三、摩擦力教学教案设计

《摩擦力》教学设计

一、教材和学情分析

本节是在继力、弹力、重力之后，研究第三种常见性质的力——摩擦力。一方面，弹力、重力等知识的学习可以对本节摩擦力的学习起到正向迁移的作用；另一方面，本节的知识内容又为力的概念的形成起到巩固和深化的作用。

本节内容由“摩擦力”和“摩擦的利用与防止”两部分组成。教材首先通过简单的学生体验，感知摩擦力的存在，并在此基础上描述摩擦力的定义。然后重点研究测量水平运动的物体所受滑动摩擦力大小的方法。随后教材选取了研究影响滑动摩擦力大小因素的探究性实验作为巩固和深化。一方面，该选题需要学生具有测量滑动摩擦力的实验技能；另一方面，它又是难得的训练学生开展科学猜想、实验探究、分析论证的好选题。最后教材通过对有利有弊摩擦的利用和防止的分析，感受摩擦与人们生活的密切联系，有助于学生领悟客观事物之间的辩证关系。

为了不使问题复杂化，教材中没有提出静摩擦的问题，而是统称为摩擦。教材对滚动摩擦也没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来介绍。教材中没有具体讲述摩擦力产生的原因，教学中使学生有所了解即可。新版教材将本节放在二力平衡内容之后，也是为了保证学生能对实验测量滑动摩擦力大小的原理有更加正确的认识。

二、教学目标

1．知识与技能：

（1）根据生活体验认识摩擦力。

（2）根据二力平衡条件，用弹簧测力计粗略测量水平运动物体所受滑动摩擦力大小。

（3）理解、表述滑动摩擦力的大小跟接触面所受压力大小和接触面的粗糙程度的关系。

（4）认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，正确说出增大或减小摩擦力的方法。

2．过程与方法：

（1）经历探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验探究过程。

（2）强化控制变量法的科学探究思想。

3．情感、态度与价值观：

通过对摩擦的分析，激发用基础知识解决实际问题的热情，养成用所学知识联系生活、生产问题的习惯。

三、教学重难点

1．教学重点：测量水平运动物体所受的滑动摩擦力大小。

2．教学难点：探究影响滑动摩擦力大小的因素。

四、设计思路

本节设计的思路是用一把“牙刷”贯穿全课，让学生经历感知、描述、测量、分析等认识摩擦力的过程。本堂课以“刷牙”这一生活中每天经历的、再熟悉不过的亲切场景引入，创设轻松愉悦的课堂教学氛围，让学生从生活走向物理，思考生活现象中蕴含的物理知识。随后利用牙刷作为实验器材，通过观察刷毛在运动中的弯曲方向，分析得出滑动摩擦力对相对运动的阻碍和方向。然后结合二力平衡的原理，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，并在实验中对测量方法加以优化改进。而后要求学生通过回忆刷牙体验，科学猜想出影响滑动摩擦力大小的因素，并经历实验探究过程，得出正确的结论。最终通过对刷牙过程的分析，

