3摩擦力优质教案设计

3　摩擦力　 高中物理       人教2003课标版

知识与技能：

1．知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念。

2．知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。

3．知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，知道滑动摩擦力跟压力成正比。

4．会根据物体的平衡条件简单的计算摩擦力的大小。

过程与方法：

1．通过演示实验，探究静摩擦力的大小与外力的关系，同时培养学生的观察、概括能力。

2．通过演示实验，探究最大静摩擦力的大小与压力的关系，同时培养学生的观察、概括能力。

3．通过分组学生实验，探究影响滑动摩擦力的因素，同时培养学生的观察、概括能力。

4．培养学生的实验探究能力，学会在实验中控制变量和实验条件。

5．通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力

情感、态度与价值观：

1．利用实验和生活实例激发学生学习兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。

2．培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。

3．在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。

4．认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例，发展观察能力。

教学重点：

理解和掌握三种摩擦力的大小决定因素，以及静摩擦力和滑动摩擦力的方向判断方法。

教学难点：

1．学生基于初中所学的知识，往往误认为压力FN的大小总是跟滑动物体所受的重力相等。采用多举一些实例的方式使学生理解为什么压力不一定等于重力。

2．静摩擦力的大小和方向的判断也是一个难点，采用举出各个不同的有代表性的例子来帮助学生理解和领会判断方向的方法。

知识与技能：

1．知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念。

过程与方法：

1．通过演示实验，探究静摩擦力的大小与外力的关系，同时培养学生的观察、概括能力。

2．培养学生的实验探究能力，学会在实验中控制变量和实验条件。

3．通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力

情感、态度与价值观：

1．利用实验和生活实例激发学生学习兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。

2．培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。

3．在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。

4．认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例，发展观察能力。

理解和掌握静摩擦力的大小决定因素，以及静摩擦力的方向判断方法。

理解和掌握滑动摩擦力的大小决定因素，以及滑动摩擦力的方向判断方法。

学生基于初中所学的知识，往往误认为压力FN的大小总是跟滑动物体所受的重力相等。采用多举一些实例的方式使学生理解为什么压力不一定等于重力。

教学环节

教师活动

学生活动

达到目标

创 设 情 境     引 入 新 课

提供一条纸带与一本比较厚的书，提问：我们是否能利用这条纸带把书本提起呢？

书夹着纸带，纸带能把书提起来（演示）

纸带为什么能把书本提起呢？

学生思考

观察演示现象，根据生活中的实例初步感受摩擦力的存在。

让学生主动参与，成为学习的主体，在体验中激发学生的学习兴趣，并在观察和实际操作中思考和体会摩擦现象。

（新课讲解）回顾、体会并总结摩擦力产生的条件

演示实验：体验静摩擦力

两本书交叉一页一页地对插，然后把书分开，看看受力的大小。

学生总结，老师归纳理顺：

产生摩擦力的条件：①两个物体的接触面粗糙②两物体接触且存在压力③两物体间有相对运动或相对运动的趋势

摩擦力的方向：沿接触面的切线方向。

学生动手参与实验，感受静摩擦力。

2．观察归纳得出静摩擦力和滑动摩擦力的定义及区别。

3．学生根据物体的受力情况进行分析，判断得出结论。

1．培养学生从简单图形的判断得出简单结论的能力，同时由于学生掌握的知识不足，需要加强指导，培养深入分析归纳的能力。

2．以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力。用学生对实例分析，让学生初步了解摩擦力，为下面的探究打基础。

探究

静摩擦力

教师进行演示实验（如图所示）：

当定滑轮的绳子下端悬挂50g砝码时，物块保持静止状态。

提出问题：

①物块静止，判断物块受木板的静摩擦力有多大？方向如何？你是根据什么原理判断的？

②当悬挂的砝码增加到100g时，物块仍保持静止状态。物块此时所受的静摩擦力的大小、方向如何？

③设想一下，如果将砝码B摘去，静摩擦力又将如何变化？

④如果不断增大B的重力，物块此时所受的静摩擦力的大小、方向如何变化？能不能无限的增大B的重力？

⑤如果在A上再加一个砝码，A受的静摩擦力的大小、方向如何变化？

由以上可得出怎样的结论？

思考：判断静摩擦力方向的方法？

教师说明：

总结的很好，只是现在为止，我们只会二力平衡，以后我们还会学到更多的方法进行根据运动状态判断静摩擦力的方向。

应用：

如图1-28所示，A、B两物体重力都等于10N，各接触面间摩擦因数都等于0.3，同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上。A和B均静止，则地面对B和B对A的摩擦力分别为（    ）

