《摩擦力》教案設計
對于摩擦現(xiàn)象，學生們有豐富的感性認識，因此，教材先通過分析一些實例使學生認識摩擦力的存在，再通過探究實驗了解摩擦力的大小和什么因素有關，進而理解增大摩擦和減小摩擦的方法，然后應用在實際生活中，體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，
滑動摩擦力的定義是本節(jié)課的難點，教學中應使學生能直觀看到由于物體運動，在物體的表面上產(chǎn)生了一種阻礙物體運動的力，學生通過探究實驗了解摩擦力大小與壓力及接觸面的粗糙程度的關系是本節(jié)課的重點內(nèi)容，在教學中應注意引導學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗．作出猜想，設計實驗并獨立完成實驗．充分發(fā)揚教學民主，注意學習方法的引領，培養(yǎng)學生的能力，
教學目標
一、知識目標
1．知道摩擦力是如何產(chǎn)生的．
2．知道摩擦力的大小跟什么因素有關．
3．知道摩擦的利與弊．
二、能力目標
1，通過觀察和實驗，感知摩擦力的存在，培養(yǎng)一定的觀察能力和分析概括的能力．
2．通過實驗，探究摩擦力跟物體表面受到的壓力以及接觸面的粗糙程度的關系，培養(yǎng)一定的實踐能力．
三、德育目標
讓學生經(jīng)歷科學探究的過程，培養(yǎng)對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理，培養(yǎng)學生的探索精神．
教學重點
滑動摩擦力的大小跟壓力和接觸面粗糙程度的關系．
教學難點
滑動摩擦力的定義．
教學方法
觀察、分析法：通過直觀地了解厚海綿在桌面上的運動，感覺摩擦力的存在，分析摩擦力的方向及作用點．
探究法：通過探究活動研究影響摩擦力大小的因素，理解增加摩擦和減小摩擦的方法．
教具準備
下部間隔鏤空的厚海綿、木板、投影儀、毛巾、棉布、木塊、砝碼、彈簧測力計等．
課時安排
1課時
教學過程
一、引入新課
[師]今天，我們班力氣最小的女生將要和班里力氣最大的男生大力士利用一根不銹鋼棒舉行一次別開生面的拔河比賽，請二位運動員上場．
比賽結果：女生獲勝．
[師]知道男同學失敗的原因是什么嗎?請大力士自己說說．
[生]鋼棒這端特別滑，握也握不�。�
[師]表面上是老師幫助了女同學，在男同學握的棒的一端事先涂上了潤滑油．實際上是誰幫助了女同學呢?是摩擦力!可見摩擦力就在我們身邊．
二、新課教學
1．摩擦力
[師]請同學們把手掌貼在桌面上，使手掌沿桌面滑動，體驗手掌的感覺．
[生]手掌與桌面間產(chǎn)生了摩擦．
[師]根據(jù)以往的經(jīng)驗，我們討論某一個力的時候，一般討論力的什么內(nèi)容呢?
[生]討論一個力的時候，我們一般要了解力的三要素．
[師]我們首先來了解摩擦力的方向和作用點．
[演示]
一長方體海綿，下端間隔鏤空，在桌面上推，(分別演示向左推和向右推)底邊顯示出因受到摩擦阻力而傾斜．
[師]請同學們說說從演示的實驗中，你發(fā)現(xiàn)了什么．
[生]摩擦力阻礙海綿相對于桌面的運動，與海綿相對于桌面的運動方向相反．
[生]摩擦力的作用點在海綿和桌面接觸的接觸面上．
[師]大家都同意這兩位同學的結論嗎?
[生]同意．
[師]我們把兩位同學所講的摩擦力的方向和作用點合在一起，就得到了摩擦力的定義．
[板書]兩個互相接觸的物體，當它們做相對運動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫做摩擦力（frictin frce）
[師]請同學們互相討論一下在生產(chǎn)生活中有哪些與摩擦力有關的例子．
[生]人走路的時候要用到摩擦力．
[生]自行車或汽車在剎車的時候要用到摩擦力，
[生]掃地、擦黑板的時候都要用到摩擦力．
[生]滑雪的時候有摩擦力．
[生]用手抓起東西的時候也有摩擦力．
[師]同學們知道了這么多與摩擦力有關的例子，太棒了!現(xiàn)在老師有這么幾個問題，需要同學們幫助解決，請同學們想出盡可能多的辦法來．
[投影]
問題1：小明讓媽媽他買了一瓶水果罐頭，可小明怎么也打不開蓋子，你能幫助他嗎?