总结出增大或减小摩擦的方法，实现从物理走向社会的STS教育理念。“刷牙”过程前后呼应，一气呵成，体现出本节课堂教学的完整性。

五、教学准备

1．教师：大木刷、牙刷、弹簧测力计、木块、长木板、砂纸、毛巾、棉布、玻璃板、铁架台、砝码、多媒体教学设备等。

2．学生：牙刷、弹簧测力计、木块、长木板、砂纸、毛巾、棉布、玻璃板、铁架台、砝码。

六、教学过程

教学环节

新

课

引

入

视频：刷牙广告

设疑：为什么牙刷可以迅速去除牙齿上的污垢，使牙齿亮白如新呢？

板书：第八章第三节

摩擦力

展示生活中摩擦力利用的图片、视频：拧瓶盖、写字、擦黑板、扫地等，引导学生认识生活中的摩擦现象，观察思考摩擦力的定义和产生条件。

滑

动

摩

擦

力

新

课

教

学

定

义

及

产

生

条

件

让学生实验体验：

将手掌压在桌面上向前滑动，感受桌面对手掌前进的阻碍作用。

让学生谈自己的感受体验。

让学生思考总结得出滑动摩擦力的定义。

板书：滑动摩擦力定义

两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。

让学生依据体验和定义，讨论归纳滑动摩擦力的产生条件。

板书：滑动摩擦力产生条件

（1）相互接触；

（2）相对运动；

（3）物体间有正压力。

滑

动

让学生思考：滑动摩擦力的三要素之方向。

让学生实验体验：

思考

实验体验

认识生活中的摩擦现象，思考摩擦力的定义和产生条件。

实验体验感知：

桌面对手掌前进的阻碍作用。

交流体验感受。

思考总结归纳：

观看，回忆。

思索，渴求知识

教师活动

学生活动

设计意图

通过情境创设引入本节课题，激发学生的思考和兴趣，引导学生主动关注生活。

从生活现象引发思考，引导学生思考生活。

通过实验体验，使学生对摩擦产生感性认识。

通过引导交流，保持学生学习的兴趣，培养学生的语言表达能力，并使其从感滑动摩擦力的定义。

性认识升华为理交流讨论：

滑动摩擦力产生条件。

性认识。

进一步理解滑动摩擦力并深入分析，明确其产生条件，形成更深层次的思考。

通过思考，初步建立理性认识。

摩

擦

力

方

向

1．将牙刷的刷毛竖立在课本的表面，用力向前推动牙刷，观察刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向有什么关系。

2．将牙刷的刷毛竖立固定在课本的表面，用力向后拉动课本，观察刷毛弯曲的方向与牙刷相对于课本运动的方向有什么关系。

让学生对比两次实验现象，思考讨论滑动摩擦力的方向和作用效果。

板书：滑动摩擦力的方向：

──与相对运动方向相反。

滑动摩擦力作用效果：

──阻碍相对运动。

让学生思考：滑动摩擦力的三要素之大小。

让学生先独立思考再交流讨论：

1．如何测量滑动摩擦力大小？

2．使用什么测量器材？

3．依据什么实验原理？

对学生进行设疑启发，层层递进：

1．牙刷在课本上运动，观察刷毛弯曲的方向。

2．牙刷固定，拉动课本，观察刷毛弯曲的方向。

交流讨论：

情境创设：通过实验体验、对比思考，培养学生的理性思维能力和思变的精神。

进一步强化理解摩擦力方向：与滑动摩擦力的方向：“相对”运动方与相对运动方向相反；作用效果：阻碍相对运动。

向相反，而非“运动方向”相反。

先独立思考如何测量滑动摩擦力大小，测量的器材和测量的依据。

再相互讨论，交流思考结果。

根据提示问题，逐层深入思考，最终得出滑动摩擦力的测量方法和依据：弹簧测力计匀速直线拉动，二力平衡原理。

体验测量滑动摩擦力，发现实验不妥之处。

联想刷毛方向实验2，得出测量滑动摩擦力的改进方法。

用问题领跑思维。通过逐层设疑，启发学生思考，提升学生的独立思考能力、科学严谨的治学态度和坚持不懈的科学探究精神

深入理解，测量滑动摩擦力时，对“匀速直线拉动”的要求。

拓展学生的发散思维，让学生在实验中提升其发现问题、解决问题的能力。

测

量

滑

动

摩

擦

力

大

小

1．弹簧测力计能直接测到滑动摩擦力吗？

2．弹簧测力计直接测到的是什么力？

3．这个力和滑动摩擦力有怎样的关系？

4．在什么条件下这个关系才能够成立？

5．这个条件对我们测量滑动摩擦力的实验提出了怎样的要求？

板书：测量滑动摩擦力

用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。根据二力平衡知识可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。这样，我们读出弹簧测力计所示的拉力，就可以得到木块与长木板之间的滑动摩擦力大小。

