学生实验教学设计实例

第三节

摩擦力

一、教学目标

（一）知识与技能

1．认识静摩擦、滑动摩擦力，和它们的产生条件及其作用效果，会判断它们的方向。

2．根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。

3．能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力

（二）过程与方法

1．培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。

2．培养学生的实验探究能力。

3．让学生参与和亲身体会在实验中控制变量和实验条件。

（三）情感态度与价值观

1．利用演示实验和学生参与实验激发学生学习兴趣。

2．培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想。

二、重点与难点：

重点：1．静摩擦力产生的条件及规律以及静摩擦力方向的判断。

2．正确理解最大静摩擦力的概念。

3．滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。

难点：1．静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。

2．静摩擦力大小的简单计算。

三、教学方法

分析归纳、实验探究、体会参与、练习巩固

四、教具准备

木板、弹簧秤、物块、毛巾、泡沫板

【教学过程】

一、引入新课

1．创设情景，引入新课

视频播放：让同学们根据初中学过的知识列举花样溜冰比赛，人推桌子，下雪天在地上铺炭灰等与摩擦力有关的场景，展示生活中摩擦力处处存在。

【设计问题】

视频中反映的生活中的场景跟哪个力密切相关？

教师：这节课要共同学习的内容就是第三节摩擦力（板书课题）

学生活动：根据图片中的场景对摩擦力进行分类

教师：在初中时已经学过，俩个相互接触的物体发生相对运动或具有相对的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力——摩擦力。

图片展示：三种摩擦力

学生活动：将摩擦力分类

教师：我们高中阶段主要研究静摩擦与滑动摩擦

二、静摩擦力

活动引入：男生将水平并列放置的三块砖用两只手在竖直方向上搬起

设计问题：砖为什么没有掉下去？

教师：在刚才搬砖过程中阻碍砖头掉下来的力就是我们这节课要学习的主要内容--静摩擦力。（板书静摩擦力）

设计问题：静摩擦力是如何定义的？

1、定义：两个相互接触的物体，当它们具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这个力叫静摩擦力。

依据定义内容思考下列问题：

静摩擦力作用点在哪？（作用点：接触面，板书）

静摩擦力有怎样的作用效果？（阻碍相对运动趋势）

怎样理解趋势? 怎样把未发生的相对运动趋势表现出来? 教师：趋势是事物发展的动向，即将要发生，但又没有发生的事，我们怎么把还没有发生的相对运动趋势表现出来，让我们能够观察到相对运动趋势呢?

学生活动：用牙刷上的毛刷反映相对运动趋势

实验说明：让刷毛接触手掌，缓慢向左推牙刷，在刷毛与手掌没有相对运动的情况下，观察刷毛的变化情况。判断相对运动趋势向哪?(向左运动趋势) 思考：刷毛有向左的运动趋势，刷毛受到的静摩擦力方向向哪?为什么？