問題2：小華星期天要去參加學校的攀巖比賽，你認為小華怎樣做才不易滑下來而盡快到
達終點?
問題3：小紅的媽媽去市場買回了幾條泥鰍，可小紅怎么也抓不住，怎么辦呢?
(同學們討論后交流)
問題1：
[生]擰蓋子時墊上一塊毛巾或棉布．
[生]找一個力氣大的人去擰．
[生]用螺絲刀撬一下蓋子再擰．
[生]用一個工具夾住蓋子使勁擰．
問題2：
[生]讓小華穿上一雙有花紋的鞋．
[生]向上攀的時候用力抓緊繩子．
[生]戴上有花紋的粗布手套或在手上抹上防滑粉。
[生]在繩子上打上一個一個的結．
問題3：
[生]抓泥鰍時戴上防滑手套．
[生]抓以前在手上沾上沙子，然后用力抓．
[生]把泥鰍打死后再抓．
[生]給泥鰍前裹上一層布，再用力抓．
[師]同學們想出了這么多的主意，大致歸納一下，比如墊毛巾和戴防滑手套基本上是一類，可以歸納成幾類呢?同學們討論．
[生]我們認為墊上毛巾、棉布或在手上沾沙子、抹防滑粉等是增大了接觸面的粗糙程度．
[生]力氣大的人或用力抓等是增大了力的作用．
[師]這種力是我們以前了解的哪一種力?增大力和增大接觸面的粗糙程度的目的是什么?
[生]這種力是壓力．增大壓力和增加接觸面的粗糙程度都是為了增大摩擦力．
[師]摩擦力的大小和什么因素有關?要增大摩擦力或減小摩擦力可以采取什么辦法呢?
[生]增大摩擦時可以增加接觸面的粗糙程度和壓力，減小摩擦時可以減小壓力或使接觸面更光滑，因此，我認為摩擦力的大小應該和壓力和接觸面的粗糙程度有關．
[生]我認為摩擦力的大小還和接觸面的大小有關系．
[生]我覺得摩擦力的大小還可能與拉動物體運動的速度大小有關系．
[師]對于摩擦力的大小，同學們大致作出了四種猜想，你的猜想到底對不對?
2．[探究]摩擦力的大小與什么因素有關?
[師]我們把同學們的四種猜想分成四個研究課題，各小組自由選取其中之
一，探索之后每個課題組推選一名代表進行研究結果的交流和答辯．
[師]實驗前請同學們注意下面的問題．
[投影]
(1)怎樣測量摩擦力?
(2)你計劃采取什么方法來研究自己選擇的課題?
[生]摩擦力不能直接測量出來．根據(jù)二力平衡的知識，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿長木板滑動，此時在水平方向上的拉力和摩擦力是一對平衡力．彈簧測力計拉力的大小等于摩擦力，從彈簧測力計的示數(shù)就可知摩擦力的'大�。�
[師]哪位同學可以演示操作，并說明操作技巧?
[生](演示并解釋)拉動木塊時，木塊必須做勻速直線運動，保持彈簧秤的指針不動，這時拉力等于摩擦力.
[師]第二個問題，大家討論．
[生]我們猜想影響摩擦力大小的因素有多個，因此，在研究影響摩擦力大小的某一個因素時，要控制其他因素不變，即用“控制變量法”．
[師]請同學們根據(jù)自己選擇的課題設計實驗及實驗數(shù)據(jù)表格，完成實驗后，寫出探究報告和其他組的同學交流．
(學生分組實驗、教師巡視指導、參與同學們的活動)
課題一：研究摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關系
[投影](展示)探究報告
演示并講解：首先，在光滑的長木板．上勻速拉動木塊，記下測力計的示數(shù)，然后分別將棉布和毛巾鋪在木板上，再在棉布和毛巾上分別勻速拉動木塊，記下兩次測力計的示數(shù)，填入數(shù)據(jù)表格中．分析數(shù)據(jù)，我們可以得出的結論是：接觸面越粗糙，木塊受到的摩擦力越大．
[師]其他課題組的同學有什么問題可以提問?
[生]問：實驗過程中，你們?nèi)绾慰刂破渌兞坎蛔兡?
[生]答：在實驗過程中，我們始終使用同一個木塊的同一個面作接觸面，用相同的速度拉動木塊，保證了壓力、接觸面積等因素不變．
課題二：研究摩擦力的大小與壓力的關系
[投影]探究報告
演示并講解：在木板上勻速拉動木塊，當壓力是3 N時，測出的摩擦力是0．8 N，然后在木塊上加一個砝碼，壓力是4 N時，測出的摩擦力是1．1 N．再在木塊上加2個砝碼，壓力是5 N時，測出的摩擦力是1．4 N．分析這組數(shù)據(jù)后我們得出的結論是：接觸面的粗糙程度不變時，壓力越大，摩擦力越大．
[師]其他課題組同學提問題．
[生]問：為什么在木塊上加砝碼可以改變壓力?壓力的大小是如何知道的?
