《摩擦力》教学设计概要

《摩擦力》教学设计

江苏省天一中学张银花

【教学目标】

知识与技能：

1．知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。

2．会用公式F=μF N计算滑动摩擦力的大小。

3．知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向。知道静摩擦力的变化范围及其最大值。

4．知道什么是最大静摩擦力，知道最大静摩擦力跟两物体间压力成正比。

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．通过知识教学，渗透科学方法教育（在具体的现象和实验中进行比较归纳；在研究摩擦力大小时，运用控制变量方法；在判断静摩擦力方向时，运用实验和假设方法。）

2．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

【重点难点】

1．本节课的重点是研究滑动摩擦力，要求会计算其大小和判断其方向。难点是静摩擦力，尤其是静摩擦力方向的判断。

2．本节教学中只要求学生掌握二力平衡中静摩擦力大小以及通过相对运动趋势方向来判断的静摩擦力方向。演示实验：“毛刷显示静摩擦力方向”。

3．为更好培养学生实验、观察、操作能力，师生共同设计实验，在实验研究过程中，注意渗透控制变量方法的教育，提高学生科学素养。

4．两个相互接触的物体间产生摩擦力必须具备三个条件：（1）两个物体相互接触,相互间存在压力；（2）两个物体的接触面不光滑；（3）两个物体间存在相对运动或相对运动的趋势。

5．静摩擦力的大小随相对运动趋势方向外力的增大而增大，但它有一个范围（0—最大静摩擦力F max）。最大静摩擦力是个定值，有时可近似认为等于两个物体接触面上的滑动摩擦力。

【教具】

斜面，木块，大木块，纸片，长木板，带有橡皮面的木块，弹簧测力计，钩码，细线，定滑轮，毛刷，大钩码。

【教学过程】

一、实验引入

【演示1】如图1所示，木块从斜面上滑下，在水平面上运动一段距离后静

止。

观察现象：木块在水平面上的运动，木块运动速度是越来越慢，直至静止。 问题：木块的运动为什么越来越慢？

原因分析：因为它受到摩擦力，摩擦力阻碍木块与地面间的相对运动。

【演示2】水平桌面上放一个大木块，用一弹簧秤沿水平方向拉，未拉动。

问题：为什么未拉动？

分析原因：木块受摩擦力。

设置疑问：上面两个演示中的木块都受摩擦力作用，它们各自所受摩擦力有什么不同？摩擦力大小和方向又如何确定？（点明本课主题）

【设计思想：通过实验引入，培养学生的观察能力和分析能力。同时，激发学生学习本课的兴趣，提高学习的效率。】

二、滑动摩擦力

上面两个演示中的木块都受摩擦力作用，它们各自所受摩擦力有什么不同？——第一个演示中木块是运动的，第二个演示中木块是静止的。我们先研究滑动摩擦力。（板书课题）

（1）定义 当一个物体在另一个物体表面上相对另一个物体滑动时，受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力。

师生共同分析实验中滑动摩擦力方向。并画出受力示意图。

（2）方向 滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体相对运动的方向相反。

老师：滑动摩擦力的方向是如何的？

学生：滑动摩擦力跟物体相对运动方向相反。

老师：（强调）要把相对运动方向和运动方向两个概念区分开，不能混为一谈。

【演示3】 如图2所示，桌面上放一张纸，将木块放在这张纸上，抽动纸，观察木块相对于桌面和相对于纸分别往哪儿运动？

学生：木块的运动方向——相对于桌面：向右；相对于纸：向左。

老师：木块受到的摩擦力方向往哪里？是跟木块的运动方向相反还是跟木块的相对运动方向相反？

学生：向右，跟木块相对于纸的运动方向相反。

老师：物体所受滑动摩擦力的方向是通过相对运动方向来判断的，而不是图

1

运动方向。

木块相对于桌面的运动木块相对于纸的运动

图2

（3）大小【探究实验】滑动摩擦力的大小与什么因素有关

老师：同学们能以生活实例为根据提出你们的猜想吗？

学生：冬天的马路上有冰的地方容易滑倒，所以滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关；拖木箱，拖轻的比重的省力，所以滑动摩擦力还可能与物体的轻重有关。物体可能还与接触面积有关。

老师：那么，在我们设计的实验中，依据什么思想方法呢？

学生：控制变量法

老师：同学们分组讨论设计出具体的实验方案，然后进行比较并选出一个可行且较完善的方案来。

学生：讨论设计

老师学生共同讨论得出一个可行的方案。

图3

方案如下：

实验装置如图3所示：木块（有一面为橡皮面）通过一弹簧测力计与墙相连，置于长木板上，用力拉动长木板，木块在上面滑动一段距离后，相对地面保持静止不动，此时，木块受到的滑动摩擦力等于弹簧的拉力，可通过弹簧测力计读出。控制一些量不变而改变某些量来探究滑动摩擦力与什么因素有关。

①改变接触面材料（木板面和橡皮面），保持其它因素不变，观察滑动摩擦力的大小情况。

实验结果：木块的接触面为木板面时，木块受的滑动摩擦力大。

结论：滑动摩擦力大小与接触面性质有关。

②改变接触面间的压力（在木块上加钩码），保持其它因素不变，观察滑动摩擦力的大小情况。

实验结果：木块重时受的摩擦力大。

结论：滑动摩擦力大小与正压力有关。

③改变木块与长木板的接触面积而保持其它因素不变，观察滑动摩擦力的大小情况。

实验结果：滑动摩擦力相等。

结论：滑动摩擦力大小与接触面积无关。

【设计思想：让学生从生活中的实例分析问题，得出有根据的猜想，培养学生科学的思维方式；通过学生分组讨论实验方案，培养学生团结协作的品质；通过师生共同设计实验，培养学生多角度、全方面考虑问题的意识；在实验研究过程中，渗透控制变量法，通过自己动手实验，培养学生严谨的科学研究态度以及提高学生的动手能力。让学生能在课堂上得到高效率的教育。】

老师：这里我们仅仅定性地研究了滑动摩擦力与哪些量有关，科学家们通过精确实验得出了滑动摩擦力的表达式。

公式：N F F μ=

说明——动摩擦因数μ，通过书上P 62的表格介绍几种材料间的动摩擦因数；正压力F N ，通过以下例题说明。

【课堂例题】在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪撬上，马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪橇，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，才能够拉着雪橇匀速前进？

分析：对雪橇用二力平衡条件得出滑动摩擦力与拉力等大。这里雪橇对地面的压力，大小等于雪橇的总重量G 。钢与冰之间的动摩擦因数μ可从书上的表中查出。

解：02.0,109.44=⨯=μN G

雪橇匀速运动，拉力与阻力大小相等，所以21F F =,N F F μ=2, 而G F N =,所以 G F μ=1。代入数值后，得N N F 980109.402.041=⨯⨯=. 马要在水平方向用980N 的力，才能够拉着雪橇匀速前进。

思考：如果木料再增加 4.9×104N ，则马要用多大的水平力，才能够拉着雪橇匀速前进？

三、静摩擦力

【演示 4】 （1）木块在水平面上，用细线通过定滑轮悬挂一个钩码，细线的水平力拉木块,未拉动；（2）木块静止在斜面上。

老师：以上两种现象中产生的摩擦力有什么共同的特点？

学生分析归纳：物体相对静止，但有相对运动趋势。

【设计思想：不断锻炼学生的观察能力和归纳的能力。】

( 1 )定义 当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体有运动趋势时,受