学生：刷毛受到的静摩擦力方向向右，因为刷毛向右弯曲

学生活动：刷毛接触手掌，缓慢向右推牙刷，观察刷毛有什么变化，判断刷子有向哪的运动趋势，以及刷毛受到的静摩擦力方向。

图片展示实验现象

静摩擦力的方向是怎样的？与接触面是什么关系呢? 教师板书：与接触面相切，与相对运动趋势相反

讨论：利用静摩擦力方向的结论，分析静止在斜面上的木块B相对运动趋势向哪?受到的静摩擦力方向向哪？如何判断？

解析：假设法判断人的相对运动趋势，假如人没有受到静摩擦力，人会沿斜面滑下，所以人有向下的运动趋势，人受的到的静摩擦力与相对运动趋势方向相反，沿斜面向上。

提出问题：阻碍相对运动趋势是否说明静摩擦力一定是阻力呢？举例说明

图片展示人行走，人脚相对于地面有向后的运动趋势，受到向前的静摩擦力，此时静摩擦力是动力。

思考：人行走时受到的是静摩擦力，说明运动的物体也会受到静摩擦力，如何理解静摩擦力中的静字？

说明：静摩擦力中的静字是指两个相互接触的物体相对静止，并不是指对地静止。

教师：静摩擦力的定义中有很多非常重要的关键字和关键词，在它们的背后都蕴含着丰富的物理知识，在充分地了解静摩擦力的定义之后，请大家总结出静摩擦力的产生条件是什么？

2、产生条件：a.两接触面直接接触

b.接触面粗糙

c.两物体间有弹力

d.有相对运动趋势

过度：力有三要素，研究了静摩擦力的作用点、方向，接下来研究大小

学生活动：探究静摩擦力大小的特点

图片展示实验装置

说明：用弹簧测力计向左拉木块，并保持木块与木板相对静止，观察静摩擦力的大小由什么规律

设计问题：弹簧测力计测量的是什么力的大小?拉力与静摩擦力大小有什么关系，为什么？

说明：木块静止在水平面上，水平方向拉力与静摩擦力是一对平衡力 3、大小：

静摩擦力的大小是变化的

静摩擦力有最大值（最大值与压力和粗糙程度有关）

说明：当人的拉力增大到某一数值Fmax时，物体就要开始滑动，此时静摩擦力达到最大值，这个数值Fmax称之为最大静摩擦力

设计问题：静摩擦在什么范围内变化的？

静摩擦力范围大于零小于最大静摩擦力（板书）

思考：搬砖时，对砖施加的压力更大，砖的静摩擦力大小会改变吗？

静摩擦力总与推力相等，与压力、接触面的粗糙程度和材料无关 设计问题：静摩擦力在生活中还有哪些应用？

4、应用

三、滑动摩擦力

视频引入：小狗在冰面上无法行走原因是受到了滑动摩擦力，接下来我们学习滑动摩擦力。

设计问题：在静摩擦力定义的基础上总结滑动摩擦力的定义

1.定义：当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，会受到另一物体阻碍它相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。（PPT）

思考：根据滑动摩擦力的定义，

从产生的条件、作用点、方向上比较静摩擦力与滑动摩擦力

2.产生的条件：

a.直接接触

b.接触面粗糙

c.两物体间有弹力

d.有相对运动

3.方向：与相对运动方向相反

讨论：滑动摩擦力与静摩擦力最大的区别是发生了相对运动，是不是静止的物体一定不受到滑动摩擦力? 说明：滑动摩擦力中的物体相对于接触面是运动的，并非相对于地面是运动的。

过度：初中已经学习过影响滑动摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度

图片展示初中实验

思考：回忆滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系

【探究】滑动摩擦力大小与压力的定量关系

图片展示实验仪器

【设计实验】

思考：如何利用实验仪器探究滑动摩擦力与压力大小关系？

如何准确测量滑动摩擦力？

说明：分别在压力不同的情况下匀速拉动重物，测出对应的滑动摩擦力

【进行实验】

实验次数

正压力/N 滑动摩擦力/N 1 0.2 0.5 2 0.4 1.0 3 0.6 1.5 设计问题：根据实验数据总结实验结论? 实验结论：滑动摩擦力的大小与正压力成正比。

说明：滑动摩擦力与压力的比值为定值，其比例系数称为动摩擦因数（μ），没有单位，“μ”的值跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的粗糙程度有关。滑动摩擦力的大小可以根据压力大小和动摩擦因素获得。

即： F=μFN（板书）

学生活动：根据所学习的知识完成下面例题

例题：在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪撬上，马拉着雪撬在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪撬，连同木料的总重量为4.9×104N。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪撬匀速前进？(已知钢与冰之间的μ=0.02) 四、课堂小结

PPT展示本节课主要内容从定义、产生条件、三要素等方面学习了静摩擦力与滑动摩擦力。

五、课堂练习

【板书设计】

一、摩擦力分类

二、静摩擦力

1、产生条件

2、三要素：作用点、方向、大小

三、滑动摩擦力

1、产生条件

2、三要素：作用点、方向、大小

教学准备分析：

由于摩擦力在我们的日常生活中无处不在，所以利用我们身边的事例分析。让学生具有亲切感，通过视频播放在视觉上有效地感染学生，使学生增强学习的兴趣

通过演示实验和学生实验的准备为高效地完成本节课的教学做好充分的准备

教学实施分析

通过日常生活中的事例，以及视频播放，激发学生的学习兴趣导入新课。通过问题的设计引入摩擦力的种类，很自然地导入这节课。然后通过设问，演示实验，学生实验解决摩擦力的概念，产生条件，方向，大小的判断和计算使教学重点和难点得到突破。

教学评价：

1、在重要结论处没有放慢速度，重点讲解

2、例题书写不规范

3、在最大静摩擦力处没有对影响因素做详细探究

可在学生分组实验时设计出压力不同、接触面不同的小组实验

4、在滑动摩擦力部分，方向没有做重点介绍

5、滑动摩擦力大小部分没有对动摩擦因数做探究，也可在小组实验中在接触面上有所改进。

6、在教学流程上静摩擦力流程还应遵循产生条件、三要素的特点。

7、本节课没有一条详细的主线，两个力没有很好的呼应。