2015年高中物理第三章第3节摩擦力教学设计新人教版必修(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上3摩擦力教材分析本节教材是在重力、弹力的基础上学习摩擦力的相关知识。也是初中摩擦力知识基础上的延伸和拓展。是本章教学的重点与难点。摩擦力也是三种常见性质力中最难的。由于摩擦力问题的复杂性，且在具体问题中又表现出“动中有静，静中有动”，尤其静摩擦在许多情景下似乎又是“若有若无，方向不定”，因此，对于初学者来说不易理解。在今后学习受力分析时，也是最容易出错的。它甚至是整个高中物理中最关键的知识点之一，因此学好摩擦力，就为后续知识的学习奠定了坚实的基础。与旧教材相比，本节教材在处理摩擦力的教学内容上有所调整，从静摩擦力入手，然后介绍滑动摩擦力。这样处理是从学生的认知规律和实

2、验现象发生的先后顺序考虑，利于我们进行实验探究。在教学过程中可以按照体验猜想试验的顺序进行知识生成。进一步熟悉科学探究的方法，逐渐形成科学习惯。该节知识既是力学的基础，也是组成整个高中物理知识的一块“基石”，所以这节内容的教学如何引领学生自主积极地探究摩擦力产生的条件和影响因素，体验摩擦力特点规律的发生过程是本节课的重点，应高度重视本节教学过程；由于摩擦力问题的复杂性，且在具体问题中又表现出“动中有静，静中有动”，尤其静摩擦在许多情形下似乎又是“若有若无，方向不定”，因此，对于初学者也是有一定难度的。也正是由于教材内容的上述特点，本节课又易于激起学生的求知欲，易于培养学生的辩证观点，易于锤炼学

3、生的物理素质。要充分用好该节教材内容，深入挖掘知识间的有机联系，对学生开展针对性的思维训练，进而提高学生应用物理知识解决实际问题的能力和创新思维能力。高中物理课标对该知识点的要求是，“通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力”。其中，对静摩擦力规律的认识应该包括最大静摩擦力。摩擦力大小的计算和方向的判断对学生来说是个难点，而摩擦力又是高中力学三类常见的力之一，是受力分析的基础。本节课学习的成败对以后学习牛顿运动定律的应用、动能定理的应用以及摩擦力做功与产生热能的关系等问题都将带来影响，所以本节课在物理教学中的地位和作用是非常重要的。学情分析学生在初中定性地学习过摩擦，包括滑

4、动摩擦和静摩擦等内容，并掌握了增大和减小摩擦的方法，还通过实验的方法定性地研究了滑动摩擦力与表面状况有关；所以对于本节课中的难点理解突破应该不是大问题。但是由实验现象总结归纳物理规律的能力不强，所以教师要注意引导。用所学知识解决实际问题对学生来说也有一定的难度，要调动学生相互交流。因此，在教学中应引导学生充分运用已知的物理知识和方法进行分析和探索，使学生在实践中亲自体验实践出真知的重要性，形成愿意运用科学思维方法和研究方法去解决问题的科学价值观。本节课的教学就尝试采用实验探索、问题启发式教学法，加强自主性、探究性、合作性学习，使学生通过亲自参与探究滑动摩擦力和静摩擦力规律的全过程，学习科学探究

5、的方法，加深对物理知识的理解，使他们在创新精神和实践能力方面得到发展和提高。从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神。设计思路首先从体验开始比如“搓手”引出“相对运动趋势”静摩擦力的概念、静摩擦力的产生条件等内容。再用“毛刷”试验进一步验证静摩擦力的存在。再通过演示试验过渡到最大静摩擦力的概念。观察轴承，得出滚动摩擦力；同理得出“相对运动”、滑动摩擦力的概念、产生条件、方向。再通过体会，提出对滑动摩擦力的大小的猜想，进而设计试验对其猜想进行验证，在实验过程中注意控制变量，最终对试验进行分析，最终的得出结果。新课程课堂教学要求课堂活动应具有生活性、发展性和生命性的特征，使得

