2024-2025学年高中物理 第三章 相互作用 3 摩擦力教学实录 教科版必修第一册

2024-2025学年高中物理第三章相互作用3摩擦力教学实录教科版必修第一册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计思路本节课以摩擦力为核心，通过实验探究和理论分析相结合的方式，引导学生深入理解摩擦力的概念、分类及其影响因素。课程设计注重理论与实践相结合，通过实验演示、小组讨论、课堂互动等形式，激发学生的学习兴趣，提高学生的科学探究能力和实践操作能力。同时，课程内容与教科书紧密结合，确保教学内容的系统性和连贯性。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生物理学科的核心素养，包括科学探究能力、科学思维能力、科学态度与责任以及科学、技术、社会、环境（STEAM）意识。学生将通过实验探究摩擦力的性质，培养观察能力、实验设计能力、数据分析能力；通过理论分析，提高逻辑推理和抽象思维能力；通过讨论摩擦力在生活中的应用，增强STEAM意识，培养科学态度与责任感。三、教学难点与重点1.教学重点

-理解摩擦力的概念：明确摩擦力是两个接触面之间阻碍相对运动的力，理解其产生的原因。

-掌握摩擦力的分类：区分静摩擦力和动摩擦力，理解它们的特点和应用。

-确定影响摩擦力大小的因素：通过实验探究，理解摩擦力与接触面的粗糙程度、压力大小之间的关系。

2.教学难点

-静摩擦力的计算：理解静摩擦力的最大值与其对应的外力之间的关系，并能正确计算。

-动摩擦力的理解：区分动摩擦力的恒定值和最大静摩擦力，理解动摩擦力在物体运动中的作用。

-实验误差分析：在实验中，学生可能难以精确测量摩擦力的大小，需要引导学生分析实验误差的可能来源，并提出改进措施。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：用于引入摩擦力的基本概念和理论，帮助学生建立初步的知识框架。

2.实验法：通过设计摩擦力实验，让学生亲自动手，观察摩擦力的现象，理解摩擦力的性质。

3.讨论法：组织学生讨论摩擦力在不同情境中的应用，提高学生的分析问题和解决问题的能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用视频和动画展示摩擦力的产生和作用，增强直观感受。

