8.3摩擦力（教學設計）人教版物理八年級下冊

課程標準義務教育物理課程旨在促進人類科學事業(yè)的傳承與社會的發(fā)展，幫助學生從物理學視角認識自然、解決相關實際問題，初步形成科學的自然觀；引導學生經(jīng)歷科學探究過程，學習科學研究方法，養(yǎng)成科學思維習慣，進而學會學習。本章知識圍繞牛頓第一定律展開，教科書通過演示阻力對物體運動的影響，引出牛頓第一定律。牛頓第一定律描述的是物體在不受力的作用時的理想狀況；而現(xiàn)實世界中，不受力的物體是不存在的，由此引出物體在受力平衡時的運動情況。在測量摩擦力時，需要用到二力平衡的知識，因而把摩擦力知識安排在本章“二力平衡”后教學。面向全體學生，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，從生活走向物理，從物理走向社會。遵循初中學生身心發(fā)展規(guī)律，貼近學生生活，關注學習生長點,以具體事實、鮮活案例、生活經(jīng)驗和基本概念等引導學生進行理性思考。以主題為線索，構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)，依據(jù)物理學科內(nèi)涵，遵循學生認知規(guī)律，明確物理學習主題。主題內(nèi)分級呈現(xiàn)，層層遞進；主題間相互關聯(lián)，各有側(cè)重。注重“知行合一、學以致用"，體現(xiàn)物理課程基礎性、實踐性等特點。注重科學探究，倡導教學方式多樣化。注重科學探究，突出問題導向，強調(diào)真實問題情境，引導學生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實踐本領和科學思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。倡導教學方式多樣化，鼓勵教學中根據(jù)教學目標、教學內(nèi)容、教學對象及教學資源等的實際情況，靈活選用教學方式，合理運用信息技術(shù)。核心素養(yǎng)是課程育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過課程學習逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。物理課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，主要包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任。人教版《物理》八年級下冊《摩擦力》教學設計方案【課標要求】2.2.3通過常?事例或?qū)嶒灒私庵亓?、彈力和摩擦力，認識力的作用效果。探究并了解滑動摩擦力的大小與哪些因素有關。例3通過實驗，認識力的作用是相互的。例4通過實驗，認識力可以改變物體遠動的方向和快慢，也可以改變物體的形狀。2.2.4能用示意圖描述力。會測量力的大小。了解同一直線上的二力合成。知道二力平衡條件。例5分析靜止在水平桌面上杯子的受力情況?！窘滩姆治觥勘竟?jié)是在力、彈力、重力之后，研究第三種常見的力——摩擦力。教科書的設計思路與前面對彈力、重力的設計是相同的，即讓學生再次經(jīng)歷感知、描述、測量、分析等認識力的過程。一方面，彈力、重力等知識的學習可以對摩擦力的學習起到正向遷移的作用；另一方面，本節(jié)的知識內(nèi)容又為力的概念的形成起到鞏固和深化的作用。本節(jié)內(nèi)容由“摩擦力”和“摩擦的利用與防止”兩部分構(gòu)成。教學的重點是測量水平運動物體所受的滑動摩擦力。這個實驗是《課標》中規(guī)定的必做的測定性實驗。為保證學生能對實驗原理有正確認識，將本節(jié)放在二力平衡之后進行。教科書為突出教學重點，選取了研究影響滑動摩擦力大小的因素的探究性實驗作為鞏固和深化。一方面，該選題需要學生具有測量滑動摩擦力的實驗技能；另一方面，它又是一個難得的訓練學生開展科學猜想、實驗檢驗、分析論證的好選題。因為學生雖然對摩擦現(xiàn)象不陌生，但對滑動摩擦力的大小與哪些因素有關卻不清楚。【學情分析】1.處于初中階段的學生有強烈的好奇心、求知欲，生活中的小實驗能夠激發(fā)學習興趣。2.