2024年高中物理 第三章 第3节 摩擦力教学实录 新人教版必修1

2024年高中物理第三章第3节摩擦力教学实录新人教版必修1科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024年高中物理第三章第3节摩擦力教学实录新人教版必修1教学内容分析1.本节课的主要教学内容为摩擦力的产生条件和计算方法，包括滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力的基本概念及计算公式。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生在初中阶段已经学习了力学基础知识，如力的概念、牛顿运动定律等，这些知识为本节课学习摩擦力提供了理论基础。此外，学生对生活中的摩擦现象有一定的了解，有利于本节课对摩擦力的理解和应用。核心素养目标培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高科学思维和科学探究能力。通过摩擦力学习，使学生理解力的相互作用，培养定量分析问题的习惯，增强对物理现象的观察和实验操作能力，同时强化学生的科学态度和社会责任感。教学难点与重点1.教学重点

-明确摩擦力的概念及其分类：重点讲解滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力的定义和区别，通过实例（如木块在水平面上滑动、滚动的轮子、手握物体静止不动等）帮助学生理解不同类型摩擦力的特点。

-掌握摩擦力的计算方法：强调滑动摩擦力的计算公式\(f=\muN\)，其中\(\mu\)是摩擦系数，\(N\)是正压力，并通过具体例子演示如何应用公式计算摩擦力的大小。

2.教学难点

-摩擦系数的确定：难点在于摩擦系数的测量和选择，学生需要理解摩擦系数与接触面材料和粗糙程度的关系，以及如何通过实验确定特定条件下的摩擦系数。

-动摩擦因数与静摩擦因数的区别：学生往往难以区分动摩擦因数和静摩擦因数，需要通过实验和理论分析，理解它们在物体运动状态不同时的变化。

-复杂情况下的摩擦力分析：在物体受到多个力作用时，如何正确计算摩擦力，特别是在有斜面、圆弧面等复杂接触面时，如何分解力并计算摩擦力。教学资源-软硬件资源：实验桌、木块、轮子、弹簧测力计、滑轮、斜面、砝码、摩擦系数测定仪

-课程平台：学校物理实验室管理系统

-信息化资源：多媒体课件、物理教学视频、摩擦力相关动画演示

-教学手段：实物展示、小组合作实验、计算机辅助教学、课堂讨论教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-提问：同学们，生活中有哪些常见的摩擦现象？比如，走路、汽车刹车、门关闭时的感觉。