让学生实践测量木块与长木板之间的滑动摩擦力大小，思考实验的不妥之处。

启发引导学生联想之前刷毛方向实验２，结合对相对运

动的理解，找到解决测力计示数不稳定的改进方法──将弹簧测力计固定于铁架台上静止不动，木块挂在测力计的挂钩上，不拉木块，改为拉动木板，使长木板与木块相对滑动。此时弹簧测力计的示数也即是木块与长木板之间滑动摩擦力的大小。

让学生回忆刷牙的经历，思考摩擦力的应用。

1．为什么牙刷能去除牙齿上的污垢？

2．主要是什么力起了作用？

3．为了使牙齿刷得更加干净，可以用哪些方法增大摩擦力呢？

回忆生活体验，根据原有经验和知识，合理推测提出科学猜想，并努力说出猜想依据。

侧重于科学猜想和设计实验，这两个科学探究的要素。

创设情境：贯穿STS教育理念，从生活走向物理。培养学生观察生活的慧眼，追问求实的精结合刷牙体验，启发学生思考影响摩擦力大小的因素，影响滑动摩擦力大要求学生提出科学猜想和依据。

板书：影响滑动摩擦力大小的因素：

1．压力大小──用力刷牙；

小的因素：

1．压力大小──用力刷牙；

2．接触面粗糙程度——齿状刷毛不平整，磨砂牙膏；

2．粗糙程度──齿3．接触面积大小──刷面大小；

影响滑动摩擦力大小的4．相对运动速度──刷牙速度；

……

让学生思考讨论设计：研究影响滑动摩擦力大小因素的实验。

1．实验方法；

状刷毛，磨砂牙膏；

神。

3．接触面积──刷面大小；

4．运动速度──刷牙速度。

独立思考并填写实验报告单设计实验方案。

交流展示讨论实验设计方案，并修改完提升学生独立思考、设计实验方案的理论水平。

巩固强化“控制变量法”的物理实验思想。

针对学生在实验器材的选择环节可能遇到的问因素

2．实验器材：

（1）测量器材；

（2）研究对象；

（3）改变压力大小；

（4）改变粗糙程度；

（5）改变接触面积；

（6）改变运动速度……

3．实验步骤；4、实验表格。

让学生将思考填入实验报告单，而后通过展示平台交流，和学生一起讨论总结得出本实验的实验报告单具体设计方案。

板书（标题、重点）：

善实验报告单设计。

题，通过问题导1．实验方法：控制变量法。

2．实验器材：

（1）测量器材：弹簧测力计；

（2）研究对象：带钩长方体木块；

思的方法，逐步引导学生思考完善实验器材的选择。

通过有效地组织实验教学，进一步巩固控制变量

1．实验方法：控制变量法。

2．实验器材：

（1）测量器材：弹簧测力计；

（2）研究对象：带钩长方体木块；

（3）改变压力大小：砝码；

（4）改变粗糙程度：砂纸、毛巾、棉布、长木板、玻璃板；

（5）改变接触面积：正放、侧放、竖放；

（6）改变运动速度：以不同速度拉动长木板使其做匀速直线运动。

3．实验步骤：

将弹簧测力计固定于铁架台上静止不动，木块挂在测力计的挂钩上，拉动木板，使长木板与木块相对滑动。此时弹簧测力计的示数即是木块与长木板之间滑动摩擦力的大小。

（1）探究滑动摩擦力大小和压力大小的关系：逐渐增加放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力大小，测出不同压力下木块与长木板之间的滑动摩擦力的大小。

（2）探究滑动摩擦力大小和粗糙程度的关系：保持木块上的砝码数量不变，在长木板上依次铺上砂纸、毛巾、棉布、玻璃板等物体，改变接触面的粗糙程度，测出不同粗糙程度情况下木块与长木板间滑动摩擦力的大小。

（3）探究滑动摩擦力大小和接触面积的关系：保持压力大小和接触面粗糙程度不变，将长方体木块分别正放、侧放、竖放在长木板上，测出不同接触面积下木块与长木板间滑动摩擦力的大小。