學生對于摩擦現(xiàn)象，有豐富的感性認識。初二學生已經(jīng)具有一定實驗探究能力，掌握了基本的物理研究方法。本節(jié)通過對摩擦力影響因素的探究的加深對概念的理解。3.初中階段的學生還處于具體形象思維向邏輯思維轉(zhuǎn)變的階段，設計實驗還缺乏嚴謹性，理性思維能力比較薄弱，需要老師正確的引導?！窘虒W目標】物理觀念：1.通過生活中的實例分析，知道摩擦力；2.知道用彈簧測力計測量滑動摩擦力大小的方法?？茖W思維：1.通過觀察、對比、類比、歸納等科學方法初步了解滑動摩擦力的特點;2.通過實驗探究影響摩擦力大小的因素，并得出結(jié)論?？茖W探究：1.通過探究影響摩擦力因素，學習應用控制變量法；2.通過探究過程，培養(yǎng)學生邏輯思維能力、解決實際問題的能力。

科學態(tài)度與責任：1.通過探究實驗培養(yǎng)學生勇于探究，實事求是的科學態(tài)度與交流合作精神；2.通過生活中常見的例子，讓學生體會物理源于生活，發(fā)現(xiàn)物理的神奇和奧秘。【教學重難點】教學重點：探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關，會應用實驗方法解決提出的問題

。教學難點：探究實驗的過程和實驗數(shù)據(jù)表格設計，摩擦力產(chǎn)生的原因和滑動摩擦力的方向。

【教學方法】教法：施教之功，貴在引導，重在轉(zhuǎn)化，妙在開竅。課堂以學生為主體，教師起主導作用，本節(jié)課采用引導式啟發(fā)法，利用多媒體教學，創(chuàng)設情境——觀察——分析——猜想——實驗探究——交流討論——歸納總結(jié)相結(jié)合的教學方法。學法：本節(jié)課通過小實驗，引發(fā)學生對摩擦力原理的思考，激發(fā)學生的學習積極性，通過實驗探究，讓學生在輕松、自主、討論的學習氛圍中總結(jié)出本節(jié)課的主要內(nèi)容，從而完成本節(jié)課的學習任務?！驹O計思想】本次教學設計以實驗教學為主，將課堂分為摩擦力、滑動摩擦力、探究影響滑動摩擦力的因素和實驗改進幾個部分。課程中多采用小實驗和小組合作探究，以學生為主體，在輕松愉快的氛圍中完成教學?！举Y源與工具】杯子、塑料袋、刷子、木板、帶掛鉤的木塊(側(cè)面積不同)、多個砝碼(或鉤碼)、毛巾、棉布、彈簧測力計、砝碼、傳送帶、多媒體ppt【教學內(nèi)容】1.認識摩擦力。2.根據(jù)二力平衡的條件用彈簧測力計粗略的測量水平運動物體所受的滑動摩擦力。3.實驗研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關，改進實驗?！驹u價設計】1.通過個別抽問、課堂觀察等形式，了解學生對本節(jié)摩擦力的理解。2.通過小組實驗探究情況的觀察，把握學生實驗和小組討論的狀態(tài)以及對知識點的掌握程度。3.通過課堂例題完成情況，把握學生對本節(jié)課實驗和改進實驗的理解和運用情況?！具^程設計】教師活動學生活動設計意圖導入新課【創(chuàng)設情景導入課題】把一個塑料袋放入杯中，提塑料袋，杯子沒有移動；往塑料袋里倒水，提塑料袋，杯子被提了上來。這些現(xiàn)象都與另外一種力有關——《8.3摩擦力》。思考問題，動手實驗。提高興趣，動手體驗，進入情景學習新課一、滑動摩擦力【學生做做】感受摩擦力①手平放在桌面上，用力向前推，使手在桌面上滑動，感受有沒有一個阻礙手相對運動的力；②手平放在桌面上，保持手不動，慢慢向前推，感受有沒有一個阻礙手要運動的力；③手平放在桌面上，保持手不動也不推，感受有沒有一個阻礙手的力。在以上活動中，你感受到手掌受到有阻礙作用的是①與②。【利用ppt講解】簡單講解摩擦力的分類，引出本節(jié)課重點滑動摩擦力。1.滑動摩擦力兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力。常用字母f表示。（1）滑動摩擦力產(chǎn)生的條件①兩個物體接觸且有壓力；②有相對運動；③接觸面不光滑。（2）滑動摩擦力產(chǎn)生的原因我們用肉眼看到的光滑固體表面，當用顯微鏡觀察時，就會發(fā)現(xiàn)其表面是凸凹不平的，當兩個接觸面發(fā)生相對運動的時候，就會彼此阻礙，從而形成了摩擦力。