高教版中職物理（類）電子教案103第三節(jié) 重力 彈力 摩擦力

主題一運動和力

第三節(jié)重力彈力摩擦力教學(xué)設(shè)計案例

課程內(nèi)容第三節(jié)重力彈力摩擦力

課程類型啟發(fā)講授課課時2學(xué)時

本節(jié)主要讓學(xué)生了解重力的概念，知道重力的方向特點，了解重力是

物體與地球之間相互作用的結(jié)果。了解彈力的概念及其產(chǎn)生條件；通過實

教材內(nèi)容

驗了解胡克定律及其公式，并能利用其制作簡單儀器。知道靜摩擦力和滑

分析

動摩擦力的概念；通過實驗，了解靜摩擦力和滑動摩擦力的方向特點，知

道靜摩擦力大小的變化特點；能運用公式計算滑動摩擦力的大小。

學(xué)生在初中雖然學(xué)習(xí)過重力、彈力、摩擦力，但只是一些粗略地感性

學(xué)情分析認(rèn)識，沒有涉及定量計算。因此本節(jié)的重點是讓學(xué)生更加準(zhǔn)確、定量地了

解重力、彈力、摩擦力等內(nèi)容，同時了解等效、放大、演繹等科學(xué)方法。

1.理解力的概念，鞏固物體間是相互作用的、力可使物體的形狀和

運動狀態(tài)發(fā)生改變等物理觀念。了解重力、彈力、摩擦力的概念和特點，

形成重力是地球表面附近的物體由于地球的吸引而受到的力、彈力是由

于相互接觸的物體發(fā)生了形變而產(chǎn)生的、摩擦力是兩個相互接觸的物體

發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時產(chǎn)生的等物理觀念。能分析生產(chǎn)、

生活中的運動物體的受力情況，能應(yīng)用胡克定律和滑動摩擦力的計算公

式等解決簡單的實際問題。

教學(xué)目標(biāo)

2.了解用有向線段表示力的圖示方法，了解描述重力時使用的等效

方法，了解觀察桌面的微小形變時使用的放大法，了解觀察摩擦力時使用

的演繹方法。

3.通過觀察歸納胡克定律的實驗、桌面微小形變的實驗、研究摩擦

力特點的實驗等，增強(qiáng)實驗觀察能力。通過制作簡易測力計等實踐活動，

增強(qiáng)操作技能和探究設(shè)計等能力。

4.通過實踐活動，增強(qiáng)工匠精神和交流合作意識。通過了解我國古

代墨家對力學(xué)、鄭玄對彈力的研究成果，增強(qiáng)科技傳承的核心素養(yǎng)。通過

對“復(fù)興號”動車組列車上空氣彈簧特點的了解，培養(yǎng)家國情懷。

讓學(xué)生了解力的圖示方法，建構(gòu)彈力的概念，了解彈力的方向特點。

教學(xué)重點

建構(gòu)靜摩擦力和滑動摩擦力的概念，了解摩擦力的大小和方向特點。

了解彈力的方向特點，了解靜摩擦力和滑動摩擦力的大小和方向特

教學(xué)難點

點。

讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)了解新知識，形成新觀念，提高實驗

教學(xué)策略

觀察能力，受到科學(xué)方法熏陶。

主要教法啟發(fā)式講授、演示實驗、組織合作學(xué)習(xí)

主要學(xué)法觀察演示實驗、小組合作學(xué)習(xí)

多媒體課件展示系統(tǒng)、鐵架臺、長約20cm規(guī)格5N的螺旋彈簧、

量程為50cm的刻度尺、質(zhì)量為50g的鉤碼五只、夾子、桌子1張、平

教學(xué)資源

面鏡2個、激光燈1個、長80cm、寬10cm的木板、質(zhì)量約0.5~1kg的

滑塊、量程為5?10N的測力計、玻璃板、質(zhì)量約100g的祛碼等。

課堂實施

教學(xué)

教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

環(huán)節(jié)

