高中物理人教版第三章相互作用3摩擦力（市一等獎(jiǎng)）

《摩擦力》教學(xué)設(shè)計(jì)常州市北郊高級(jí)中學(xué)張鶴一、設(shè)計(jì)思路本節(jié)課打破以往的教學(xué)結(jié)構(gòu)，將摩擦力作為一個(gè)整體來(lái)逐步研究，而不是分別研究靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件、方向和大小，使得學(xué)生更全面的從本質(zhì)上掌握摩擦力的特點(diǎn)。本節(jié)課的教學(xué)有三大特點(diǎn)：1、采用“學(xué)習(xí)即研究”的理念展開教學(xué)，讓學(xué)生通過自己的觀察和感受來(lái)提出所要研究的問題，并圍繞提出的問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，來(lái)解決問題。讓學(xué)習(xí)的過程轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯康倪^程，從而實(shí)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的本質(zhì)。2、采用體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)方法，通過就地取材的物品來(lái)進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)，看似簡(jiǎn)單易操作，但卻能帶給學(xué)生最真實(shí)的體驗(yàn)，讓學(xué)生有最直接的感受。3、采用知識(shí)教育和科學(xué)方法教育融于一體，通過實(shí)踐找規(guī)律，讓學(xué)生通過觀察與類比、猜想與假設(shè)、實(shí)驗(yàn)與歸納、控制變量法、描點(diǎn)作圖法等探究物理問題的基本方法，歸納出摩擦力的特點(diǎn)。本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生已具有一定初中知識(shí)背景下，進(jìn)一步來(lái)理解摩擦力的產(chǎn)生條件，摩擦力方向的判斷以及影響摩擦力大小的因素。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、了解摩擦力的概念，知道摩擦力產(chǎn)生的條件。2、能判斷摩擦力的方向。3、探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的規(guī)律，得到滑動(dòng)摩擦力的公式。4、比較滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系。（二）過程與方法1、通過實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力的過程，培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)與歸納物理知識(shí)的能力。2、讓學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中利用控制變量法、描點(diǎn)作圖法物理研究方法來(lái)探索物理問題。3、培養(yǎng)學(xué)生利用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1、利用實(shí)驗(yàn)和生活具體事例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。2、通過對(duì)研究物理問題的基本方法的運(yùn)用與掌握，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。三、教學(xué)重點(diǎn)1、摩擦力產(chǎn)生的條件及其方向的判斷。2、探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，并得出規(guī)律。四、教學(xué)難點(diǎn)1、摩擦力方向的判斷。2、啟發(fā)學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)過程并得出結(jié)論。五、教學(xué)資源1、生活資源：利用生活中常見的物理現(xiàn)象加入教學(xué)，讓學(xué)生更易接受。2、實(shí)驗(yàn)器材：（1）教師演示用：彈簧測(cè)力計(jì)、木板、木塊、布、鉤碼一盒，滑動(dòng)摩擦力演示儀及其附件一套、多媒體課件(圖片、電子表格數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))等。（2）學(xué)生用實(shí)驗(yàn)器材2人一組：彈簧測(cè)力計(jì)、木板、木塊、鉤碼一盒。（3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)任務(wù)單。六、教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】教師：請(qǐng)兩位同學(xué)上來(lái)做個(gè)小游戲，拔河。