新人教版高中物理必修1《摩擦力》教学设计教案资料
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摩擦力
教学目标:
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、难点:
教学重点
1.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断.
2.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.
教学方法:
探究、讲授、讨论、练习
教学手段:
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:
新授课(3课时)
教学过程:
[新课导入]
师:(举生活中的例子,也可以用多媒体演示)
(演示实验]用手握住水杯.
师:水杯为什么没有运动?
生:因为水杯受力平衡.
师:水杯受几个力呢?
生:两个,重力和手对它的摩擦力.重力和摩擦力应该是平衡力.
师:那么摩擦力的方向又是如何呢?
生: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.
师:这位同学回答得很好,今天我们就在初中学习的基础上进一步学习摩擦力.
[进行新课]
一、静摩擦力
师: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.生: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,这个力叫做摩擦力.
师:(举身边的例子,用水平推力推课桌时,课桌没有运动)当我用力推课桌时,课桌为什么没有运动?
生:因为课桌与地面之间有摩擦力的作用.
师:这种摩擦力发生在相对静止的两个物体之间,我们把这种摩擦力叫做静摩擦力.同学们思考一下静摩擦力存在的条件.
生1:首先两个物体间的接触面不光滑.
生2:两个物体间有相对运动趋势.
生3:两个物体应该接触并且相互挤压.
师:(鼓励)刚才几位同学分析得非常好,根据上节课的知识,弹力产生的条件是接触并且有形变,那么把摩擦力产生的条件概括成一句话,这句话应该怎样表达?
生:两个接触面不光滑的物体间有弹力并且有相对运动趋势.
师:下面我们通过实验探究一下静摩擦力的大小和方向.
[实验探究](参考实验)
(1)用弹簧测力计水平地拉静止在水平桌面上的木块,逐渐增大拉力,直到木块运动为止。观察在此过程中弹簧测力计的示数变化,并将实验数据填入表格中.
(2)在木块上增加砝码,重复上述实验,将实验数据填入表中.
师:实验数据记录的表格应该怎样设计?
生:我设计的表格是这样的.
多媒体投影学生的表格设计(参考表格)
师:根据实验结果,尝试讨论以下问题:木块在水平桌面上,不用外力去拉,它有没有受到摩擦力的作用?
生:没有
师:用弹簧测力计轻轻拉木块,但它不动,木块有没有受到摩擦力的作用?
生:有.
师:其大小和方向如何?依据是什么?
生:大小与拉力大小相同,方向与相对运动趋势的方向相反,即与拉力的方向相反;依据二力平衡.
师:静摩擦力的大小是一个固定的值吗?它与压力有关系吗?如何确定其大小?
生:静摩擦力的大小不是一个固定值,它与压力没有关系,可以用二力平衡条件来确定它的
大小,在物体静止时,物体受到的拉力和物体受到的地面对它的静摩擦力相等.
师:当物块才刚开始相对于桌面滑动,这时物块所受的静摩擦力叫什么?它的大小和方向呢? 生:最大静止摩擦力;大小等于物块刚开始运动时的最小拉力,方向与相对运动趋势的方向相反.
师:大家讨论归纳一下静摩擦力的特点.
生:一般静摩擦力的大小没有一个确定的值,类似上述情况,当物块不动处于平衡状态时,静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化,总是等于拉力的大小.静摩擦力的方向,总是沿接触面切线方向,跟物体间相对滑动趋势方向相反.静摩擦力增大到某数值后就不再增大了,这时静摩擦力达到最大值,叫做最大静摩擦力,用fM表示.最大静摩擦力的方向,也总是沿接触面切线方向,跟物体间相对运动趋势相反.
师:(微笑鼓励)刚才这位同学分析得很好,在一般情况下,如果两个相接触的物体之间存在着静摩擦力的作用,则并不一定处于最大静摩擦状态,最大静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的最小推力.
师:对于静摩擦力,我们还要讨论几个问题,首先考虑第一个问题:静摩擦力能不能发生在运动的物体之间?
生1:我看不可以,因为这种摩擦力是静摩擦力.
生2:我不同意刚才这位同学的看法,静摩擦力中的“静”应该是指的相互接触并且有相对运动趋势的物体之间的摩擦力,它应该是指的相对静止.
师:对,静摩擦力中的“静”是指的相对静止.第二个问题是静摩擦力的大小如何确定? 生:可以根据平衡条件来做.
师:下面我们看这样一个例子.
[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.
师:继续刚才的分组实验,当拉力大于物体与地面间的最大静摩擦力时,物体的运动情况发生了怎样的变化?
学生继续做实验,仔细观察实验现象,并对实验现象进行解释.
生:物体由静止变为了运动.
师:这时候物体与地面之间还有没有摩擦力?如果有,是什么性质的摩擦力?
生:物体与地面之间仍然有摩擦力,不过摩擦力的性质由静摩擦力变为滑动摩擦力.
师:好,我们下面就来研究一下滑动摩擦力.
二、滑动摩擦力
师:请同学们阅读课文,结合上面的实验,然后说出什么叫做滑动摩擦,什么叫做滑动摩擦力.