1.什么是力？如何判斷一個物體1.安排學(xué)生對教材和教讓學(xué)生通

受到了力的作用？進(jìn)行預(yù)習(xí)（閱學(xué)視頻進(jìn)行過課前自

2.什么是力的圖示？什么是力的讀教材、觀看學(xué)習(xí)和思主學(xué)習(xí)，

示意圖？老師提供的考，并與同發(fā)現(xiàn)自己

3.什么是重力？重力與質(zhì)量的關(guān)微課視頻）。學(xué)討論其中不理解的

課前

系是什么？重力的方向是怎樣的？2.就學(xué)生提發(fā)現(xiàn)的問問題，準(zhǔn)

準(zhǔn)備

4.重力為什么畫在物體的重心出的問題進(jìn)題，將疑問備到課堂

上？什么是等效方法？行有針對性反饋給老上與同學(xué)

5.什么是彈力？什么是彈性形地備課，準(zhǔn)備師。討論，與

變？什么是彈性限度？在課堂上學(xué)老師交

6.胡克定律是什么？

7.什么是放大法？生討論時給流，解決

8.彈力的方向有什么特點？予指導(dǎo)。疑問。

9.什么是靜摩擦力？其大小和方

向各有什么特點？

10.什么是滑動摩擦力？其大小如

何計算？方向如何？

新創(chuàng)設(shè)情境：我們平時在地面上展示圖片、提思考激發(fā)學(xué)生

課都能夠瀟灑自如地行走，而穿問：學(xué)習(xí)動

引上滑冰鞋學(xué)習(xí)滑冰時，就變得從力學(xué)的角力，明確

入步履蹣跚，容易摔跤。度分析，為什學(xué)習(xí)目標(biāo)

么在冰面上

行走變得如

此困難？

新俗話說，“火車跑得快，全靠車講述傾聽通過列舉

課頭帶”“墻頭草，隨風(fēng)倒”等。實例，歸

教通過長期實踐，人們認(rèn)識到：納和鞏固

學(xué)物體運動狀態(tài)的改變或物體形力的概念

課堂

狀的改變，都是物體間相互作

實施

用的結(jié)果。于是人們歸納出，

力是物體間的相互作用。

公元前5世紀(jì)我國戰(zhàn)國時期的講述、提問：討論、回答：讓學(xué)生增

墨家歸納出力是由人體肌肉動“力，刑之所力是促使物加對我國

作產(chǎn)生的，在《墨經(jīng)》中有“力，以奮也”是什體由靜而古代科技

刑之所以奮也”等文字描述，么意思？動、動而愈成就的了

這是人類對力的最早的理性認(rèn)速的原因。解

識。

寫字時，手對筆施力才能自如列舉實例、提小組討論、引導(dǎo)學(xué)生

地用筆書寫，同時筆對手也施問：回答：歸納判斷

了力而使手指變形；踢足球時，

腳對足球施力而使它向前飛從這些事例如果一個物力存在的

去，同時足球?qū)δ_也施了力而中可以歸納體的運動狀依據(jù)。

使腳受到震動，……出什么結(jié)態(tài)或形狀發(fā)

論？生了改變，

則可知該物

體受到了力

的作用。

力的大小可以用測力計測量出講述傾聽、記憶再引導(dǎo)學(xué)

來。在國際單位制中，力的單生了解力

位是N（牛）。的測量方

法和國際

單位。

力是矢量，既有大小，又有方通過實例講傾聽、記憶讓學(xué)生鞏

向。述力的作用固力的三

力的作用效果不僅與力的大效果與力的要素。

小、方向有關(guān)，還與力作用在三要素有關(guān)。

物體上的作用點有關(guān)。

例如，用力推一個放在桌面上

的礦泉水瓶，如果推力的大小、

方向和作用點不同，則產(chǎn)生的

作用效果會不同。

因此，要把一個力準(zhǔn)確地表達(dá)