2.实验软件辅助：使用教学软件模拟实验，让学生在虚拟环境中进行操作，提高实验的可重复性和安全性。

3.教学板书：结合板书整理重点内容，帮助学生梳理思路，加深记忆。五、教学过程设计导入环节（5分钟）

-创设情境：播放一段生活中摩擦力应用的短视频，如汽车刹车、鞋底防滑等。

-提出问题：引导学生思考摩擦力在日常生活中的重要性，以及摩擦力是如何产生的。

-学生讨论：分组讨论摩擦力在日常生活中的具体例子，分享讨论结果。

讲授新课（15分钟）

-摩擦力的概念：介绍摩擦力的定义，强调它是两个接触面之间阻碍相对运动的力。

-摩擦力的分类：讲解静摩擦力和动摩擦力的区别，以及它们的特点。

-影响摩擦力大小的因素：通过实验演示，展示摩擦力与接触面粗糙程度、压力大小的关系。

-动摩擦力的计算：讲解动摩擦力的计算方法，通过实例进行计算练习。

巩固练习（10分钟）

-练习题：发放练习题，让学生独立完成，巩固对摩擦力概念和计算的理解。

-小组讨论：学生分组讨论练习题中的难点，互相解答疑问。

课堂提问（5分钟）

-提问环节：教师提问，检查学生对摩擦力知识的掌握情况。

-学生回答：学生回答问题，教师给予反馈和纠正。

师生互动环节（10分钟）

-实验操作：学生分组进行摩擦力实验，观察和记录实验数据。

-实验讨论：学生讨论实验结果，分析实验现象，教师引导总结实验结论。

-创新思维：鼓励学生提出关于摩擦力应用的创新想法，如设计一种新型防滑材料。

课堂小结（5分钟）

-回顾重点：教师总结本节课的重点内容，强调摩擦力的概念、分类和影响因素。

-作业布置：布置课后作业，包括理论题和实验题，巩固所学知识。

教学过程设计如下：

1.导入环节（5分钟）

-创设情境：播放摩擦力应用视频（1分钟）

-提出问题：引导学生思考摩擦力的重要性（1分钟）

-学生讨论：分享生活中的摩擦力例子（3分钟）

2.讲授新课（15分钟）

-摩擦力的概念（3分钟）

-摩擦力的分类（3分钟）

-影响摩擦力大小的因素（5分钟）

-动摩擦力的计算（4分钟）

3.巩固练习（10分钟）

-练习题（5分钟）

-小组讨论（5分钟）

4.课堂提问（5分钟）

-提问环节（3分钟）

-学生回答（2分钟）

5.师生互动环节（10分钟）

-实验操作（5分钟）

-实验讨论（5分钟）

6.课堂小结（5分钟）

-回顾重点（3分钟）

-作业布置（2分钟）

总用时：45分钟六、知识点梳理摩擦力是高中物理中的重要概念，以下是对摩擦力相关知识点的梳理：

1.摩擦力的定义

-摩擦力是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。

2.摩擦力的分类

-静摩擦力：当两个物体接触面没有相对滑动时，所受到的摩擦力称为静摩擦力。

-动摩擦力：当两个物体接触面有相对滑动时，所受到的摩擦力称为动摩擦力。

3.影响摩擦力大小的因素

-接触面的粗糙程度：接触面越粗糙，摩擦力越大。

-接触面之间的压力：压力越大，摩擦力越大。

4.动摩擦力的计算

-动摩擦力的大小可以通过以下公式计算：\(f=\muN\)，其中\(f\)为动摩擦力，\(\mu\)为动摩擦系数，\(N\)为物体受到的压力。

5.静摩擦力的计算

-静摩擦力的最大值可以通过以下公式计算：\(f_{\text{max}}=\mu_sN\)，其中\(f_{\text{max}}\)为最大静摩擦力，\(\mu_s\)为静摩擦系数，\(N\)为物体受到的压力。

6.摩擦力的应用

-防滑材料：利用摩擦系数较大的材料制作鞋底、轮胎等，提高摩擦力，防止滑倒。

-机械传动：利用摩擦力传递动力，如皮带传动、齿轮传动等。

-摩擦制动：利用摩擦力减速或停止运动，如汽车刹车、自行车刹车等。

7.摩擦力的实验

-通过实验探究摩擦力的大小，可以了解摩擦力的特性。

-实验方法包括测量摩擦力的大小、观察摩擦力的变化等。

8.摩擦力的注意事项

-在设计和使用摩擦力相关设备时，要注意摩擦系数的选择和压力的控制。

-在分析摩擦力问题时，要考虑摩擦力的方向和大小。

9.摩擦力的扩展知识

-滑动摩擦系数和滚动摩擦系数的区别。

-摩擦力的能量转换。

-摩擦力在流体力学中的应用。七、教学反思与改进教学反思与改进是每一位教师成长的重要环节。在刚刚结束的“摩擦力”这一章节的教学中，我对自己在教学过程中的表现和效果进行了深入的反思，以下是我的一些思考：

首先，我觉得在导入环节，我采用了视频和提问的方式，这样的方式确实激发了学生的兴趣，让他们对摩擦力有了初步的认识。但是，我也发现有些学生对于生活中的摩擦力例子并不熟悉，讨论时显得有些困难。因此，我计划在未来的教学中，可以提前让学生收集生活中的摩擦力例子，这样在课堂上讨论时，他们会有更多的话要说，也能更好地参与到课堂活动中来。