（3）滑動摩擦力的方向刷子向不同方向運動時，刷毛向運動方向相反的方向彎曲?！編熒餐M行】人推箱子向右滑動時，箱子相對于地面向右運動時，受到的滑動摩擦力方向就向左。人推箱子向左滑動時，箱子相對于地面向左運動時，受到的滑動摩擦力方向就向右。滑動摩擦力的方向是與物體間相對運動的方向相反的。（4）滑動摩擦力的測量【演示實驗】①測量方法：把木塊放在木板上，用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動，讀出這時的拉力F拉即為木塊受到的摩擦力f摩。②測量原理：二力平衡因為木塊做勻速直線運動，所以木塊受到的拉力F拉與滑動摩擦力f摩是一對平衡力，大小相等，即f摩=F拉?！緦W生實驗】2.探究影響滑動摩擦力大小的因素【提出問題】滑動摩擦力的大小與什么因素有關?【猜想假設】根據(jù)生活經(jīng)驗進行猜想與假設：當你推箱子時，箱子越重，推起來越費力；地面越粗糙，推起來越費力。①滑動摩擦力的大小可能跟壓力大小有關？②滑動摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度有關？③滑動摩擦力的大小可能跟接觸面積、運動速度有關？…………【實驗設計】（2）實驗方法：①控制接觸面的粗糙程度不變，通過加減砝碼改變木塊對木板的壓力，測出摩擦力。②控制壓力不變，改變木板的粗糙程度，測出摩擦力。③分析數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論。（3）實驗數(shù)據(jù)表格（見下）【進行實驗與收集數(shù)據(jù)】①用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力；②在木塊上放上砝碼，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，測出此時滑動摩擦力；③換用材料相同但表面粗糙的長木板，保持放在木塊上的砝碼不變，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，測出此時的滑動摩擦力大小。【分析與論證】（1）實驗數(shù)據(jù)次數(shù)壓力大小程度接觸面粗糙程度摩擦力（N）1小光滑22大光滑33大粗糙4（2）在第1與2次實驗中，接觸面的粗糙程度不變，改變壓力，得到的結(jié)論是：接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大。（3）在2與3次實驗中，壓力不變，接觸面的粗糙程度不同，得到的結(jié)論是：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。實驗結(jié)論：滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關。接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大。在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。【實驗改進】實驗中遇到的問題？eq\o\ac(○,1)彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定；eq\o\ac(○,2)木塊時快時慢，不容易保持勻速直線運動；eq\o\ac(○,3)桌面空間有限。實驗中要水平拉動木塊做勻速直線運動，才能保證滑動摩擦力等于的大小拉力大小。實驗中很難控制水平勻速拉動彈簧測力計，所以會導致彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定。因此，將實驗方案改進如下，木塊位于傳送帶上，用彈簧測力計拉住一端，彈簧測力計的另一端固定。改進后，打開傳送帶開關，當木塊保持靜止時，木塊處于平衡狀態(tài)，此時無論長傳送帶是否做勻速直線運動，都可以保證拉力的大小始終等于滑動摩擦力的大小。（4）實驗拓展【進行實驗】根據(jù)情況安排演示或?qū)W生做。探究滑動摩擦力的大小與接觸面積的關系把木塊平放在傳送帶上，用彈簧測力計拉木塊勻速運動，讀出拉力F1；把木塊側(cè)放在傳送帶上，用彈簧測力計拉木塊勻速運動，讀出拉力F2。