教師：利用物理知識(shí)，把書來(lái)開。提問：剛剛能承受那么大的拉力，靠的是什么？下面請(qǐng)同學(xué)們一起來(lái)體驗(yàn)一下摩擦力。師：（高舉右手）讓我們一起把手掌放在桌上。（什么感覺？有擠壓?jiǎn)?？）。往前推，使手有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但不要推動(dòng)。（有什么感覺？有阻礙）繼續(xù)推，推動(dòng)。（有什么感覺？有阻礙）師：很好。這種阻礙作用就是摩擦力。板書：一、摩擦力的定義ppt展示兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫做摩檫力。發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力稱之為滑動(dòng)摩擦力，沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力稱之為靜摩擦力。PPT展示兩幅圖片教師：請(qǐng)大家觀察這兩幅圖片，請(qǐng)問在砂輪上打磨的工件它受的是什么摩擦力？（滑動(dòng)摩擦力）為什么？（工件相對(duì)砂輪在運(yùn)動(dòng)）靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力。這是超市無(wú)臺(tái)階的自動(dòng)扶梯，你乘過嗎？人的腳受的是什么摩擦力？（靜摩擦力）為什么？（因?yàn)槿讼鄬?duì)于扶梯是靜止的，但有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)）非常好！說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力。所以說(shuō)關(guān)于摩擦力我們要牢牢抓住相對(duì)二字。教師：學(xué)習(xí)就是研究。研究，關(guān)鍵是要提出問題。那么關(guān)于摩擦力，有哪些方面問題需要我們?nèi)パ芯磕?？學(xué)生：（產(chǎn)生條件，大小、方向）（這個(gè)同學(xué)回答的很好，老師再補(bǔ)充一點(diǎn)，還有摩擦力產(chǎn)生的條件。其實(shí)我們?cè)賹W(xué)習(xí)彈力的時(shí)候，已經(jīng)有了這方面的經(jīng)驗(yàn)了，我們還要研究產(chǎn)生條件）下面我們就循著同學(xué)們提出的問題一起來(lái)研究摩擦力。板書：二、摩擦力的產(chǎn)生條件提問：剛剛我們用手體驗(yàn)了摩擦力。同學(xué)們根據(jù)體驗(yàn)思考一下，摩擦力產(chǎn)生需要哪些條件？ppt展示1、相互接觸、擠壓（彈力產(chǎn)生的條件）2、與接觸面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)3、接觸面粗糙教師：同學(xué)們通過自己的體驗(yàn)很好的歸納出了摩擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件，其實(shí)我們?cè)谶@里的學(xué)習(xí)當(dāng)中，采用了一種重要的物理研究方法——觀察與體驗(yàn)的方法。板書：三、摩擦力的方向教師：下面我們一起來(lái)研究第二個(gè)問題。先來(lái)研究靜摩擦力的方向。教師：根據(jù)剛剛的體驗(yàn)（手推桌面），能說(shuō)出靜摩擦力的方向嗎？學(xué)生：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。教師：老師帶來(lái)了一個(gè)毛刷，可能大家會(huì)看的更清楚一點(diǎn)。教師演示：毛刷的刷毛向哪？（向左）靜摩擦力方向往哪邊？（向左，對(duì)，刷毛反應(yīng)了摩擦力的方向）。那么毛刷的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向哪？（向右）。教師演示：毛刷靜置于傾斜木板上，觀察刷毛方向結(jié)論：靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。教師：那么滑動(dòng)摩擦力的方向呢？大家一起說(shuō)。（學(xué)生：與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反）下面我們通過實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下。教師演示1：水平拉動(dòng)毛刷。毛刷相對(duì)木板向右，而刷毛向左偏，所以，滑動(dòng)摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。請(qǐng)大家再看一種情況。教師演示2：水平拉住毛刷不動(dòng)，（學(xué)生）向左水平拉出木板。大家看看：刷毛朝哪？（向左），毛刷相對(duì)木板向那？（向右）教師：滑動(dòng)摩擦力還是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。教師演示3（視頻）：水平向右拉木板使木板上的毛刷也跟著向右運(yùn)動(dòng)，但明顯能通過毛刷與木板間記號(hào)的對(duì)比，看出毛刷相對(duì)于木板向左移動(dòng)了。