4. 摩擦力教案设计

摩擦力

三维目标

知识与技能

1.描述滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力的定义，能区分滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力. 2.了解动摩擦因数、最大静摩擦因数的含义，能区分动摩擦因数、最大静摩擦因数. 3.会计算滑动摩擦力的大小. 过程与方法

1.学生通过设计实验，并使用控制变量法对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的因素进行实验探究. 2.培养学生的逻辑思维能力、利用知识解决实际问题的能力. 情感态度与价值观

1.体验实验探究的乐趣，通过探究活动既能学会表达自己又能倾听别人. 通过实验的设计、数据的整理过程，养成实事求是的科学态度. 2.体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系. 教学设计

教学重点

1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩＝μFμ解决具体问题. 2.静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念. 教学难点

1.正压力FN的确定. 2.静摩擦力的有无、大小的判定. 3.摩擦产生的原因和滑动摩擦力的方向.教材对滚动摩擦没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来讲的. 教具准备

器材：木块、弹簧秤、木板、毛巾、纸、钢板、砂纸、水等. 课时安排

1课时

教学过程

导入新课

1.你听过摩擦力吗?摩擦力出现在哪些地方?试着将之写出来. 摩擦力其实是无所不在的! 2.粉笔在黑板上可以写出字来,在玻璃上写得出来吗?试试看. (1)比较这些字的异同,并想想造成异同的原因. (2)想想若在外面的柏油路面上以粉笔写字又会有何不同?为什么？

3.今天上课之前，我带了几个小玻璃球准备和同学们一起进行科学研究.但在来学校的路上，小玻璃球变脏了.老师把它们洗干净了.现在，请两个同学把玻璃球夹起来.（请两个同学上台20 s夹球）

提出问题：玻璃球为什么不好夹？——学生讨论回答. 你认为摩擦力是一种什么样的力？

学生用自己的语言叙述摩擦力. 推进新课

一、摩擦力

创设情境：

请学生做个小实验：要求学生用逐渐增大的水平力推在教室中放置的桌子，直到推动一段距离.(学生活动:学生按老师要求推桌子，并感受推力的大小变化)(设计意图:让学生体会并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用，使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识)

提出问题：为什么用力推桌子而桌子不一定运动？为什么想让桌子继续运动还要继续推？(学生活动:思考教师提出的问题并提出自己的解释)（小结）

初步引出滑动摩擦力和静摩擦力的概念. 二、滑动摩擦力

（提出要求）利用已有实验仪器设计实验定量研究影响滑动摩擦力大小的因素.（设计意图：使学生意识到应采用控制变量法进行多变量的研究；使学生体会摩擦力的大小的影响因素）

1.引导学生进行实验原理的探究.(学生活动:思考并交流讨论得出利用二力平衡定量测量滑动摩擦力的大小) 2.引导学生进行实验方法的探究(学生活动:思考并交流讨论得出控制变量法). 3.组织学生利用已有器材进行实验探究(学生活动:学生进行分组实验探究). 4.要求学生设计表格记录数据，并通过对数据的分析初步得出自己的结论.(学生活动:

展示自己的数据，并对数据进行分析，最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系，对动摩擦因

数有定性的认识)（设计意图：培养学生对实验数据的分析处理能力）

（小结）（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）

滑动摩擦力的计算公式f=μN.

介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数. 【例题剖析】（设计意图：训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力）

滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动.有的地方人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛.已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02，滑雪板和人的总质量为180 kg.如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动，求鹿的拉力大小. 三、静摩擦力

（提出问题）根据所学知识及实验体会，提出滑动摩擦力的产生条件.(学生活动:学生交流总结得出滑动摩擦力的产生条件)

（提出问题）引导学生思考并交流讨论滑动摩擦力的计算公式能否计算静摩擦力的大小.(学生活动:学生交流讨论并得出结论）

1.静摩擦力的大小并不唯一，且不能用滑动摩擦力的公式计算；

2.静摩擦力与压力和接触面也有关系

（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）

提出最大静摩擦力的概念，并区分一般静摩擦力与最大静摩擦力.

（提出要求）

要求学生利用已有实验仪器设计实验，研究影响最大静摩擦力的因素（方法、步骤同上）.

（学生活动:学生进行实验探究，记录并分析整理实验数据，得出结论：最大静摩擦力与压力成正比；最大静摩擦因数与接触面性质有关；落实滑动摩擦力计算公式，加深对动摩擦因数的理解）

有益摩擦、有害摩擦

增大有益摩擦：

1.增大物体表面的粗糙程度.如：鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹. 2.增大压力.如：电动机的皮带拉得很紧，以便用增大压力来增大摩擦力，防止皮带打滑.

减小有害摩擦：

1.用滚动摩擦代替滑动摩擦：用滚动轴承代替滑动轴承.

2.减小表面粗糙程度：加润滑油.

【例题剖析】（设计意图：训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力）

质量为2 kg的物体，静止在水平面上.物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.给物体一水平拉力. （1）当拉力大小变为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

（2）当拉力大小变为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

（3）此后若将拉力又减小为5 N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多大？

（4）若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？（取g=10 N/kg）

课堂小结

1.两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动的力，叫摩擦力. 2.摩擦力的大小跟压力大小有关，跟物体的接触面的粗糙程度有关. 3.常用增大压力和使接触面更粗糙的方法增大有益摩擦.减小有害摩擦的方法有：使摩擦面光滑，用滚动代替滑动，使摩擦面脱离接触（加润滑油、气垫）这三种方法.

产生原因

物体间发生相对运动时

大小

方向

布置作业

观察自行车上哪些地方存在摩擦，其中哪些是有益的，哪些是有害的，你能想出哪些办法来增大或减小它们. 板书设计

摩擦力

1.摩擦力产生的条件

（1）接触面粗糙. f=μN

分量相等

符号：N 与相对运动方向相反

与相对运动趋势方向相反

体间具有相对运动趋势时

单位：牛顿

始终与外力沿着接触面的简称：牛

滑动摩擦力

表面粗糙有挤压作用的静摩擦力

表面粗糙有挤压作用的物摩擦力用f表示

符号及单位

（2）在接触面上有垂直作用的正压力；

（3）有相对运动或者有相对运动趋势. 2.滑动摩擦力

（1）大小：F=μFN

（2）方向：滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，且与相对运动方向相反. 3.静摩擦力

（1）变力0＜F静≤Fmax

（2）方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反.

参考答案

【例题剖析】1.解：由于滑雪板做匀速直线运动，可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等，即F=f.同时，滑雪板与冰面的压力N与滑雪板和人的重力相等，即N=G.

由滑动摩擦力公式，可求出鹿的拉力大小为

F=f=μN=μmg=0.02×180×9.8 N=35.3 N. 【例题剖析】2.解：（1）当拉力F=5 N时，F＜fmax,物体没有滑动，地面对物体的摩擦力为静摩擦力.f=F=5 N. （2）当拉力F=12 N时，F＞fmax,物体滑动起来，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力.F滑=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N. （3）当拉力又减小为5 N时，由于物体仍在地面上滑动，所以物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍是10 N. （4）当拉力撤去后，由于物体继续在地面上滑动，物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍为10 N.