出來，就要表明力的這三個要

素。

在物理學(xué)中，使用數(shù)學(xué)上的有展示圖片、講傾聽、理解、讓學(xué)生了

向線段來表示這個抽象的力。述力的圖示記憶解力的圖

線段是按一定標(biāo)度畫出的，它和小意圖的示和示意

的長短表示力的大小，它的箭區(qū)別，為下一圖。

頭指向表示力的方向，箭尾表

示力的作用點。這種表示力的節(jié)學(xué)習(xí)力的

方法，稱為力的圖示。例如，一合成做準(zhǔn)備。

個大小為100N、與水平方向

夾角為30°的拉力的圖示，如

圖所示。

有時只需畫出力的示意圖，即

只畫出力的作用點和方向，表

示物體在這個方向上受到了

力，如圖所示。

英國物理學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)，宇宙講述重力的傾聽、記憶讓學(xué)生鞏

中所有的物體之間都具有相互產(chǎn)生及其與固重力的

吸引的力的作用，這種力稱為質(zhì)量的關(guān)系。概念。

萬有引力。

物理學(xué)中，通常把地球表

面附近的物體由于地球的吸引

而受到的力稱為重力，用G表

示。物體所受重力G與物體質(zhì)

量m的關(guān)系是

G=mg

重力的方向總是豎直向下的，展示圖片、講傾聽、理解、讓學(xué)生記

并可認(rèn)為是作用在物體的重心述重力的方記憶住重力的

上。向特點。方向特

物體所受重力的示意圖如圖所點。

示。此處用一個重力代替物體

上無數(shù)微小部分所受重力的方

法是等效方法。

等效方法就是在特定的意義講述等效方傾聽、理解讓學(xué)生了

上，在保證效果相同的前提下，法。解等效方

將陌生的、復(fù)雜的、難處理的法。

問題轉(zhuǎn)換成熟悉的、容易的、

易處理的問題的一種邏輯思維

方法。

觀察教材圖1-3-5中處于不同組織學(xué)生進(jìn)思考、畫出邊講邊

運動狀態(tài)的物體，嘗試畫出各行合作學(xué)習(xí)。重力后，與練，鞏固

物體所受重力的示意圖。本學(xué)習(xí)小組所學(xué)。

的同學(xué)相互

檢查，幫助

畫錯的同學(xué)