（4）探究滑动摩擦力大小和相对运动速度的关系：保持压力大小、接触面粗糙程度和接触面积大小不变，分别用不同的速度拉动长木板使其做匀速直线运动，测出不同速度下木块与长木板间滑动摩擦力的大小。

（3）改变压力大小：法的思想，提升砝码；

学生动手实验、（4）改变粗糙程度：数据分析、结论砂纸、毛巾、棉布、总结等能力；同长木板、玻璃板；

时进一步培养学（5）改变接触面积：生小组合作的精正放、侧放、竖放；

神和团队协作的（6）改变运动速度：意识。

以不同速度拉动长木板使其做匀速直线运动。

3．实验步骤：

（1）探究滑动摩擦力大小和压力大小的关系：通过改变木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力大小；

（2）探究滑动摩擦力大小和粗糙程度的关系：通过改变长木板上铺设的物体改变接触面的粗糙程度；

（3）探究滑动摩擦力大小和接触面积在学生尝试设计单一变量的实验表格，摸索表格设计方法的基础上，初步教给学生设计实验表格的一般方法，同时通过讲解多变量表格的设计方法，进一步提升学生表格设计能力。

及时记录、指导、点评、解决学生实验中出现的问题。

通过交流讨论，进一步提升学生的关系：通过正放、的语言表达能力侧放、竖放等不同放置方法改变接触面积大小；

（4）探究滑动摩擦力大小和相对运动速度的关系：改变匀和归纳概括能力，同时再次强化控制变量法的思想。

4．实验表格

结合学生设计的单变量实验表格，通过启发引导教给学生设计实验表格的一般方法：设计表格应从实验步骤入手，根据实验中所需测量的物理量和需要计算的数据来确定表格的数量及所需填写的内容，一般按实验步骤排序，并注明实验次数、物理量符号、单位等细节。

实验次数

1

2

3

4

5

压力

大小

实验条件

粗糙

程度

接触

面积

运动

速度

摩擦力大小

F/N

速拉动木块的速度。

依照设计方案，分组进行实验探究，填写实验表格，得出实验结论，交流讨论。

……

巡视指导学生进行实验，拍摄学生分组实验视频，收集实验表格数据，引导学生分析得出实验结论。

板书：5．实验结论：

（1）滑动摩擦力的大小跟接触面积和相对运动速度无关。

（2）滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力大小有关：当接触面粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）滑动摩擦力大小还跟接触面的粗糙程度有关：当接触面受到的压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