6、课堂真正成为师生共同构建知识、交流互动和共同成长的和谐平台和建立情感、心灵对话的场所，树立正确的人生观和良好的价值观；同时在课堂中使学生体验学习的苦与乐，高效地掌握知识，形成能力，充实注重学习过程；要完成这些目标，就必须摆正师生的位置，采用多元化的鲜活教学手段来充分调动学习主体（学生）的积极性，层层深入的探索，紧凑和谐的步调，恰如其分的引导，激发学生自主学习的求知欲和高度投入的激情，运用适时的激励，充分激活物理课堂。以“问题导引，启发探索，互动交流、精讲释疑”为教学思路的自主型探究式教学模式。在课堂努力做到“六要”：即教材要让学生读、问题要让学生提、过程要让学生说、规律要让学生找、实验要让学生

7、做、结论要让学生下。教师在课堂上的主要任务就是组织、指导、帮助。只讲学生不知道、不理解、不清楚的疑点、盲点和难点，这样，我们的学生才有自主性，使学生学会学习、学会探究，以帮助他们完成由“学会”到“会学”到“好学”的转变；从而通过高效的物理课堂教学提高学生的科学素养、促进学生全面发展。本节就是让学生经历自主探究的过程，正确认识摩擦力，并结合生活中的现象让他们正确理解摩擦力的规律以及运用知识处理生活中的问题，培养他们的科学探究能力和运用知识解决实际问题的能力。三维目标 知识与技能1知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦的规律.知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，会判断滑动摩

8、擦力的方向；2能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力；3认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值；4知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；5会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。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让学生学会在实验中控制变量和实验条件；4通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。情感态度与价值观1利用实验和生活实例激发学生学习兴趣；2培养学生实践认识（规律）实践（解决实际问题）的思想；3在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。教学重点 1滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断；2

9、静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断；3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。教具准备 多媒体教学课件、长方体木块（每组3块）、弹簧秤、毛巾；玻璃板、毛刷（两个学生一组）。身边的物体（例如水杯、黑板擦、钢笔、橡皮、讲桌等物体）。课时安排 3课时教学过程 新课导入问题：行驶的汽车，关闭发动机后最终会停下来，这说明什么问题？引导回答：有阻碍它前进的力。问题：那这个力是谁给的，在什么情况下产生这个力呢？引导回答：与地面接触，且有相对滑动，才产生这个力。【演示实验】用手握住水杯。问题：水杯为什么没有运动

10、？因为水杯受重力和手对它的摩擦力，重力和摩擦力应该是平衡力。问题：那么摩擦力的方向又是如何呢？重力的方向竖直向下，摩擦力和重力大小相等，方向相反，所以在这个问题中摩擦力的方向应该竖直向上。今天我们就在初中学习的基础上进一步学习摩擦力的知识。进行新课一、摩擦力摩擦是一种常见的现象。同学们在初中已经学习过，首先看一下什么是摩擦力，大家回忆一下初中所学的内容，叙述一下摩擦力的概念。两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力（frictional force）。二、静摩擦力【演示实验】将两本书的书页依次交叠在一起，叠

11、完后用力压一下书，提起其中的一本书，加一本书不会掉下。请一男生尽其力拉两本书的书背，也不能将两本书分开。通过实验，学生感到很惊奇，为学习静摩擦力埋下伏笔。提问：把一个很重的铁球放在地上，一只小蚂蚁能不能推动？学生：推不动。提问：如果地面是光滑的呢？学生：有的认为推动，有的认为推不动。老师强调：到底推动推不动？学生甲：推动推不动，不是看铁球的重量，要看与地面的摩擦力有多大？比如一辆汽车，两三个人搬不动，但可以推得动。老师：对，分析得太好了。在水平地面上是否推动物体，不取决于这个物体重量的大小。如果地面光滑，重力不会影响水平方向的运动，如果地面粗糙，推力大于物体与地面间的最大静摩擦力，就推得动，下

12、面我们来研究静摩擦力。互相接触的物体相对静止的时候，是不是也可能产生摩擦力？如图甲，小孩轻推箱子，箱子有相对地面运动的趋势，但他没有推动，箱子与地面仍然保持相对静止。根据初中所学的二力平衡的知识，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与小孩对箱子的推力大小相等、方向相反。这个力就是箱子与地面之间的摩擦力。由于这时两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，所以这时的摩擦力叫做静摩擦力（static frictional force）。1概念两个相互接触的物体，当它们具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。发生在相对静止的两个物体之间的摩擦力，我们把这种

