滑动摩擦力的教学设计与分析

滑动摩擦力的教学设计与分析

一、教材内容分析与学情简析

1.教材内容分析

滑动摩擦力是高中物理《必修1》第三章第四三节摩擦力中的内容，它既是本章、节的重点，又是以后学习牛顿运动定律、物体平衡、动量、能量等知识的基础。因此，学生对该内容学习的好坏将直接影响到以后很多问题的解决。本节课的重点是滑动摩擦力产生的条件并得出关系F=μFN。为了体现新课程所倡导的课堂教学三维目标—知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，凸现探究过程和探究方法，让学生在获得基础知识与基本技能的过程中学会学习并获得积极的情绪生活和良好的情感体验。本人在设计中对教材进行了有意识和有针对性的选择和处理。首先，把教材中一课时内容分为二课时，滑动摩擦力上一课时，这样学生会有充足的时间去科学探究；其次，安排学生分组实验、进行探究；第三，鼓励学生在自己设计实验方案的基础上去探究，在讨论交流的过程互相学习，以培养学生的实验设计能力，动手操作能力和友好合作精神，从而使学生积极、主动地参与到探究过程中来，从中体验科学探究与发现的成就感。

2.学生情况简单分析

学生经过初中的学习，已初步掌握了实验探究的基本程序（观察现象→提出问题→猜想假设→方案设计→实验探究→归纳总结→解释现象）；初步具备了设计实验方案的能力和较强的动手操作能力并具有较好的思考与质疑、交流与合作的学习习惯。而且本节课学生要做的分组实验，学生在初中时的时候已经见过，是上课时老师做的演示实验，实验用到的控制变量法的思想在学生头脑里可以用“根深蒂固”一词来形容，相信稍加引导学生就能设计并做好实验。只要在实验的数据处理上多花一些工夫就可以了。

二、案例设计与分析

引入新课：

在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。掌握了它们产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。今天我们学习第三种力——摩擦力。

请同学回忆一下有关摩擦力的知识？

（滑动摩擦力，静摩擦力，滚动摩擦力）

问题一：影响滑动摩擦力的因素有哪些？

1.影响滑动摩擦力大小的因素：与两个物体间的压力和粗糙程度有关，与接

触面的大小无关；方向与物体运动的方向相反。

探究一：滑动摩擦力产生条件及方向

由老师指导学生做如下实验或由师生共同做如下实验：

①小木块从倾斜的木板上滑下后在水平方向上运动一段距离后静止。

②将一纸条夹入书中向外拉。

③将手平放在桌面上移动。

做完这个小实验后多媒体屏幕逐一显示以下三个问题叫学生思考：

问题二：以上实验中，相互接触的物体间产生了滑动摩擦力，这几种现象中产生的摩擦力有什么共同特点？

2.滑动摩擦力定义：当一个物体在另一个表面上滑动的时候，受到另一个物体阻碍它相对滑动的作用力，称为滑动摩擦力。

问题三：通过以上实验结合滑动摩擦力定义总结归纳出产生滑动摩擦力的条件？

两个物体要相互接触，还要有相对运动；两个接触面还要不光滑。

学生通过互相讨论总结得出滑动摩擦力产生条件：相互接触的两非光滑物体有相对运动！

问题四：滑动摩擦力方向如何判断？

滑动摩擦力是阻碍物体相对运动，所以滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动的方向相反。

问题五：滑动摩擦力方向跟物体的相对运动方向相反，把“相对”两字去掉可以吗？试举例说明。

分析：不可以，去掉“相对”两字，滑动摩擦力方向就是跟物体的运动方向相反，这样应该是错的。如用力F把放在木板上的木块水平向右拉动，但木板不动，这时木块水平向右运动，木块相对木板也水平向右运动，所以木块受到的滑动摩擦力方向水平向左。根据作用力和反作用力可知，现木板受到的滑动摩擦力方向是水平向右，但木板处于静止，所以说去掉“相对”两字是不行的。当然现在木板相对木块是向左运动的，所以受到滑动摩擦力方向是水平向右。

再举例：伸出左手放在胸前不动，右手在上面滑动，右手受到的就是滑动摩

擦力，与前面例题道理相同，不动的左手也受到滑动摩擦力的作用，摩擦力的方向与相对运动方向相反！如果人在重复这个动作的时候，还在向前走动，双手受到的滑动摩擦力的方向不变，始终与双手的相对运动方向相反（强调相对运动的方向），可能与运动方向相同可能与运动方向相反。

问题六：刚才我们研究的是摩擦力的方向，现在你能设计一个实验来探究滑动摩擦力与压力、粗糙程度间的定量关系吗？

控制变量法：

（1）控制接触面间的粗糙程度相同，接触面间的压力不同；

（2）控制接触面间的压力相同，接触面间的粗糙程度不同。

问题：需要测量哪些物理量呢？需要哪些实验器材呢？

学生观察周边器材，然后得到结论：测量木箱在木板、玻璃板上滑动时，不同压力作用下的滑动摩擦力，依据是控制粗糙程度相同，看滑动摩擦力与压力的具体关系。

问题七：压力怎么测量、滑动摩擦力又该如何测量呢？

测量木箱的质量，再在木箱里加砝码，可以得到压力；通过弹簧测力计水平匀速拉动木箱，弹簧秤示数的大小就是摩擦力的大小！

需要用到哪些实验器材呢？

实验器材：弹簧秤、带钩的滑块、钩码、长木版、玻璃板

记录数据的表格该怎样设计呢？

表一：粗糙程度相同，接触面间的压力不同：

数据处理方法：

引导学生得出：摩擦力与压力成正比，在桌面上和和玻璃板上有不同的比例系数，比例系数可能与粗糙程度有关；相同的压力下，不同的粗糙程度有不同的摩擦力，证明比例系数与粗糙程度有关。同时粗糙程度本身还和接触面间的材料有关。

总结：摩擦力大小用公式可以表示为，

说明：（1）μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度程度有关。在通常情况下，μ<1。

（2）为物体间的压力。