新人教版高中物理必修1《摩擦力》教学设计教案资料

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．