13、摩擦力叫做静摩擦力。2产生条件两物体直接接触；接触面粗糙；接触处存在压力；两物体间有相对运动的趋势。3大小在上面的问题中，小孩用更大的力推，箱子还是不动（图乙）。同样根据二力平衡的知识，这时箱子与地面间的静摩擦力还跟推力大小相等。只要箱子与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。提问：那静摩擦力的大小如何确定呢？有什么规律呢？请同学们自己动手实验得出结论。【演示实验】把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动。在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记（如图）。

14、继续用力，当拉力达到某一数值Fmax时木块开始移动，此时拉力会突然变小到F0。右图是拉力变化的示意图。你能不能看出木块是在什么时候开始移动的？如果用力的传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力变化的图线。结论：最大静摩擦力Fmax等于物体刚开始运动时所需的最小外力。由实验得到：静摩擦力随着外力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力Fmax。可见，静摩擦力可以在一定范围内变化，变化范围为：0FFmax最大静摩擦力大小与压力有关，实际静摩擦力大小与压力无直接关系。压力不变时静摩擦力大小可变，压力变化时静摩擦力大小可不变。4方向静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动

15、趋势的方向相反。静摩擦力的方向不易判断，原因是相对运动趋势的方向不易判断。实际上相对运动趋势的方向就是假设静摩擦力不存在时的相对运动方向，这样处理可以化“静”为“动”。静摩擦力方向与物体的运动方向之间无必然联系。静摩擦力既可为动力，也可为阻力。5作用效果阻碍两物体间相对运动的产生。如静摩擦力的作用使拿在手中的东西不会滑落，把线织成布，用布缝衣服，也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。【课堂训练】用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向），下列说法正确的是（）A瓶中油越多，手必须握得越紧B手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D以上说法都正确答案：AC解析：手握住油

16、瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡静摩擦力的大小由瓶的重力（大小）决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一些，才能保障油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来.所以选项A正确；手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力值也越大；但这时油瓶受到的是静摩擦力，是与油瓶重力平衡的静摩擦力，是一个定值等于油瓶的重力。可见，选项B错误，C正确；显然D也不正确。【思考讨论】实际静摩擦力F与正压力FN之间有怎样的关系？实际静摩擦力F与正压力FN之间不成正比，两者之间没

17、有必然联系。正压力FN不变，实际静摩擦力F可变；正压力FN变，实际静摩擦力F可不变。【说一说】能把线织成布，把布缝成衣服，靠的是纱线之间静摩擦力的作用。拿在手中的瓶子、毛笔不会滑落，皮带运输机把货物送往高处（图），也是静摩擦力作用的结果。你还能说出日常生活和生产中利用静摩擦力的事例吗？三、滑动摩擦力1概念在前面的实验中，木块在木板上开始滑动后，拉力明显减小，表明摩擦力明显减小。当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力（sliding frictional force）。两个相互接触的物体，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力

18、，这种力滑动摩擦力。2产生条件两物体直接接触；接触面粗糙；接触处存在压力；两物体间有相对运动。要产生滑动摩擦力必须同时具备这四个条件，缺少任何一个条件，都不能产生滑动摩擦力。3大小【演示实验】让学生用弹簧秤拉着木块在桌面上缓慢运动，保证弹簧秤的示数不变。就可以维持木块匀速前进，这时物块和桌面的滑动摩擦力是多大？方向如何？再在木块上加一铁块，同样维持物块匀速前进。这时滑动摩擦力变了吗？说明什么道理？学生回答：滑动摩擦力变大，说明滑动摩擦力的大小跟两物体之间的正压力有关，且正压力越大，滑动摩擦力越大。更换实验条件，把木块放在毛巾上拉动，同样维持其匀速运动，观察弹簧秤的示数，发现比在桌面上的要大，说

19、明什么问题？引导学生答：说明接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则有FFN其中是比例常数（它是两个力的比值，没有单位），叫做动摩擦因数（dynamic friction factor），它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同，两物体间的动摩擦因数也不同。动摩擦因数还跟接触面的情况（如粗糙程度、干湿状况等）有关。指导学生阅读P59的几种材料间的动摩擦因数表。滑动摩擦力的大小只与、FN有关，而与两物体间相对运动的快慢及接触面的大小无直接关系。FN是正压力，不能与