（刷毛的方向朝哪？摩擦力朝哪？毛刷的向哪運(yùn)動(dòng)？相對(duì)于木板運(yùn)動(dòng)方向呢？）教師：這次滑動(dòng)摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向呢是相同的，滑動(dòng)摩擦力方向仍與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。所以無(wú)論物體是靜止還是運(yùn)動(dòng)，物體受到的滑動(dòng)摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。教師：剛才我們學(xué)得的摩擦力方向，是我們通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)歸納出來(lái)的，是吧！這里我們又采用了一種科學(xué)研究的方法，實(shí)驗(yàn)與歸納的方法。板書：四、摩擦力的大小教師：下面考驗(yàn)我們的時(shí)候到了，關(guān)于摩擦力的大小，這個(gè)問題要放手給同學(xué)們來(lái)探究，我們先來(lái)研究靜摩擦力的大小。這里有一個(gè)改裝過的彈簧秤。如圖。教師：我們把小泡沫塊平放在彈簧測(cè)力計(jì)的指針后面。泡沫塊能記住曾經(jīng)達(dá)到的最大值，所以我們把它叫做記憶彈簧秤。Ppt：圖片教師：請(qǐng)大家用桌面上的器材，按照?qǐng)D片上的要求開始探究。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：用記憶彈簧測(cè)力計(jì)，探究靜摩擦力的大小。教師：同學(xué)們木塊滑動(dòng)前受到的是什么摩擦？（學(xué)生：靜摩擦力）教師：泡沫所在位置的示數(shù)表示什么？（學(xué)生：靜摩擦力的最大值）教師：那么根據(jù)二力平衡，靜摩擦力隨拉力增大而增大，滑動(dòng)前達(dá)到最大值。教師：我們把木塊滑動(dòng)前的摩擦力叫做最大靜摩擦力。教師：同學(xué)的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物體受到的靜摩擦力是有一個(gè)范圍的，打出PPT靜摩擦力的具體值決定于外部條件，所以我們說(shuō)（ ppt靜摩擦力是一個(gè)被動(dòng)的力）設(shè)問：拉動(dòng)后，指針示數(shù)和泡沫位置示數(shù)相比有什么不同？學(xué)生：變小了。PPT：最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力略大教師：那么滑動(dòng)摩擦力的大小決定于什么呢？（相互討論：猜想滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)？）學(xué)生猜想：壓力大小，粗糙程度，（點(diǎn)評(píng)與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，我們根據(jù)前面的體驗(yàn)是顯而易見的）（會(huì)不會(huì)跟）相對(duì)速度，接觸面積有關(guān)呢。教師：相對(duì)速度用演示儀學(xué)生：接觸面積自己分組實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論。教師提問：你得到什么結(jié)論？（與面積無(wú)關(guān)，你是怎么研究的，——拉動(dòng)木塊不同側(cè)面勻速前進(jìn)。）——引出拉木板的方案。（后兩個(gè)因素消失）教師：下面我們用剛剛的方案來(lái)驗(yàn)證后兩個(gè)因素教師：我們?nèi)绾胃淖兘佑|面的粗糙程度呢？（今天我們分為兩組）如何測(cè)壓力？（用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)木塊重）（通過增加砝碼。每個(gè)砝碼是）下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)單的要求進(jìn)行試驗(yàn)。（學(xué)生：自主實(shí)驗(yàn)）12345壓力FN(N)摩擦力f(N)（木塊與木板）摩擦力f(N)（木塊與布面板）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：投影交流：大家看一下，它們是什么關(guān)系？（正比關(guān)系）圖像分析：F∝FNF=μFN哪副圖的μ大？為什么？μ：動(dòng)摩擦因數(shù)（與物體的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)）對(duì)于確定的接觸面，μ是一個(gè)常數(shù)。對(duì)于不同的接觸面μ常常是不一樣的。（大家看一下，我們書上給出的幾種接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)。舉例：鋼—冰、橡膠輪胎—路面）教師：前面的研究，我們用到了“猜想與探究”的方法【課堂小結(jié)】教師：同學(xué)們，學(xué)習(xí)就是一種研究，通過研究我們得到