A．6N  3N              B．1N  1N     

C．0N  1N              D．0N  2N

学生讨论回答问题：

①大小：F静＝F拉＝GB；方向：与拉力方向相反，水平向左。根据二力平衡原理。

②方向不变，大小：F静＝F拉＝GB，增大。

③如果将B摘去，静摩擦力变为0,因为没有了相对运动的趋势。

④如果不断增大B的重力，静摩擦力的大小也会随着B的重力的增加而不断增大，方向仍保持不变。不能无限的增大，因为可能A被B拉动，此时A所受的摩擦力就变为滑动摩擦力了。

⑤A受的静摩擦力大小和方向均不变。

结论：静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大，并与拉力的大小相等，与所物体所受的压力无关。即当物体只是相对运动趋势时，此时：F静=F拉

两种：①假设接触面光滑，看物体的运动方向②根据受力情况及运动状态判断（运用二力平衡）

1．使学生认识到复杂的事物由简单事物构成的道理。

2．会根据具体的情况判断静摩擦力的方向和大小。

3．学生通过具体问题的分析、求解，重在体验相对静止、相对运动、相对运动趋势的不同。理解“静”的深层含义。

4．物理知识与应用有机结合在一起，达到活学活用。

探究最大静摩擦力

提出问题：

当悬挂在绳子下端的砝码为150g时，物块才刚开始相对于桌面滑动，这时物块所受的静摩擦力叫什么？它的大小和方向呢？

教师讲解：

静摩擦力增大到某数值后就不再增大了，这时静摩擦力达到最大值，叫做最大静摩擦力，用fm表示。最大静摩擦力的方向，也总是沿接触面切线方向，跟使物体起动的外力方向相反，或者说跟物体间相对运动趋势相反。

明确：

在一般情况下，两个相接触的物体之间存在着静摩擦力的作用，并不一定处于最大静摩擦力状态，最大静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的最小推力。

提出问题：

①如果在A上再加一定质量的砝码，A所受的最大静摩擦力的大小如何变化？

②如果在A下铺上一块毛巾，A所受的最大静摩擦力的大小如何变化？

可以得出什么结论？

应用：

刚开始的演示实验：在手上沾些洗衣粉水，握住瓶颈部分向上提，提不起来；再将瓶子擦干净，用毛巾覆盖在瓶颈部分，拿着毛巾向上提瓶，瓶很容易提起。你能否用所学理论知识进行解释？

再进一步思考：

生活经验告诉我们，如果不断往瓶里加水，要使瓶不下滑，必须不断增大手握瓶的力，你能否用所学理论知识进行解释这样做的目的吗？

观察并体会物块受最大静摩擦力时的特点：多一点即滑动起来，少一点则继续保持静止。

大小均变大。

最大静摩擦力的大小与接触面的压力和接触面的粗糙程度有关。

解释：为了增大最大静摩擦力，采用增大接触面的粗糙程度的方法。

解释：为了增大最大静摩擦力，采用增大与接触面的压力的办法。

1．能从实际的情形中得出具体的结论，达到进一步研究的目的。

2．渗透有问题通过实验探究来实现的思想。明确物理是一门以实验为主的学科的真实含义。

3．对具体问题的分析过程的理解，有增强克服困难的信心和决心，体验战胜困难，解决物理问题时的喜悦。

4、培养学生对科学的求知欲，使学生乐于探索日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学原理。

探究滑动摩擦力

若再增大B的重力，A就会运动起来，此时物体所受的摩擦力就称为滑动摩擦力。

提出问题：

滑动摩擦力的大小与什么有关？小组讨论猜想。

根据学生猜想的有关因素，提出探究问题：

小组合作设计方案，验证影响滑动摩擦力的因素，并测出给定的木块所受的滑动摩擦力大小。

提示：

这么多与之有关的因素，我们在进行实验设计时应注意什么？使用的方法是什么？

老师说明：

这种方法叫做控制变量法。

小组讨论：

如何测量出物块所受的滑动摩擦力的大小？

探究过程：

老师给出两个方案，让学生判断哪个方案更好？并说明理由。

1.组织学生小组讨论，设计出他们认为合理的方案，教师引导学生分析该方案的优缺点。因为我们只会求物体在受二力平衡时的受力大小，所以在进行实验设计时，一般学生设计的是直接让物体进行匀速直线运动来求出物体所受的摩擦力的大小。但是有一个问题：如果能保证物体一定在做匀速直线运动呢？所以应尽量避免讨论物体在做匀速直线运动状态时所受的滑动摩擦力，但是问题是：静止的物体也能让其受滑动摩擦力吗？如图2,把测力计固定，拉动下面的木板，这样木板不需匀速拉出，测力计的读数大小也会等于滑块受到的滑动摩擦力，而且测力计在静止中读数，误差较小。