-展示：播放一段生活中摩擦现象的视频，引导学生思考摩擦力的作用和重要性。

-引出课题：摩擦力是物理学中的一个重要概念，今天我们来学习摩擦力的产生条件和计算方法。

2.新课讲授（用时15分钟）

-第一步：摩擦力的概念

-介绍摩擦力的定义：当两个物体相互接触并试图相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。

-通过实验演示：展示木块在水平面上滑动时受到的摩擦力，使学生直观感受摩擦力的存在。

-第二步：摩擦力的分类

-滑动摩擦力：讲解滑动摩擦力的产生原因和计算公式，并通过实例说明如何计算滑动摩擦力的大小。

-滚动摩擦力：介绍滚动摩擦力的特点，与滑动摩擦力进行比较，强调滚动摩擦力通常小于滑动摩擦力。

-静摩擦力：讲解静摩擦力的概念，演示物体在静止状态下的摩擦力现象，如手握物体静止不动等。

-第三步：摩擦力的影响因素

-分析摩擦力的影响因素，如接触面的粗糙程度、物体间的压力等，并结合实例说明。

3.实践活动（用时10分钟）

-实验1：测量不同表面粗糙度下的摩擦系数

-学生分组进行实验，使用摩擦系数测定仪测量不同表面粗糙度下的摩擦系数。

-实验过程中，引导学生观察数据变化，分析影响摩擦系数的因素。

-实验2：比较滚动摩擦力与滑动摩擦力

-学生分组进行实验，比较木块在水平面上滑动和滚动时的摩擦力大小。

-实验过程中，引导学生分析滚动摩擦力与滑动摩擦力的关系。

-实验3：探究静摩擦力的变化规律

-学生分组进行实验，探究物体在不同压力下的静摩擦力大小。

-实验过程中，引导学生观察数据变化，分析静摩擦力的变化规律。

4.学生小组讨论（用时15分钟）

-第一个方面：摩擦系数的确定

-举例：讨论如何通过实验测定特定条件下的摩擦系数，如木块在不同表面粗糙度下的摩擦系数测量。

-第二个方面：动摩擦因数与静摩擦因数的区别

-举例：讨论动摩擦因数与静摩擦因数在物体运动状态不同时的变化，如木块在水平面上滑动和静止时摩擦系数的差异。

-第三个方面：复杂情况下的摩擦力分析

-举例：讨论物体受到多个力作用时如何计算摩擦力，如木块在斜面上滑动时摩擦力的计算。

5.总结回顾（用时5分钟）

-回顾本节课的核心内容：摩擦力的概念、分类、计算方法及影响因素。

-强调本节课的重点和难点：重点在于摩擦力的分类和计算方法，难点在于摩擦系数的确定和复杂情况下的摩擦力分析。

-提问学生：对本节课学习内容的掌握情况，如摩擦力的计算公式、摩擦系数的影响因素等。

-布置作业：布置相关练习题，巩固本节课所学知识。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确理解摩擦力的概念，包括滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力的定义。

-学生能够熟练运用摩擦力的计算公式，如\(f=\muN\)，进行摩擦力的计算。

-学生能够识别和区分不同类型摩擦力的应用场景，如生活中的物体运动、机械装置的运作等。

2.能力提升：

-通过实验和实践活动，学生的实验操作能力和观察能力得到提升。

-学生学会了如何通过实验数据进行分析，提高了科学探究能力。

-学生在解决实际问题时，能够运用物理知识进行定量分析，增强了问题解决能力。

3.思维发展：

-学生通过学习摩擦力的影响因素，培养了逻辑推理能力，能够分析影响摩擦力的因素。

-学生在小组讨论中，学会了如何表达自己的观点，并倾听他人的意见，提高了沟通和协作能力。

-学生在分析复杂情况下的摩擦力时，培养了抽象思维和空间想象力。

4.实用性应用：

-学生能够将摩擦力的知识应用于日常生活，如设计减少摩擦力的方法，提高机械设备的效率。

-学生能够理解摩擦力在工程技术中的应用，如汽车刹车系统、轴承的设计等。

-学生在未来的学习和工作中，能够运用摩擦力的知识，解决实际问题，提高工作效率。

5.学习态度和习惯：

-学生通过学习摩擦力，培养了严谨的学习态度，对物理学科产生了兴趣。

-学生养成了独立思考和自主学习的好习惯，能够主动查找资料，解决学习中遇到的问题。

-学生在遇到困难时，能够坚持不懈，勇于克服，培养了良好的心理素质。典型例题讲解例题1：

一辆汽车以恒定速度在水平路面上行驶，汽车与路面之间的动摩擦因数为0.2。如果汽车的质量为1200kg，求汽车受到的摩擦力大小。

解：

汽车受到的摩擦力\(f\)可以通过动摩擦力的计算公式\(f=\muN\)来求解，其中\(\mu\)是摩擦系数，\(N\)是正压力。在水平路面上，正压力\(N\)等于汽车的重力，即\(N=mg\)，其中\(m\)是汽车的质量，\(g\)是重力加速度。

计算得到：

\(N=1200\,\text{kg}\times9.8\,\text{m/s}^2=11760\,\text{N}\)

代入公式\(f=\muN\)：

\(f=0.2\times11760\,\text{N}=2352\,\text{N}\)

答：汽车受到的摩擦力大小为2352N。

例题2：

一个木块放在水平面上，木块的质量为2kg，当对木块施加一个水平向右的力10N时，木块开始运动。求木块受到的滑动摩擦力大小。

解：

木块受到的滑动摩擦力\(f\)可以通过动摩擦力的计算公式\(f=\muN\)来求解。由于木块在水平面上，正压力\(N\)等于木块的重力，即\(N=mg\)。

计算得到：

\(N=2\,\text{kg}\times9.8\,\text{m/s}^2=19.6\,\text{N}\)

由于木块开始运动，滑动摩擦力等于施加的力，因此：

\(f=10\,\text{N}\)

答：木块受到的滑动摩擦力大小为10N。

例题3：

一个物体在斜面上以恒定速度下滑，斜面的倾角为30度，物体的质量为5kg。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为0.1。求物体受到的摩擦力大小。

解：

物体在斜面上受到的摩擦力\(f\)可以通过动摩擦力的计算公式\(f=\muN\)来求解。首先，计算正压力\(N\)，它等于物体在斜面上的重力分量。

正压力\(N\)的计算：

\(N=mg\cos\theta\)

\(N=5\,\text{kg}\times9.8\,\text{m/s}^2\times\cos(30^\circ)\)

\(N=5\,\text{kg}\times9.8\,\text{m/s}^2\times\frac{\sqrt{3}}{2}\)

\(N\approx21.65\,\text{N}\)

代入公式\(f=\muN\)：

\(f=0.1\times21.65\,\text{N}\)

\(f\approx2.17\,\text{N}\)

