2024-2025版新教材高中物理 第三章 第2节 摩擦力教学实录 新人教版必修第一册

2024-2025版新教材高中物理第三章第2节摩擦力教学实录新人教版必修第一册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容2024-2025版新教材高中物理第三章第2节摩擦力教学实录新人教版必修第一册

1.摩擦力的概念：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。

2.摩擦力大小的计算：摩擦系数、正压力。

3.摩擦力的方向：与物体相对运动方向相反。

4.摩擦力的应用：摩擦力在生活中的应用，如汽车制动、走路等。二、核心素养目标分析三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了力学的基本概念，如力、牛顿运动定律等。他们可能对力的平衡、物体的运动状态有一定的了解，但对于摩擦力的概念、摩擦力的计算和应用还较为陌生。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中学生对物理学科普遍保持一定的兴趣，尤其是与日常生活相关的物理现象。他们的学习能力各异，部分学生可能具有较强的逻辑思维能力和抽象思维能力，能够快速理解摩擦力的概念和计算方法。学习风格上，有的学生偏好通过实验观察来学习，有的则更倾向于通过公式推导来理解物理规律。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习摩擦力时可能遇到的困难包括：理解摩擦力的概念和分类，掌握摩擦力大小的计算方法，以及将摩擦力应用于实际问题中。此外，学生可能难以将抽象的物理概念与具体的实例相结合，尤其是在解决复杂问题时，如何正确分析受力情况，确定摩擦力的方向和大小，可能成为他们的挑战。四、教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过讲解摩擦力的基本概念和计算公式，辅以实际实验演示，帮助学生直观理解摩擦力的性质。

2.设计小组讨论环节，让学生分析实际案例，如汽车制动、走路等，探讨摩擦力的应用，提高学生的分析问题和解决问题的能力。

3.利用多媒体教学，展示摩擦力相关的动画和视频，增强学生对摩擦力概念的理解和记忆。同时，通过在线互动平台，让学生进行在线实验操作，巩固所学知识。五、教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过提问“你们在生活中有没有遇到过需要克服摩擦力的例子？”来引起学生的兴趣，鼓励他们分享自己的经历。

-回顾旧知：简要回顾牛顿第一定律和第二定律，以及力的平衡条件，为摩擦力的学习奠定基础。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：

-详细讲解摩擦力的概念，包括静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力的定义。

-讲解摩擦力大小的计算方法，介绍摩擦系数和正压力的关系。

-通过实际例子说明摩擦力在生活中的应用，如汽车的制动系统、自行车的轮胎等。

-举例说明：

-通过实际案例，如斜面问题、摩擦力在运动中的角色等，帮助学生理解摩擦力的实际作用。

-互动探究：

-引导学生讨论摩擦力在不同情境下的表现，如不同材质、不同接触面的摩擦力差异。

-进行简单的实验演示，如使用不同材质的物体进行滑动摩擦实验，让学生观察和记录摩擦力的变化。

3.巩固练习（约30分钟）

-学生活动：

-分组进行实验，测量不同材质和不同重量物体的摩擦力，记录数据并分析。

-完成课后练习题，包括选择题、填空题和计算题，巩固对摩擦力概念和计算方法的理解。

-教师指导：

-对学生在实验和练习中遇到的问题进行个别指导，确保每个学生都能理解和掌握相关知识点。

-组织学生讨论实验结果，引导学生总结摩擦力的规律。

4.拓展延伸（约10分钟）

-提出问题：“如何减小或增大摩擦力？”

-学生分组讨论，提出可能的解决方案，如使用润滑剂、改变接触面粗糙度等。

-教师总结学生的讨论结果，并介绍一些实际应用中的摩擦力控制方法。

5.总结与反思（约5分钟）

-学生总结本节课所学内容，包括摩擦力的定义、计算和应用。

-教师引导学生反思摩擦力在科技发展和日常生活中的重要性。

-鼓励学生在课后继续探索摩擦力的更多应用和理论。

教学过程中，教师应密切关注学生的学习状态，适时调整教学节奏和方法，确保教学目标的达成。六、拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《摩擦力在工程中的应用》：介绍摩擦力在机械设计、建筑结构、车辆制造等领域的应用实例。