综上所述，本实验采用第二种方案，误差较小。

2.分组实验。四人一组，第一、第二列的学生实验用的接触面材料为木块和木板，第三、第四列的学生实验用的接触面材料为木块和毛巾（在木板上铺毛巾即可）。把实验数据填入下表：

压力

1

2

3

4

摩擦力

摩擦力/压力

3.实验结果分析

把学生的实验结果用实物投影仪投出，得出结论：① f/N是定值，不同接触面材料， f/N不同 。说明滑动摩擦力的大小与物体间的正压力成正比。

老师说明：

比例系数叫动摩擦因素，由接触面的材料性质决定。

作出FN——Ff图象，寻找其中规律。

对实验过程和结论进行评估和交流。

②滑动摩擦力大小与接触面积无关。

老师说明：

滑动摩擦力的大小与正压力成正比，其比例系数由接触面的材料决定，称之为动摩擦因数（μ）即：  

F=μFN

“μ”跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的粗糙程度有关，没有单位。

提示：［阅读P62表1、3了解几种材料间的动摩擦因数］

应用：

用劲度系数k＝490N/m的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12cm,若在木板上放一质量为5kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度变为14cm,试求木板与水平桌面间的动摩擦因数。
如图所示，在u＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg。在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力F作用，则物体受到的滑动摩擦力为

A、10N，方向向右 

B、10N，方向向左

C、20N，方向向右

D、20N，方向向左

学生讨论结果：与物体对支持物的压力、接触面的粗糙程度、相互接触的两物体的材料、接触面积等。

在进行实验时应该注意逐个研究，即把要研究的因素变化，而其余条件不变。

实验步骤如下：

第一，弹簧测力计的一端固定，另一端挂在木块上。采用外力拉动长木板，使木块和木板之间发生相对运动，并记录弹簧测力计的示数。

第二，在木块上加放一个钩码，采用外力拉动长木板，使木块和木板之间发生相对运动，并记录弹簧测力计的示数。

第三，取下钩码，将木块上订有毛巾的表面翻转过来，使其粗糙的一面和木板接触，采用外力拉动长木板，使木块和木板之间发生相对运动，并记录弹簧测力计的示数。

第四，将木块换另一个表面，由平放改为侧放，采用外力拉动长木板，使木块和木板之间发生相对运动，并记录弹簧测力计的示数。

实验结论：由（1）、（2）两步骤可以得出在接触面粗糙程度一定的情况下，滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；由（1）、（3）两步骤可以得出在压力一定的情况下，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。由（1）、（4）两步骤可以得出滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关。

1．培养学生在观察物理现象或物理学习过程中发现问题，有初步提出问题的能力和胆量。

2．学习拟定简单的科学研究的计划和实验方案。完成对知识的初步探究和理解过程。

3．鼓励学生从物理现象和实验中归纳科学规律，并能书面或口头表达自己的观点，使学生认识到实验、分析，论证在科学探究中的重要性。

4．培养合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，勇于放弃或修正自己的错误观点，既坚持原则，又尊重他人。

5．培养学生对科学的求知欲，使学生乐于探索日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。

6．具体问题的分析过程，让学生能从中了解到解决问题的规范和过程的重要性，养成良好习惯。

简单介绍滚动摩擦

简单介绍滚动摩擦，知道在相同的条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小的多。

变滑动为滚动，使两个互相接触的摩擦面彼此离开(加润滑剂、气垫。磁悬浮)，也可以减小有害摩擦。

让学生回忆生活中还有哪些人们利用和防止摩擦的例子

让学生充分体会知识应用于生活和生产时的力量

归纳总结

对本节课知识进行回顾总结

通过回顾，进一步体会科学探究过程以及对三种

对本节内容有一个总体的认识和掌握

七、板书设计：

一、摩擦力                        二、静摩擦力：

产生条件：                        大小： 0＜F≤Fmax

①接触面粗糙                      与外力有关，与压力无关

②存在压力                       最大静摩擦力：

③有相对运动或相对运动的趋势       大小：与压力和接触面的粗糙程度有关。

方向：                            三、滑动摩擦力：

沿接触面的切线方向，               大小：F＝uFN

与相对运动或相对运动的趋势方向相反。u：动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关。无单位。                  

                                   四、滚动摩擦                

3　摩擦力　

3　摩擦力　

知识与技能：

1．知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念。

过程与方法：

1．通过演示实验，探究静摩擦力的大小与外力的关系，同时培养学生的观察、概括能力。

2．培养学生的实验探究能力，学会在实验中控制变量和实验条件。

3．通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力

情感、态度与价值观：

1．利用实验和生活实例激发学生学习兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。

2．培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。

3．在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。

4．认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例，发展观察能力。

理解和掌握静摩擦力的大小决定因素，以及静摩擦力的方向判断方法。