改正。

物體在力的作用下形狀或體積展示圖片、講傾聽、記憶建構(gòu)彈

會發(fā)生變化，這種變化稱為形述。力、彈性

變。發(fā)生形變后的物體由于要形變、彈

恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體性限度等

產(chǎn)生力的作用，這種力稱為彈概念。

力。物體在發(fā)生形變后，如果

撤去作用力能夠恢復(fù)原狀，這

種形變稱為彈性形變。如果形

變過大，超過一定的限度，撤

去作用力后，物體不能完全恢

復(fù)原來的形狀，這個限度稱為

彈性限度。

演示實驗：研究彈簧彈力與形進(jìn)行演示實觀察、思考、帶領(lǐng)學(xué)生

變量之間的關(guān)系驗，提問：討論、回答：研究彈簧

將一根長約20cm的彈簧與刻彈簧的彈力彈簧的彈力的彈力與

度尺固定在鐵架臺上。讀出彈與形變量近與形變量近形變量的

簧自然伸長時的長度。似存在什么似成正比。關(guān)系。

在彈簧的下端依次掛上五只質(zhì)關(guān)系？

量為m的鉤碼，待鉤碼靜止后，

分別讀出對應(yīng)的彈簧長度L,

將數(shù)據(jù)填入表中。

根據(jù)所測數(shù)據(jù)，計算出彈簧的

形變量△￡_,填入表中。

繪制彈簧彈力與形變量的關(guān)系

圖線，研究其規(guī)律。

1676年，英國物理學(xué)家胡講述胡克定傾聽、理解、了解胡克

克發(fā)現(xiàn)，在彈性限度內(nèi)，彈簧律記憶定律。

發(fā)生形變時，彈力的大小E與

彈簧伸長（或縮短）的長度X成

正比，即

F=kx

式中，A為彈簧的勁度系數(shù)，單

位是N/m（牛/米），不同彈簧

的勁度系數(shù)一般是不同的，這

個規(guī)律稱為胡克定律。

我國漢代的鄭玄發(fā)現(xiàn):“假令弓講述我國古了解、記憶了解我國

力勝三石，引之中三尺……每代對彈力的古代的科

加物一石，則張一尺?！奔垂哐芯砍晒?。學(xué)成就。

有彈性限度以及線性彈力的特

點，該發(fā)現(xiàn)比胡克發(fā)現(xiàn)胡克定

律早了約1500年。

有時，物體的形變很小，不易講述物體的傾聽、理解讓學(xué)生了

觀察。例如，一本放在水平桌微小形變記憶解微小形

面上的書與桌面間由于相互擠變。

壓，書和桌面也都會發(fā)生微小

的形變；用螺絲刀擰螺絲釘時，

螺絲刀與螺絲釘也會發(fā)生微小

形變。

演示實驗：觀察桌面的微小形進(jìn)行演示實觀察、回答：讓學(xué)生增

變驗，提問：可以觀察到加對微小

在桌面上放置兩個平面鏡，讓能觀察到桌桌面無明顯形變的感

一束方向固定的激光依次被這面的明顯變的變化，墻性認(rèn)識。

兩個平面鏡反射后，照射到遠(yuǎn)化嗎？上亮斑的位

方的墻上，形成一個亮斑。用能觀察到墻置有明顯的

力按壓兩個平面鏡中間的桌面上亮斑位置變化。

時，如圖所示，觀察桌面和墻的明顯變化

上亮斑的位置是否發(fā)生了明顯嗎？

的變化。

在實驗觀測過程中，有些物理講述放大法傾聽、理解讓學(xué)生了

量由于太小而不易直接觀察和解實驗方

測量，就要借助于聲、光、電等法。

方法，將待測量放大后再去觀

測，這就是放大法。

由于書的形變，它對桌子產(chǎn)生展示圖片、講傾聽、理解通過實

向下的彈力，即書對桌子的壓述。例，幫助

力F1,桌子是受力物體，因此學(xué)生理解

將壓力的作用點畫到桌子上；由微小形

由于桌子的形變，它對書產(chǎn)生變產(chǎn)生的

向上的彈力，即桌子對書的支彈力。

持力F2,書是受力物體，因此

將支持力的作用點畫到書上。

兩個物體所受彈力的示意圖如

圖所示。

壓力和支持力都是彈力，壓力

和支持力的方向都垂直于物體

的接觸面。

拉力也是一種彈力。如圖所示展示圖片，講聽講、理解讓學(xué)生理

的水桶受到繩的拉力F,方向解繩對物體解繩對物

總是沿著繩，指向繩收縮的方產(chǎn)生的拉力體產(chǎn)生的

向。特點。拉力特

點。

觀察教材圖1-3-12所示各個靜組織學(xué)生進(jìn)思考、討論、邊講邊

止物體所處的位置，嘗試畫出行合作學(xué)習(xí)。畫出彈力練，鞏固

各物體所受彈力的示意圖。后，與本學(xué)所學(xué)。

習(xí)小組的同

學(xué)相互檢

查，幫助畫

錯的同學(xué)改

正。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)“‘復(fù)興號'動車巡視、答疑閱讀、學(xué)習(xí)了解彈力

組列車上的空氣彈簧”。在實踐中

的應(yīng)用。

摩擦是一種常見的現(xiàn)象。講述傾聽、記憶進(jìn)一步認(rèn)

兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們識摩擦

發(fā)生相對運動或具有相對運動力，建構(gòu)

的趨勢時，就會在它們的接觸靜摩擦力

面上產(chǎn)生阻礙它們相對運動的的概念。

力，這種力稱為摩擦力，常用

/表示。

一個物體與另一個物體保持相

對靜止時所受到的摩擦力，稱

為靜摩擦力。

演示實驗：觀察靜摩擦力的特進(jìn)行實驗，提觀察、思考、讓學(xué)生觀

點問：討論、回答：察實驗現(xiàn)