比較F1和F2的大小發(fā)現(xiàn)相等，故可得出結(jié)論：在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時，滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關。②探究滑動摩擦力的大小與物體運動速度的關系把木塊與砝碼放在木板上面，以比較小的速度拉動木塊做勻速直線運動，讀出這時的拉力F1；保持壓力、粗糙程度都相同，以比較大的速度拉動木塊做勻速直線運動，讀出這時的拉力F2。比較F1和F2的大小發(fā)現(xiàn)相等，可得出結(jié)論：在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時，滑動摩擦力的大小與運動速度的大小無關?！纠}】同學在做“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中，進行了如下的改進。如圖甲所示，長、寬、高均不相同的長方體木塊，上表面比下表面更為粗糙，放在由電機驅(qū)動的水平傳送帶上，通過水平細繩，繞過定滑輪與豎直懸掛的彈簧測力計相連。（1）請畫出電機順時針勻速轉(zhuǎn)動后木塊在水平方向上的受力示意圖，并標注力的符號；（2）若某次實驗中，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示，則木塊所受摩擦力的大小為N；（3）先后用上、下表面貼放在傳送帶上，在木塊上放不同質(zhì)量的砝碼進行實驗，繪制出摩擦力與壓力之間的關系圖像如圖丙所示。由圖像可知，滑動摩擦力的大小不僅與壓力大小有關，還與有關；當較粗糙的上表面貼放在傳送帶上進行實驗時得到的實驗圖像應為（選填圖像編號）；（4）本實驗采用傳送帶的好處是（答出一條即可）?！敬鸢浮?.2接觸面粗糙程度①見詳解【解析】（1）電機順時針勻速轉(zhuǎn)動后，木塊相對于實驗臺處于靜止狀態(tài)，受平衡力作用，在水平方向上的受到水平向左的拉力，則摩擦力水平向右，如圖所示（2）如圖乙所示，彈簧測力計的分度值為，示數(shù)為，則木塊所受摩擦力的大小為。（3）由圖像可知，在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，表明滑動摩擦力的大小不僅與壓力大小有關，還與接觸面粗糙程度有關；當較粗糙的上表面貼放在傳送帶上進行實驗時，摩擦力會更大，所以得到的實驗圖像應為①。（4）彈簧測力計位置固定，示數(shù)更穩(wěn)定，更有利用讀數(shù)，可以較為準確的測出摩擦力大小。學生進行實驗，感受摩擦力的存在.知道滑動摩擦力的概念及產(chǎn)生條件。與老師一起分析得出滑動摩擦力的方向。知道測量滑動摩擦力的原理。設計并進行實驗。進行試驗并收集數(shù)據(jù)，小組討論得出實驗結(jié)果?；仡檶嶒?。了解改進實驗裝置觀看視頻，詳細了解實驗改進。進行實驗拓展，歸納出滑動摩擦力的大小與接觸面積及運動速度的大小無關。做題并進行解析。通過手在桌面的感受，親身體驗摩擦力，進入學習氛圍。通過刷子刷毛彎曲方向，引導學生總結(jié)得出滑動摩擦力產(chǎn)生條件。讓學生通過毛刷彎曲方向直觀感受滑動摩擦力的方向。實驗探究影響滑動摩擦力大小的因素，小組合作，以學生為主體，培養(yǎng)學生合作探究與實際動手能力。通過簡單的思考題，引導學生思考實驗方法、原理。給出實驗數(shù)據(jù)記錄表格，明確實驗任務。培養(yǎng)小組討論、總結(jié)能力。引導學生回顧實驗過程中遇到的困難，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。提供解決問題的思路，培養(yǎng)學生解決問題的能力。用改進實驗解決之前學生們的猜測，加深學生對改進實驗的理解。立即做題訓練，檢測學生學習情況課堂練習1．如圖所示，在“測量滑動摩擦力大小”的實驗中，應拉著木塊在長木板上做__________運動，此時摩擦力大小為______N?！敬鸢浮縿蛩僦本€，?！窘馕觥坑脧椈蓽y力計沿水平方向勻速拉動木塊時，根據(jù)二力平衡的知識，此時摩擦力的大小等于彈簧測力計對木塊拉力的大小。由圖可知，彈簧測力計的分度值為，其示數(shù)為，此時的摩擦力f=F。