答：物体受到的摩擦力大小约为2.17N。

例题4：

一个重为20N的物体放在水平面上，当对物体施加一个垂直向上的力10N时，物体开始向上移动。求物体受到的静摩擦力大小。

解：

物体受到的静摩擦力\(f\)可以通过静摩擦力的计算公式\(f=\muN\)来求解。在这个问题中，由于物体向上移动，正压力\(N\)等于物体的重力减去施加的垂直向上的力。

计算得到：

\(N=mg-F_{\text{up}}\)

\(N=20\,\text{N}-10\,\text{N}\)

\(N=10\,\text{N}\)

由于物体开始移动，静摩擦力等于施加的力，因此：

\(f=10\,\text{N}\)

答：物体受到的静摩擦力大小为10N。

例题5：

一个木块放在水平面上，木块的质量为3kg，当对木块施加一个水平向右的力时，木块开始运动。已知木块与水平面之间的动摩擦因数为0.3，求施加的力至少需要多大才能使木块开始运动。

解：

木块开始运动时，施加的力\(F\)必须克服滑动摩擦力\(f\)。滑动摩擦力\(f\)可以通过动摩擦力的计算公式\(f=\muN\)来求解。

首先，计算正压力\(N\)，它等于木块的重力，即\(N=mg\)。

计算得到：

\(N=3\,\text{kg}\times9.8\,\text{m/s}^2=29.4\,\text{N}\)

代入公式\(f=\muN\)：

\(f=0.3\times29.4\,\text{N}=8.82\,\text{N}\)

答：施加的力至少需要8.82N才能使木块开始运动。板书设计①摩擦力的概念

-摩擦力：两个相互接触的物体在相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。

-类型：滑动摩擦力、滚动摩擦力、静摩擦力

②摩擦力的计算

-滑动摩擦力：\(f=\muN\)

-滚动摩擦力：\(f=\muN\)（滚动摩擦系数小于滑动摩擦系数）

-静摩擦力：\(f\leq\mu_sN\)（静摩擦系数大于动摩擦系数）

③摩擦系数

-滑动摩擦系数：\(\mu\)（与接触面材料和粗糙程度有关）

-静摩擦系数：\(\mu_s\)（通常大于滑动摩擦系数）

-滚动摩擦系数：\(\mu_r\)（通常小于滑动摩擦系数）

④影响摩擦力的因素

-接触面的粗糙程度

-物体间的压力

-物体的运动状态（滑动、滚动、静止）

⑤实验方法

-摩擦系数的测定

-滑动摩擦力的测量

-静摩擦力的测量教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对摩擦力的概念和计算方法表现出浓厚的兴趣。

-学生在实验操作中表现出良好的实验纪律和合作精神，能够按照实验步骤进行操作，并记录实验数据。

2.小组讨论成果展示：

-小组讨论环节，学生能够就摩擦系数的测量、滚动摩擦力与滑动摩擦力的比较等问题进行深入讨论。

-学生能够提出自己的观点，并能够结合实验数据进行分析，展示出良好的科学探究能力。

3.随堂测试：

-通过随堂测试，评估学生对摩擦力基本概念和计算方法的掌握程度。

-测试题目包括选择题和计算题，涵盖了摩擦力的定义、分类、计算公式以及影响因素等内容。

-测试结果显示，大部分学生能够正确理解和应用摩擦力的相关知识。

4.学生自评与互评：

-学生在课后进行自评，反思自己在课堂上的表现和学习效果，包括对知识的掌握程度、实验操作的熟练度等。

-学生之间进行互评，互相指出学习中的不足，并提出改进建议。

5.教师评价与反馈：

-针对学生在课堂上的表现，教师给予及时的反馈，肯定学生的优点，指出不足之处。

-对于实验操作，教师强调实验安全，指导学生正确使用实验器材，并注意实验数据的准确性。

-对于随堂测试中存在的问题，教师进行集中讲解，帮助学生理解和掌握相关知识。

-教师鼓励学生在课后进行复习和巩固，通过练习题和实验报告等形式，提高学生的综合能力。

-教师通过个别辅导，针对学生的个性化问题进行解答，确保每个学生都能跟上教学进度。

总体评价：

本节课的教学效果良好，学生能够积极参与课堂活动，对摩擦力的学习表现出较高的兴趣。通过实验和讨论，学生的动手能力和团队合作精神得到提升。教师将根据学生的反馈和评价，不断调整教学策略，以提高教学质量和学生的学习效果。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与实践相结合：在摩擦力的教学中，我们采用了实验和理论讲解相结合的方式，让学生在动手操作中理解摩擦力的概念和计算方法，这种特色的教学方法能够更好地激发学生的学