-《摩擦学原理》：深入探讨摩擦力的物理本质，包括摩擦系数的测量方法和摩擦学的基础理论。

-《摩擦力与材料科学》：分析不同材料的摩擦特性，以及材料表面处理对摩擦力的影响。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试设计实验，比较不同材质和表面粗糙度的摩擦力差异。

-鼓励学生研究摩擦力在生物力学中的应用，如骨骼和肌肉的相互作用。

-探究摩擦力在能源转换和存储技术中的角色，例如在电动汽车的制动能量回收系统中的应用。

-研究摩擦力在航天器着陆和太空行走中的重要性。

-通过网络资源或图书馆，寻找有关摩擦力在古代工程和现代科技中的案例研究。

3.实践项目建议：

-设计一个简单的滑轮系统，通过改变滑轮的材质和形状，观察摩擦力对系统效率的影响。

-制作一个简易的摩擦力测试装置，测量不同表面间的摩擦系数。

-分析现有交通工具的制动系统，讨论如何优化设计以减少摩擦力的负面影响。

4.课后作业：

-写一篇关于摩擦力在日常生活中应用的短文，包括至少三个具体的例子。

-选择一个与摩擦力相关的科学问题，进行文献调研，撰写一份简短的报告。

-设计一个实验方案，验证摩擦力与接触面积、表面粗糙度之间的关系。七、课堂课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略，确保教学目标的实现。以下是本节课的课堂评价策略：