2.小明推靜止在水平地面上的桌子，他使用的是水平向左的力，但沒有推動，下列說法正確的是（）A.推力大于摩擦力 B.推力等于摩擦力C.推力小于摩擦力 D.不能確定推力與摩擦力的大小【答案】B?！窘馕觥啃∶鳑]有推動，說明此時桌子還是靜止狀態(tài)，處于平衡態(tài)，而在水平方向上，推力和摩擦力是平衡力，故推力的大小等于摩擦力，故B正確。故選B。3.下列四幅圖是小明在探究“影響滑動摩擦力大小因素”時設計的實驗方案。以下說法正確的是（）A.通過甲、乙對比，可探究壓力大小對滑動摩擦力大小的影響B(tài).通過甲、丁對比，可探究接觸面積的大小對滑動摩擦力大小的影響C.通過乙、丙對比，可探究壓力大小對滑動摩擦力大小的影響D.通過乙、丁對比，可探究接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響【答案】A.【解析】探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關，應采用控制變量法。A．甲、乙兩圖中，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，可以探究壓力大小對滑動摩擦力大小的影響，故A正確；B.甲、丁兩圖中，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，接觸面積大小不同，存在兩個變量，所以無法探究接觸面積的大小對滑動摩擦力大小的影響，故B錯誤；C.乙、丙兩圖中，壓力大小不同，接觸面的粗糙程度不同，存在兩個變量，所以不能探究壓力大小對滑動摩擦力大小的影響，故C錯誤；D.乙、丁兩圖中，壓力大小不同，接觸面的粗糙程度不同，接觸面積大小不同，存在三個變量，所以不能可探究接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力大小的影響，故D錯誤。故A正確。A.圖甲所示實驗中，彈簧測力計的示數(shù)小于滑動摩擦力的大小B.圖乙所示實驗中，木板受到的壓力等于木塊受到的重力C.甲、乙兩次實驗，探究的是滑動摩擦力的大小與壓力是否有關D.甲、乙兩次實驗，探究的是滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度是否有關【答案】C.【解析】A．圖甲所示實驗中，彈簧測力計拉動木塊做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，彈簧測力計的示數(shù)等于滑動摩擦力的大小，故A錯誤；B．圖乙所示實驗中，將鐵塊放在木塊上，木板受到的壓力等于木塊的重力和鐵塊的重力之和，故B錯誤；CD．將鐵塊放在木塊上，增大了木塊對木板的壓力，因為木塊與木板間的接觸面粗糙程度不變，所以探究的是滑動摩擦力的大小與壓力是否有關，故C正確，D錯誤。所以選C.5.小奇用木板、棉布、木塊、砝碼和彈簧測力計探究影響滑動摩擦力大小因素。（1）如圖所示的三次實驗中，用彈簧測力計拉動木塊沿水平方向做_______運動，此時彈簧測力計對木塊的拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）木塊受到的摩擦力。丙實驗中砝碼受到的摩擦力為______N。（2）①對比甲、乙實驗可知：壓力一定，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越_____。②對比______實驗可知：接觸面粗糙程度一定，壓力越大，滑動摩擦力越大。雪后由于路面濕滑，為避免學生滑倒，學校工作人員在校門口撒上沙子。這一事例可用結(jié)論_____（填“①”或“②”）來解釋。【答案】（1）勻速直線，等于，0；（2）①大，②甲、丙，①.【解析】（1）用彈簧測力計拉動木塊沿水平方向做勻速直線運動，測力計對木塊的拉力與木塊受到的摩擦力是一對平衡力，大小相等。實驗中砝碼與木塊相對靜止，沒有相對運動或相對運動的趨勢，所受摩擦力為0。（2）①對比甲、乙實驗，說明壓力一定，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。②甲、丙實驗，接觸面的粗糙程度相同，丙中物體對接觸面的壓力大，彈簧測力