[生]答：因為木塊是在水平面上運動的，所以物體對支撐面的壓力就等于物體的重力，因此改變物體的重力就改變了物體對支撐面的壓力，用彈簧測力計分別測出木塊、木塊和一個砝碼、木塊和兩個砝碼的重力，也就測出了壓力．
課題三：研究接觸面的大小與摩擦力大小的關系
[投影]探究報告
演示并解釋：我們將同一個長方體木塊分別平放、側放、立放在同一塊木板上，勻速拉動木塊，測出的摩擦力的大小基本相同．我們的結論是：在接觸面和壓力一定的情況下，摩擦力的大小與接觸面的面積無關．
注意：“摩擦力的大小與接觸面的大小無關”是在“正壓力一定”的情況下說的．研究結果表明兩物體相接觸擠壓時，實際接觸部分的面積越大，其摩擦力也越大．而兩者的實際接觸面積只跟正壓力的大小有關，跟它們的表面接觸面積無關．在物體的材料性質和表面粗糙程度不變的情況下，正壓力越大，實際接觸面積也越大．滑動摩擦力也越大．正壓力相同時，改變物體間表面的接觸面積，如將一塊磚從豎放改為平放，由于正壓力沒有改變，并沒有改變實際接觸面積，故摩擦力保持不變．如一塊磚變成了半塊磚，則正壓力改變了，實際接觸面也變了，那么滑動摩擦力也變了．
說明：對于摩擦力大小與物體運動速度的關系，由于要求物體勻速運動．又要用不同的速度拉動，實驗難度大．實驗效果很難觀察，不易得出正確的結論，因此教學中可模糊化處理或放在課外探究．
[師]我們將各個課題小組的結論歸納一下，能得到什么結論?同學們討論．
[生]我們得到的結論是：摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力和接觸面的粗糙程度有關，在壓力一定的情況下，接觸面越粗糙，摩擦力越大；在接觸面粗糙程度相同的情況下，壓力越大，摩擦力越大．
[師]歸納得很好，同學們再一起回憶一下在探究的過程中我們運用了哪些研究問題的方法．
[生]“控制變量法”和“轉換法”．
[師]“控制變量法”同學們已經(jīng)很熟悉了，哪位同學能進一步說明哪些地方用了“轉換法”?
[生]實驗中有兩個地方用到了“轉換法”．通過測拉力來測摩擦力，還有通過測物體的重力來測壓力．
[師]通過探究實驗，同學們不僅驗證了自己的猜想，還學會了研究問題的方法．現(xiàn)在同學們一起來解決一個實際問題．
3．增大有益摩擦和減小有害摩擦
[師]還是老師的這塊海綿，想要減小它在運動過程中的摩擦，你有什么辦法嗎?
[生]可以在桌面上鋪上一塊玻璃板，減小接觸面的粗糙程度．
[生]在海綿和桌面間放幾枝圓鉛筆，讓海綿在鉛筆上滾動．
[師]這位同學說的是讓滾動來代替滑動．能減小摩擦嗎?同學們試試．
[生]同一個木塊，在桌面上滑動時的摩擦力是1．2N，滾動時的摩擦力是0．3N，說明用滾動代替滑動能減小摩擦．
[師]同學們還有其他的可以減小摩擦的方法嗎?
[生]還可以用使接觸面分離的方法來減小摩擦，比如磁懸浮列車．
[生]還有氣墊船，也可以加潤滑油．
[師]同學們列舉出了這么多減小摩擦的方法，也一定知道更多的增大摩擦的方法．請同學們課后閱讀“科學世界”，了解更多的摩擦的利用和防止的辦法．現(xiàn)在請同學們回顧這節(jié)課哪些知識給你留下了深刻的印象．
三、小結
1．摩擦力的概念．
2．影響摩擦力大小的因素．
3．增大有益摩擦，減小有害摩擦的方法．
4．“控制變量法”“轉換法”．
四、動手動腦學物理
請同學們盡可能多地列舉生活中應用摩擦的例子，說明哪些做法是為了增大摩擦，哪些做法是為了減小摩擦，分別運用了增大摩擦或減小摩擦的哪種做法．
五、板書設計
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