摩

擦

的

利

用

让学生再次回忆刷牙的经历，思考增大有利摩擦的方法。

板书：增大有利摩擦的方法：

1．用力刷牙——增大压力大小；

2．齿状刷毛不平整，磨砂牙膏——增大接触面粗糙程回忆生活经历，思考总结增大有利摩擦方法。

1．增大压力大小

2．增大接触面的粗创设情境：再次融入STS教育理念，实现从生活走向物理，并最终从物理走向社

与

防

止

度。

让学生类比回忆拧瓶盖的经历，强化增大有利摩擦的方法。

1．瓶盖花纹；

2．用力拧；

3．毛巾包裹拧。

举例生活中有害的摩擦，如机器工作时，运动部件间的摩擦，不但会白白消耗动力，而且使机器磨损。让学生思考减小有害摩擦的方法。

板书：减小有害摩擦的方法：

1．减小压力大小。

2．减小接触面的粗糙程度。

3．用滚动摩擦代替滑动——安装滚动轴承。

插播伊利奶粉广告视频。

4．使两个互相接触的表面隔开——加润滑剂形成油膜。

让学生思考：我学到了什么。

1．滑动摩擦力的定义。

2．滑动摩擦力的产生条件。

3．滑动摩擦力的测量。

4．滑动摩擦力大小的影响因素。

糙程度。

回忆生活经历，强化增大有利摩擦的方法。

回忆生活经历，思考总结减小有害摩擦方法。

1．减小压力

2．减小接触面的粗糙程度；

3．用滚动摩擦代替滑动摩擦；

4．使接触面隔开

会的教育宗旨。

进一步培养学生观察生活、思考知识、服务社会的情感态度价值观。

思考本节知识要点，归纳总结知识提纲。

独立思考改变摩擦的方法。

1．增大粗糙程度

2．变滑为滚

3．增大粗糙程度

4．减小粗糙程度

5．使接触面隔开

检验学生学习效果，提升学生归纳总结能力。

检验学生学习效果，引导学生关注生活，增强学生学以致用的能力。

复

习

巩

固

（1）压力大小；

（2）粗糙程度。

5．摩擦的利用与防止。

让学生分析以下改变摩擦的方法。

1．轮胎、鞋底花纹。

2．行李箱下的滚轮。

3．体操运动员手上涂镁粉。

4．冰壶运动中擦地面。

5．气垫船喷气。

课

后

作

业

让学生思考并完成如下作业：

1．设计实验验证：用滚动代替滑动可以减小摩擦，并提出实验设计方案。

2．自行车在生活中随处可见，有的设计是为了增大摩课后独立思考，

设计并进行实验验证用滚动代替滑动增强学生实践体验，感受滚动与滑动的差异。

以减小摩擦的方法。

进一步培养从生

拓

展

擦，有的设计是为了减小摩擦。举例说明自行车上用什么方法增大或减小摩擦。

观察自行车的结构设计，体会增大或减小摩擦的方法。

活走向物理，从物理走向社会的STS理念。

七、课后反思

将抽象知识生活化，体现从“生活走向物理”的教学理念；激发学生的探究兴趣，让学生参与知识形成的过程；将科学知识与日常生活现象紧密相连，让学生感受到生活中时时有物理、处处皆科学，体现了从“生活走向社会”的教学理念，切实践行STS教育理念。

针对摩擦力阻碍“相对运动”这一难点，本堂课采用了对比实验。分别让学生直接拉动刷毛在课本上运动，和固定刷毛而拉动刷毛下方的课本。虽然两次实验殊途同归，都达到了产生滑动摩擦力并观察其方向的效果；但通过鲜明的对比可知，摩擦力不是阻碍物体的运动，而是阻碍物体的“相对运动”。虽未用浓墨重彩，但却使学生在实验中突破难点，从而水到渠成地得出摩擦力的定义和条件。

针对传统的测量摩擦力的二力平衡方法带来的，因测力计不稳定而引发的系统误差较大的问题，同时也为了进一步巩固摩擦力阻碍相对运动这一重难点知识，本堂课通过启发诱导，引导学生提出测量摩擦力的改进方案。不仅提升了学生发现问题并解决问题的能力，同时拓展了学生思变的发散思维能力，更增强了学生的学习自信心。

针对本堂课实验教学的两大重点：科学猜想和设计实验环节，以及滑动摩擦力的测量，均采用问题导思的方法，用问题领跑学生的思维。通过设置不同梯度的问题，层层递进，引发学生大胆地说出其猜想依据，逐步完善实验步骤和方案，进一步提升了学生科学严谨的治学态度和坚持不懈的实验探究精神。同时注意鼓励和引导学生打开思路，大胆猜想，不受教材内容的局限。

针对本堂课实验教学的又一难点：实验表格设计。由于这是第一次要求，切不可过于心急、面面俱到。可以先要求学生设计独立探究单变量的实验表格，将难点逐一化解，再通过老师的讲解引导加以融合，汇集全班智慧最终得出综合多变量的实验表格，循序渐进。

不足之处：实验探究环节让各小组均依次探究每一个猜想，课堂时间相对较紧张且课堂容量较大。因此，我思考改进的方法：可让学生选择自己喜欢的某一个或两个问题分小组合作进行探究。这样，学生们通过自己设计试验、相互讨论、合作交流，在和谐的充满活力的课堂氛围中，自主参与课堂教学，让学生们真正动了起来，思维和动手能力得以发展，潜能得到充分挖掘，解决了知识的重难点，知识掌握更为牢固，同时也减轻了课堂教学负担，化解了课堂教学难度。