象，增加

將滑塊靜止地放置在水平木板觀察到摩擦看到摩擦經(jīng)驗感

上，用測力計沿水平方向拉滑力了嗎？力，但可根知，體會

塊，拉力由小到大逐漸增大，據(jù)物體的平演繹方

觀察滑塊運動狀態(tài)變化與測力衡條件，判法。

計拉力大小之間的關(guān)系。斷出存在一

個靜摩擦

力。

演繹方法是從已知的一般公講述傾聽了解演繹

理、原理、定理、法則或科學(xué)概方法。

念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種邏

輯思維方法。運用演繹方法不

但可以使人們深化原有的科學(xué)

知識，而且可以根據(jù)演繹結(jié)論

作出科學(xué)假設(shè)，為科學(xué)的發(fā)展

提供啟示性的線索。

靜摩擦力的大小總是隨外力的講述傾聽、理解、讓學(xué)生了

增大而增大，方向與物體相對記憶解靜摩擦

運動趨勢的方向相反。靜摩擦力的大小

力有一個最大限度，這個限度和方向特

稱為最大靜摩擦力。當(dāng)外力大點。

于最大靜摩擦力時，原來相對

靜止的物體才會滑動。

演示實驗：觀察滑動摩擦力的進(jìn)行演示實觀察、思考、讓學(xué)生增

特點驗，提問：討論、回答：加對滑動

繼續(xù)使用前面的實驗器材，將通過觀察實可得出滑動摩擦力的

滑塊放在水平木板上，用測力驗，可得出什摩擦力的大感性認(rèn)

計沿水平方向拉住滑塊，并與么結(jié)論？小與物體與識。

地面保持相對靜止。接觸面的正

1.往相反方向抽動木板，使滑壓力和材料

塊與木板發(fā)生相對滑動，觀察有關(guān)。

測力計的示數(shù)變化。

2.在滑塊上增加祛碼，再抽動

木板，觀察測力計的示數(shù)變化。

3.去掉祛碼，在木板上鋪上橡

膠墊（或玻璃板），再抽動木板，

觀察測力計的示數(shù)變化。

大量實驗表明：滑動摩擦力比歸納總結(jié)理解、記憶讓學(xué)生了

最大靜摩擦力略小，方向總是解滑動摩

沿著接觸面，并且跟物體的相擦力的特

對運動方向相反。點。

滑動摩擦力工的大小與相

對運動速度等因素?zé)o關(guān)，只與

接觸面間的正壓力FN的大小

成正比，可表示為：

羯=%

式中，〃是比例常數(shù)，稱為動

摩擦因數(shù)。它的數(shù)值與接觸面

的材料及粗糙程度等因素有

關(guān)。

滑冰運動員所穿的冰鞋下面安講述傾聽、記憶讓學(xué)生了

裝冰刀就是因為鋼和冰之間的解滑動摩

動摩擦因數(shù)很小，易于在冰面擦力在實

上滑行。在一些寒冷地區(qū)，常踐中的應(yīng)

用馴鹿、狗拉雪橇運送貨物，用。

也是因為雪橇和冰雪之間的動

摩擦因數(shù)很小。

觀察教材圖1-3-17所示斜面上組織學(xué)生進(jìn)思考、討論、邊講邊

物體的運動狀態(tài)，嘗試畫出兩行合作學(xué)習(xí)。畫出摩擦力練，鞏固

物體所受摩擦力的示意圖。后，與本學(xué)所學(xué)。

習(xí)小組的同

學(xué)相互檢

查，幫助畫

錯的同學(xué)改

正。

7K例冰壺比賽（圖1-3-18）講解計算滑觀看、思考、學(xué)習(xí)計算

是北京2022年冬奧會的正式動摩擦力的記憶滑動摩擦

比賽項目，在該項比賽中，運形式和方法力的形式

動員將質(zhì)量約20kg的冰壺從和方法

40m遠(yuǎn)處沿水平冰面投向大本

營（直徑為3.66m的圓圈），最

終以離大本營中心最近的冰壺

數(shù)多者為勝。冰壺由花崗巖石

制成，若已知冰壺與冰面之間

的動摩擦因數(shù)為0.02,試估算

冰壺被擲出后所受的摩擦力的

大小。

學(xué)生自主學(xué)習(xí)滾動摩擦力和巡視、答疑閱讀、學(xué)習(xí)