5运动与摩擦力 （教学设计）2024-2025学年 四年级上册科学教科版

5运动与摩擦力（教学设计）2024-2025学年四年级上册科学教科版授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：5运动与摩擦力

2.教学年级和班级：四年级上册科学

3.授课时间：2024年10月15日星期一上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标培养学生对科学现象的观察和探究能力，提高学生的科学思维和逻辑推理能力。通过本节课的学习，学生能够理解摩擦力的概念，认识到摩擦力在日常生活和科学实验中的应用，培养他们的创新意识和实践能力，同时增强学生对科学知识的兴趣和好奇心。教学难点与重点1.教学重点，

①理解摩擦力的概念，包括摩擦力的定义和摩擦力产生的条件。

②掌握摩擦力的大小与哪些因素有关，如接触面的粗糙程度、物体间的压力等。

③能够运用摩擦力的知识解释生活中常见的摩擦现象，如汽车刹车、鞋底防滑等。

2.教学难点，

①摩擦力的计算和测量，理解摩擦力的定量表示方法。

②摩擦力的方向与物体运动方向的关系，特别是当物体受到多个力作用时的摩擦力方向判断。

③将摩擦力的概念应用于复杂系统的分析，如机械装置中摩擦力的优化设计。教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的方法，通过讲解摩擦力的基本原理，引导学生理解摩擦力的概念和影响因素。

2.设计小组讨论活动，让学生通过合作探究摩擦力的实际应用，如设计简单的实验来比较不同材料的摩擦力。

3.利用多媒体教学，展示摩擦力在生活中的实例，如汽车刹车、运动鞋设计等，增强学生的直观感受。

4.通过角色扮演，让学生模拟科学家进行摩擦力实验，提高学生的参与度和学习兴趣。教学流程（一）导入新课（用时5分钟）

1.激发兴趣

-向学生展示生活中常见的摩擦现象图片，如汽车轮胎、鞋子底面等，提问：“同学们，你们有没有注意到，这些物体为什么会相互‘抓住’？”

