滑动与滚动教案设计范例

一）背景和目标

本课将继续研究影响摩擦力大小的因素。摩擦力大小与滚动还是滑动这两种运动方式有很大关系，用滚动代替滑动是减少摩擦力常用的方法之一，制止轮子滚动是轮驱动车辆刹车的通用方法。学习本课是为研究如何改变摩擦力的大小打下基础。本课有两个活动。

第一，测量滑动和滚动摩擦力的大小。选择测量小车轮子滑动时和滚动时的两种摩擦力是一种很好的选择。这是因为，让小车轮子滚动前进和滑动前进操作起来很容易。真正的汽车就是正常行驶时轮子滚动，急刹车时轮子在地上滑动。学生对小车“行驶”“刹车”两种情况下摩擦力大小的差别一般估计不到，实验会给学生留下很深印象。

第二，认识和制作滚珠轴承。滚珠轴承的应用非常广泛，是专门把运动由滑动变成滚动的机械装置。根据儿童的特点，要学生认识滚珠轴承的作用，通过动手做一个“滚珠轴承”是一个好的办法。认识滚珠轴承将为下一课寻找自行车上的“好设计”打下基础。

科学概念

●摩擦力的大小与物体的运动方式（滚动还是滑动）有关，对于相同的物体，滚动的摩擦力小，滑动的摩擦力大。

●运动的物体失去动力后自己会停止下来，是因为受到了摩擦力的作用。

●滚珠轴承是一种将滑动转变为滚动的装置。

过程与方法

●做简单的对比实验（小车轮子滚动与滑动的摩擦力比较）。

●用简单物品模拟做滚珠轴承。

情感、态度、价值观

●通过了解人类改进搬运重物的方法，感受科学技术与社会的关系。

（二）教学准备

为小组准备：实验用小车一辆、纸盒、载重物（钩码、小沙袋或小石块）、弹簧测力计、胶带、大小瓶盖（学生自带）、玻璃弹子。

教师自己准备：几种不同的滚珠轴承、有关图片或影像。

（三）教科书说明

本课首先用插图让学生认识物体运动的两种方式：滑动和滚动，接着回顾人类搬运重物的方法是怎样变化和进步的，然后提出问题导入本课的研究。

第一部分：测量滑动和滚动摩擦力的大小

教科书在指出这是个对比实验后，提出了两个问题，突出了实验的关键点。在这个实验中，改变的只是车轮的运动方式，滚动或者滑动，不改变其他条件。如小车的重量、接触面光滑程度等。插图中小车上是加了一些重物的，这样测量滚动的摩擦力要容易些，滚动摩擦力与滑动摩擦力差别也大一些。

这部分最后提出了两个问题。第一个问题是启发学生认识到小车及其他运动物体始终都要受到摩擦力的作用。物体受到一定大小的力才能运动起来和自己慢慢停止下来都是因为摩擦力的作用。

第二个问题是启发学生认识人们在技术设计上对摩擦力的应用：用阻止滚动增大摩擦来停止物体的运动。

第二部分：认识和制作滚珠轴承

教科书右上角插图呈现的是不同样式的滚珠轴承。最大的那幅是自行车轮轴中的滚珠轴承。教科书还用插图加文字说明了模拟制作“滚珠轴承”的方法，可以让学生自带材料进行制作。

要使“滚珠轴承”转动得更灵活，可以加点润滑油。教学时，可以加一点水代替。

（四）教学建议

测量小车滑动和滚动的摩擦力

（1）轮子是人类伟大的发明。教师可以向学生介绍人类最初搬运东西是用扛、抬、拖的办法，后来搬运很重的东西用滚木。车是什么时候发明的，已经无法知道，但是我们知道现在运输货物都用有轮子的车。

这是为什么呢？滚动的物体还会受到摩擦力的阻碍吗？学生会说出滚动用的力小，滚动还是有摩擦力的。这种认识对学生来说是假设性解释，需要也可以用实验数据来检验。

（2）汽车正常行驶时，是轮子滚动前进，汽车刹车时，车轮要在地面滑动一段距离。可以从上面的例子引导学生测量一下小车在行驶时和“刹车”时摩擦力各有多大。并提问，小车正常行驶时轮子怎样运动？小车“刹车”后轮子怎样运动？

在表述时要注意用语，不是小车滚动滑动，而是小车轮子滚动或滑动。

（3）滚动摩擦力小，滑动摩擦力大，学生是知道的，但差别有多大并不清楚。可以让学生先把记录表中两个估计数值和一个根据估计数

算出的倍数值填写了再做实验。这样学生会更认真地测量，更关注他们测量的数据。

（4）测量小车摩擦力时，小车上一定要装些重物，运动的接触面粗糙些为好。如果实验用的小车轮子表面又硬又滑，摩擦力不大，要想办法先增大它的摩擦力。如果轮子足够大的话，可以套上用废自行车内胎剪成的橡皮圈；如果轮子小的话，可以套上玩具四驱车轮子上的“轮胎”。

测量滑动摩擦力（刹车）时，要用胶带把前后轮子都粘住。

注意了以上问题，学生测量出的滑动摩擦力与滚动摩擦力的大小差别才能很大，他们才会从实验中获得深刻的印象。否则因为轮子与桌面打滑（相当于汽车在冰面上行驶，不是正常行驶），就测不出二者有多大区别了。

据技术测定，一个物体在另一个物体上滚动产生的摩擦力，大约只有滑动时的1／20或更小。