20、物体的重力值混淆。【思考与讨论】压力与重力相等的条件？最大静摩擦力略大于相同条件下的滑动摩擦力，有时近似认为两者相等。4方向滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反。【实验】将一张报纸放在讲台上，报纸的中部放黑板擦，用力将报纸迅速向外拉动，分析报纸、黑板擦各受到的滑动摩擦力方向。报纸受到的滑动摩擦力是阻力，与报纸对讲台的运动方向相反；黑板擦受到的滑动摩擦力是动力，与黑板擦对讲台的运动方向相同。但两者受到的滑动摩擦力方向都与两者间的相对运动方向相反。 5作用效果：阻碍两物体间相对运动的进行。【课堂训练】F1如图所示，重为G的物体在外力F1的作用下紧贴竖直墙壁，外力F1从零开

21、始逐渐增大，作出物体与竖直墙壁间的摩擦力F与外力F1间关系的图象？F1FFmaxGO通过本题，引导学生注意，在确定摩擦力时须首先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力，两种摩擦力大小的确定方法不同。还要注意滑动摩擦力与最大静摩擦力之间的区别。最后作出摩擦力F与外力F1间关系图象如右图。说明：学生在初学静摩擦力时，往往认为静摩擦力与压力成正比，为纠正这一错误， 可先顺着学生的思路分析，得出当压力增大到一定值时，在竖直方向有静摩擦力大于重力，物体将沿墙向上攀登的荒谬结论，学生在一笑之中能悟出其中的道理。例题 在我国东北寒冷的冬季，雪橇是常见的运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重量为4.9×

22、;104N。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？分析 雪橇在水平方向受到两个力的作用：马对雪橇的拉力F1、冰道对雪橇的滑动摩擦力F2。在这两个力的作用下，雪橇匀速前进。由于二力平衡，匀速前进时马的拉力F1与摩擦阻力F2大小相等，即F1F2。滑动摩擦力F2的大小可以由F2FN求出。其中FN是雪橇对地面的压力，它的大小等于雪橇的总重量G。钢与冰之间的动摩擦因数可在表中查出。重量G是已知的，由此可求出F2，进而求出马的拉力F1。解 G4.9×104N，0.02雪橇匀速运动，拉力与阻力相等，所以F1F2F2FN而FNG所以F1G代入数值后，得：F10.02

23、15;4.9×104N980N马要在水平方向用980N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。除滑动摩擦外，还有滚动摩擦。滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多。滚动轴承就是根据这一点制成的。做一做如图所示，为自行车的滚动轴承。把滚珠沾上润滑油后放入“轴碗”，外面压上“轴挡”，中间穿上轴，就成了滚动轴承。拆卸一个自行车的滚动轴承，观察其结构，试着自己重新组装。小结摩擦力是物理教学中的难点，这节课突破难点的方法是利用我们身边随手可见的例子和简单的学生实验来进行的，一定要注意避免的是把知识点强加给学生，应该让学生自己去感受、去体会。滑动摩擦力这

24、个概念的难点在于滑动摩擦力的方向和物体相对运动方向相反，而不是和物体运动方向相反，滑动摩擦力的计算等等。静摩擦力则更是一个难点集中的知识点，包括静摩擦力有无的判断、静摩擦力方向的判断、静摩擦力大小的判断等等，这些问题不可能在我们这一节课就能完全解释清楚，让学生全部了解，应该让学生先熟悉解决问题的基本方法，然后在以后的学习中逐步解决这些问题，因为静摩擦力不止一次地将会出现在将来的学习中。布置作业教材第61页问题与练习。看阅读材料流体的阻力。以没有摩擦的世界为题写一篇科技小论文。板书设计3摩擦力一、摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的

25、力，这种力叫做摩擦力。二、静摩擦力1概念两个相互接触的物体，当它们具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。2产生条件两物体直接接触；接触面粗糙；接触处存在压力；两物体间有相对运动的趋势。3大小静摩擦力随着外力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力Fmax。可见，静摩擦力可以在一定范围内变化，变化范围为：0FFmax4方向静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。5作用效果阻碍两物体间相对运动的产生。三、滑动摩擦力1概念两个相互接触的物体，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力滑动摩擦力。2产生条件两物体直接接触；接触面粗糙；接触处存在压力；两物体间有相对运动。3大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比。FFN4方向滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反。5作用效果：阻碍两物体间相对运动的进行。专心-专注-专业