌子上；由微小形

由于桌子的形变，它对书产生变产生的

向上的弹力，即桌子对书的支弹力。

持力F2,书是受力物体，因此

将支持力的作用点画到书上。

两个物体所受弹力的示意图如

图所示。

压力和支持力都是弹力，压力

和支持力的方向都垂直于物体

的接触面。

拉力也是一种弹力。如图所示展示图片，讲听讲、理解让学生理

的水桶受到绳的拉力F,方向解绳对物体解绳对物

总是沿着绳，指向绳收缩的方产生的拉力体产生的

向。特点。拉力特

点。

观察教材图1-3-12所示各个静组织学生进思考、讨论、边讲边

止物体所处的位置，尝试画出行合作学习。画出弹力练，巩固

各物体所受弹力的示意图。后，与本学所学。

习小组的同

学相互检

查，帮助画

错的同学改

正。

学生自主学习“‘复兴号'动车巡视、答疑阅读、学习了解弹力

组列车上的空气弹簧”。在实践中

的应用。

摩擦是一种常见的现象。讲述倾听、记忆进一步认

两个相互接触的物体，当它们识摩擦

发生相对运动或具有相对运动力，建构

的趋势时，就会在它们的接触静摩擦力

面上产生阻碍它们相对运动的的概念。

力，这种力称为摩擦力，常用

/表示。

一个物体与另一个物体保持相

对静止时所受到的摩擦力，称

为静摩擦力。

演示实验：观察静摩擦力的特进行实验，提观察、思考、让学生观

点问：讨论、回答：察实验现

象，增加

将滑块静止地放置在水平木板观察到摩擦看到摩擦经验感

上，用测力计沿水平方向拉滑力了吗？力，但可根知，体会

块，拉力由小到大逐渐增大，据物体的平演绎方

观察滑块运动状态变化与测力衡条件，判法。

计拉力大小之间的关系。断出存在一

个静摩擦

力。

演绎方法是从已知的一般公讲述倾听了解演绎

理、原理、定理、法则或科学概方法。

念出发，推出新结论的一种逻

辑思维方法。运用演绎方法不

但可以使人们深化原有的科学

知识，而且可以根据演绎结论

作出科学假设，为科学的发展

提供启示性的线索。

静摩擦力的大小总是随外力的讲述倾听、理解、让学生了

增大而增大，方向与物体相对记忆解静摩擦

运动趋势的方向相反。静摩擦力的大小

力有一个最大限度，这个限度和方向特

称为最大静摩擦力。当外力大点。

于最大静摩擦力时，原来相对

静止的物体才会滑动。

演示实验：观察滑动摩擦力的进行演示实观察、思考、让学生增

特点验，提问：讨论、回答：加对滑动

继续使用前面的实验器材，将通过观察实可得出滑动摩擦力的

滑块放在水平木板上，用测力验，可得出什摩擦力的大感性认

计沿水平方向拉住滑块，并与么结论？小与物体与识。

地面保持相对静止。接触面的正

1.往相反方向抽动木板，使滑压力和材料

块与木板发生相对滑动，观察有关。

测力计的示数变化。

2.在滑块上增加祛码，再抽动

木板，观察测力计的示数变化。

3.去掉祛码，在木板上铺上橡

胶垫（或玻璃板），再抽动木板，

观察测力计的示数变化。

大量实验表明：滑动摩擦力比归纳总结理解、记忆让学生了

最大静摩擦力略小，方向总是解滑动摩

沿着接触面，并且跟物体的相擦力的特

对运动方向相反。点。

滑动摩擦力工的大小与相

对运动速度等因素无关，只与

接触面间的正压力FN的大小

成正比，可表示为：

羯=%

式中，〃是比例常数，称为动

摩擦因数。它的数值与接触面

的材料及粗糙程度等因素有

关。

滑冰运动员所穿的冰鞋下面安讲述倾听、记忆让学生了

装冰刀就是因为钢和冰之间的解滑动摩

动摩擦因数很小，易于在冰面擦力在实

上滑行。在一些寒冷地区，常践中的应

用驯鹿、狗拉雪橇运送货物，用。

也是因为雪橇和冰雪之间的动

摩擦因数很小。

观察教材图1-3-17所示斜面上组织学生进思考、讨论、边讲边

物体的运动状态，尝试画出两行合作学习。画出摩擦力练，巩固

物体所受摩擦力的示意图。后，与本学所学。

习小组的同

学相互检

查，帮助画

错的同学改

正。

7K例冰壶比赛（图1-3-18）讲解计算滑观看、思考、学习计算

是北京2022年冬奥会的正式动摩擦力的记忆滑动摩擦

比赛项目，在该项比赛中，运形式和方法力的形式

动员将质量约20kg的冰壶从和方法

40m远处沿水平冰面投向大本

营（直径为3.66m的圆圈），最

终以离大本营中心最近的冰壶

数多者为胜。冰壶由花岗岩石

制成，若已知冰壶与冰面之间

的动摩擦因数为0.02,试估算

冰壶被掷出后所受的摩擦力的

大小。

学生自主学习滚动摩擦力和巡视、答疑阅读、学习