其次，我在讲授新课的过程中，尽量用通俗易懂的语言解释了摩擦力的概念和分类，并结合实验现象进行讲解。我发现，学生们对于摩擦力的理解相对较好，但在计算动摩擦力时，他们对于摩擦系数的确定有些困惑。为了解决这个问题，我打算在未来的教学中，加入更多关于摩擦系数的实例，让学生通过观察和比较，自己总结出摩擦系数的确定方法。

在巩固练习环节，我设计了多种类型的练习题，旨在帮助学生巩固所学知识。然而，在批改作业时，我发现有一部分学生对于摩擦力的计算题掌握得并不牢固，特别是涉及到动摩擦力的计算。这说明我在练习题的设计上可能过于简单，没有充分考虑到学生的个体差异。因此，我计划在今后的教学中，设计更多层次、更多样化的练习题，以满足不同学生的学习需求。

课堂提问环节，我尽量做到面向全体学生，鼓励他们积极回答问题。但是，我发现有些学生回答问题时，语言表达不够清晰，缺乏逻辑性。这可能是由于他们在日常生活中很少进行这样的思考和实践。为了提高学生的语言表达能力和逻辑思维能力，我打算在未来的教学中，多组织一些辩论或讨论活动，让学生在互动中提升这些能力。

在师生互动环节，我尝试通过实验和讨论来提高学生的参与度。但是，我也注意到，在实验过程中，部分学生对于实验步骤的理解不够深入，导致实验操作不够规范。为了解决这个问题，我计划在未来的教学中，更加细致地讲解实验步骤，并要求学生在操作前充分理解实验原理。

最后，我认为教学反思和改进是一个持续的过程。在今后的教学中，我将继续关注学生的学习情况，及时调整教学策略，努力提高教学效果。同时，我也会积极参加教研活动，向同行学习，不断提升自己的教学水平。我相信，通过不断反思和改进，我能够更好地帮助学生们掌握物理知识，培养他们的科学素养。八、典型例题讲解例题1：一物体放在水平地面上，受到水平推力F的作用，物体保持静止。已知物体的质量为m，地面的动摩擦系数为μ。求物体所受的最大静摩擦力F_max。

答案：物体保持静止，说明静摩擦力与推力平衡，即F_max=F。根据动摩擦力的计算公式f=μN，其中N为物体受到的压力，即物体的重力mg，所以F_max=μmg。

例题2：一辆汽车以速度v行驶在水平路面上，路面与轮胎之间的动摩擦系数为μ。求汽车在紧急刹车后滑行距离s。

答案：汽车紧急刹车后，由动能转化为摩擦力做的功。根据动能定理，\(\frac{1}{2}mv^2=f\cdots\)，其中f为动摩擦力，f=μmg。代入公式得：\(\frac{1}{2}mv^2=\mumg\cdots\)，解得s=\(\frac{v^2}{2\mug}\)。

例题3：一个质量为m的物体放在斜面上，斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦系数为μ。求物体在斜面上所受的摩擦力f。

答案：物体在斜面上的受力分析：重力mg分解为垂直斜面的分力mgcosθ和沿斜面向下的分力mgsinθ。摩擦力f与沿斜面向下的分力平衡，即f=mgsinθ。由于摩擦力f≤μmgcosθ，所以f=mgsinθ。

例题4：一个物体在水平面上受到两个相互垂直的力F1和F2的作用，F1=10N，F2=15N。已知物体与水平面之间的动摩擦系数为μ=0.2。求物体所受的摩擦力f。

答案：物体在水平面上，受力分析可知，物体所受的摩擦力f与物体所受的合力F合平衡。F合=\(\sqrt{F1^2+F2^2}\)=\(\sqrt{10^2+15^2}\)=18.03N。由于摩擦力f≤μN，其中N为物体受到的支持力，N=F1+F2=25N，所以f≤μN=0.2×25N=5N。因此，物体所受的摩擦力f=5N。

例题5：一个物体放在粗糙的水平面上，受到一个斜向上的力F的作