1.提问与回答：

-在讲解新知时，通过提问来检验学生对摩擦力概念的理解程度。

-设计开放性问题，鼓励学生思考摩擦力的应用和影响。

-观察学生的回答，判断其对知识点的掌握情况。

2.观察学生参与度：

-在实验和讨论环节，观察学生的参与程度，包括提问、回答和互动。

-注意学生的眼神交流、肢体语言和表情，以评估他们的专注度和兴趣。

3.小组合作评价：

-在小组讨论和实验中，评价学生的合作能力和团队贡献。

-观察学生在小组中的角色，如领导者、执行者或贡献者。

4.实验操作评价：

-评估学生在实验中的操作技能，包括实验步骤的准确性、数据记录的完整性和实验结果的合理性。

-观察学生是否能够根据实验结果提出合理的结论。

5.课堂测试：

-设计简短的小测验，测试学生对摩擦力概念、计算方法和应用的理解。

-通过测试结果，了解学生对知识点的掌握程度，为后续教学提供依据。

6.及时反馈：

-对学生的回答和表现给予即时的正面反馈，鼓励学生的积极参与。

-对于错误或疑惑，耐心解释，帮助学生纠正错误，加深理解。

7.课堂评价记录：

-记录学生的课堂表现，包括参与度、实验技能、提问回答等。

-定期回顾记录，分析学生的学习进步和存在的问题。八、内容逻辑关系①摩擦力的概念与分类

-摩擦力的定义：物体相互接触时，沿接触面产生的阻碍相对运动的力。

-摩擦力的分类：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。

②摩擦力大小的计算

-摩擦力大小的决定因素：摩擦系数和正压力。

-摩擦力计算公式：\(f=\mu\cdotN\)，其中\(f\)为摩擦力，\(\mu\)为摩擦系数，\(N\)为正压力。

③摩擦力的方向

-摩擦力的方向：与物体相对运动的方向相反。

-摩擦力方向的判断：根据物体运动状态和受力分析确定摩擦力的方向。

④摩擦力的应用

-摩擦力在生活中的应用：汽车制动、走路、机械运动等。

-摩擦力在工程中的应用：机械设计、建筑结构、车辆制造等。典型例题讲解1.例题：

一辆汽车以10m/s的速度行驶在水平路面上，当司机紧急刹车时，汽车在摩擦力的作用下减速直至停止。若汽车的制动距离为50m，求汽车与地面间的动摩擦系数。

解答：

根据运动学公式\(v^2=u^2+2as\)，其中\(v\)为最终速度，\(u\)为初始速度，\(a\)为加速度，\(s\)为位移。

由于汽车最终停止，\(v=0\)，\(u=10\)m/s，\(s=50\)m。

代入公式得\(0=10^2+2a\cdot50\)，解得\(a=-1\)m/s²。

根据牛顿第二定律\(F=ma\)，摩擦力\(f=\mu\cdotN\)，其中\(N\)为正压力，\(\mu\)为摩擦系数。

在水平路面上，正压力\(N\)等于汽车的重力\(mg\)。

代入公式得\(\mu\cdotmg=ma\)，解得\(\mu=\frac{a}{g}=\frac{-1}{9.8}\approx-0.102\)。

由于摩擦系数为正值，取绝对值，得\(\mu\approx0.102\)。

2.例题：

一个物体放在斜面上，斜面与水平面的夹角为30°，物体与斜面间的动摩擦系数为0.3。求物体在斜面上受到的摩擦力。

解答：

物体在斜面上受到的重力分解为两个分力：垂直斜面的分力\(N=mg\cos\theta\)和沿斜面向下的分力\(mg\sin\theta\)。

摩擦力\(f=\mu\cdotN=\mu\cdotmg\cos\theta\)。

代入数值得\(f=0.3\cdot9.8\cdot\cos30°\approx2.58\)N。

3.例题：

一个质量为2kg的物体在水平面上受到一个水平推力，推力大小为10N，物体与水平面间的动摩擦系数为0.2。求物体在推力作用下移动的距离。

解答：

摩擦力\(f=\mu\cdotN=\mu\cdotmg\)。

由于物体在水平面上，正压力\(N\)等于物体的重力\(mg\)。

代入数值得\(f=0.2\cdot9.8\cdot2\approx3.92\)N。

由于摩擦力小于推力，物体将加速运动。

根据牛顿第二定律\(F=ma\)，加速度\(a=\frac{F-f}{m}\)。

代入数值得\(a=\frac{10-3.92}{2}\approx3.04\)m/s²。

使用运动学公式\(s=ut+\frac{1}{2}at^2\)，其中\(u\)为初始速度，\(t\)为时间，\(s\)为位移。

由于初始速度\(u=0\)，代入数值得\(s=\frac{1}{2}\cdot3.04\cdott^2\)。

由于题目未给出时间，无法直接计算位移。

4.例题：

一个物体在水平面上受到一个向右的推力，推力大小为15N，物体与水平面间的静摩擦系数为0.5。求物体在推力作用下开始移动所需的推力。

解答：

静摩擦力\(f_s=\mu_s\cdotN\)，其中\(\mu_s\)为静摩擦系数。

由于物体尚未移动，静摩擦力等于推力。

代入数值得\(f_s=0.5\cdotmg\)。

由于物体在水平面上，正压力\(N\)等于物体的重力\(mg\)。

代入数值得\(f_s=0.5\cdot9.8\cdot2\approx9.8\)N。

因此，物体在推力作用下开始移动所需的推力为9.8N。

5.例题：

一个物体放在一个倾角为45°的斜面上，斜面与水平面间的动摩擦系数为0.4。求物体在斜面上受到的摩擦力。

解答：

物体在斜面上受到的重力分解为两个分力：垂直斜面的分力\(N=mg\cos\theta\)和沿斜面向下的分力\(mg\sin\theta\)。

摩擦力\(f=\mu\cdotN=\mu\cdotmg\cos\theta\)。

代入数值得\(f=0.4\cdot9.8\cdot\cos45°\approx2.81\)N。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验结合理论：在讲解摩擦力的概念和计算时，结合实际实验，让学生通过观察和记录数据来加深理解，这样不仅提高了学生的实践能力，也增强了理论知识的实用性。

2.案例教学：通过分析生活中的摩擦力实例，如汽车制动、走路等，让学生感受到物理知识的实际应用，激发学生的学习兴趣。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对摩擦力概念的理解不够深入：有些学生在理解摩擦力的本质和影响因素时存在困难，需要更多的时间和实践来巩固。

2.教学方法单一：主要依赖讲授法，缺乏多样化的教学手段，可能导致学生参与度不高。

3.评价方式较为传统：主要依靠课堂测试和作业，缺乏对学生实际应用能力的评价。

反思改进措施（三）

1.深化概念教学：通过引入更多实例和问题，帮助学生深入理解摩擦力的概念和影响因素。例如，可以设计一些情景模拟题，让学生在模拟情境中运用摩擦力知识解决问题。

2.丰富教学手段：结合多媒体教学，如视频、动画等，使抽象的物理概念更加形象化。同时，可以引入小组讨论