-引导学生思考摩擦在日常生活中的作用，激发学生对摩擦力现象的好奇心。

2.引入概念

-解释摩擦力的定义，说明摩擦力是指两个物体接触面之间相互作用的阻力。

-通过简单的实例，如推动箱子时遇到的阻力，帮助学生建立摩擦力的直观印象。

（二）新课讲授（用时15分钟）

1.讲解摩擦力的产生条件

-强调摩擦力的产生需要两个物体接触，且接触面之间存在相对运动或运动趋势。

-通过图示或实物展示，如推动滑板车时车轮与地面接触的情况，说明摩擦力的产生。

2.分析摩擦力的影响因素

-讲解摩擦力大小与接触面粗糙程度和物体间的压力有关。

-通过实验或案例，如比较不同材料的摩擦力大小，说明摩擦力影响因素的重要性。

3.演示摩擦力的应用

-展示摩擦力在生活中的应用实例，如汽车刹车、运动鞋防滑设计等。

-通过多媒体展示相关视频或图片，让学生了解摩擦力在实际中的应用。

（三）实践活动（用时20分钟）

1.学生分组实验

-将学生分成小组，每组提供不同粗糙程度的接触面和重量的物体。

-要求学生进行实验，观察和记录摩擦力大小，并分析影响因素。

2.角色扮演

-让学生扮演科学家，模拟摩擦力实验过程，展示实验结果，并解释实验原理。

3.创新设计

-让学生根据所学知识，设计一个利用摩擦力的装置，如改进滑板车的轮子设计，以提高滑动性能。

（四）学生小组讨论（用时10分钟）

1.分析摩擦力的应用实例

-例如，讨论如何通过增加摩擦力来提高汽车刹车性能，或如何减少摩擦力以使物体更容易滑动。

2.探讨摩擦力在其他学科中的应用

-如物理学中的能量转化、工程学中的机械设计等。

3.分析摩擦力与生活实际的联系

-如如何选择合适的鞋子底料，以提高行走时的安全性和舒适度。

（五）总结回顾（用时5分钟）

1.强调摩擦力的概念和影响因素

-摩擦力是两个物体接触面之间相互作用的阻力，其大小受接触面粗糙程度和压力影响。

2.总结摩擦力的应用实例

-例如，摩擦力在汽车刹车、运动鞋防滑设计等方面的应用。

3.鼓励学生在生活中观察摩擦力现象，并提出改进建议

-例如，如何在日常生活中利用摩擦力提高物品的使用性能。教学资源拓展1.拓展资源：

-摩擦力的历史：介绍摩擦力研究的历史背景，如古希腊哲学家对摩擦力的早期观察，以及现代物理学对摩擦力的深入研究。

-摩擦力的应用领域：涵盖摩擦力在汽车、建筑、航空航天、日常用品等领域的应用，如轮胎设计、防滑材料、减震系统等。

-摩擦力的科学研究：介绍摩擦力相关的科学研究，如摩擦系数的测量方法、摩擦力的微观机制等。

2.拓展建议：

-阅读科普书籍或文章：推荐一些关于摩擦力的科普读物，如《物理世界的奇迹》等，帮助学生从更广的角度理解摩擦力。

-观看科普视频：推荐一些与摩擦力相关的科普视频，如科普频道制作的关于摩擦力实验的视频，以直观的方式展示摩擦力的现象。

-实践项目：鼓励学生参与学校或社区的科技活动，如设计一个防滑装置，通过实践加深对摩擦力应用的理解。

-家庭实验：指导学生在家中或学校实验室进行简单的摩擦力实验，如测量不同材料的摩擦系数，以验证理论知识的实用性。

-科普讲座：邀请物理学家或工程师来校进行讲座，分享摩擦力在科学研究和技术创新中的应用案例。

-科普展览：参观科技展览或博物馆，如自然历史博物馆、科技馆等，通过实物展示了解摩擦力在各个领域的应用。

-科研论文阅读：对于高年级学生，推荐阅读一些关于摩擦力的科研论文，以激发学生对科学研究的兴趣。

-网络资源：虽然不提供具体网址，但可以指导学生使用图书馆资源或在线学术数据库搜索相关资料，以扩展知识面。作业布置与反馈作业布置：

1.完成课后练习题：布置课本中的课后练习题，包括摩擦力的计算、摩擦力应用实例的分析等，帮助学生巩固课堂所学知识。

2.设计简单实验：要求学生设计一个简单的实验来探究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，记录实验数据并撰写实验报告。

3.日常观察记录：让学生在日常生活中观察并记录至少三种摩擦现象，如鞋底与地面的摩擦、刹车时的摩擦等，并思考这些摩擦现象对生活的影响。

作业反馈：

1.作业批改：对学生的作业进行及时批改，确保每位学生都能得到反馈。

2.指出问题：在批改作业时，重点关注学生在摩擦力概念理解、实验设计、数据分析等方面的错误。

3.改进建议：针对学生的错误，给出具体的改进建议，如：

-对于摩擦力概念理解不清晰的学生，建议回顾课堂笔记，并通过查阅相关资料加深理解。

-对于实验设计不合理的学生，建议重新设计实验方案，强调实验的可行性和科学性。

-对于数据分析不准确的学生，建议仔细检查实验数据，并学会使用图表展示实验结果。

反馈方式：

1.课堂反馈：在下一节课的开始，对作业中的普遍问题进行讲解和纠正，确保学生能够及时了解自己的不足。

2.个别辅导：对于作业中表现不佳的学生，安排个别辅导时间，针对性地解决他们在学习中的困难。

3.家长沟通：通过家长会或家校联系册，与家长沟通学生在家的学习情况，共同关注学生的学习进步。

评价标准：

1.知识掌握：学生能够正确理解和运用摩擦力的相关概念和公式。

2.实验技能：学生能够独立设计实验，并进行有效的实验操作。

3.数据分析：学生能够准确记录实验数据，并能够通过数据分析得出合理的结论。

4.创新能力：学生在完成作业的过程中能够提出新的想法或改进措施。重点题型整理1.计算题：

-题目：一辆汽车以10m/s的速度行驶在水平路面上，当司机踩下刹车踏板时，汽车在5秒内停下来。假设汽车在刹车过程中受到的摩擦力恒定，求汽车在刹车过程中受到的摩擦力大小。

-解答：首先，计算汽车的初始动能\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)，其中\(m\)为汽车质量，\(v\)为速度。假设汽车质量为1000kg，则\(E_k=\frac{1}{2}\times1000\times(10)^2=50000\)焦耳。

接着，计算汽车停止过程中动能的减少量，即摩擦力做的功\(W=F\timesd\)，其中\(F\)为摩擦力，\(d\)为汽车滑行的距离。由于汽车最终停下，所以\(W=E_k\)。

使用公式\(W=F\timesd\)并结合\(d=\frac{v}{2}\timest\)（匀减速直线运动的位移公式），解得\(F=\frac{E_k}{d}=\frac{50000}{\frac{10}{2}\times5}=2000\)牛顿。

-答案：汽车在刹车过程中受到的摩擦力大小为2000牛顿。

2.应用题：

-题目：一个木块放在水平桌面上，已知木块的质量为2kg，桌面的粗糙程度导致木块受到的摩擦系数为0.3。当水平推力为5N时，木块是否能被推动？如果能够推动，求木块的最大加速度。

-解答：首先，计算最大静摩擦力\(F_{\text{静}}=\mu\timesm\timesg\)，其中\(\mu\)为摩擦系数，\(m\)为木块质量，\(g\)为重力加速度（取9.8m/s²）。则\(F_{\text{静}}=0.3\times2\times9.8=5.88\)牛顿。

由于水平推力为5N，小于最大静摩擦力，木块不会被推动。

-答案：木块不会被推动。

3.实验设计题：

-题目：设计一个实验来测量不同材料的摩擦系数。

-解答：实验步骤如下：

1.准备不同材料（如木头、塑料、金属）的平面。

2.将相同质量的物体（如小木块）分别放在这些平面上。

3.用水平拉力使物体匀速直线运动，记录拉力大小。

4.重复步骤2和3，改变物体的放置位置和材料。

5.计算摩擦系数\(\mu=\frac{F}{m\timesg}\)。

-答案：通过实验，可以测量出不同材料的摩擦系数。

4.分析题：

-题目：分析汽车在湿滑路面上刹车距离增加的原因。

-解答：湿滑路面使得路面与轮胎之间的摩擦系数降低，从而减小了摩擦力。根据摩擦力公式\(F=\mu\time