沪科版八年级物理全册6.5科学探究：摩擦力教学设计

物理八年级沪科版6.5科学探究：摩擦力
教案
三维目标
【知识与技能】
1．通过实验，探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度，接触面之间的压力大小的关系。

2．经历探究过程，体验如何就探究的问题进行猜想与假设。

3．知道增大和减小摩擦力的方法，并能在日常生活中应用这些知识。

【过程与方法】
1.通过观察和实验，感知摩擦力的存在，
2.通过实验，探究滑动摩擦力的大小跟物体表面受到的压力和接触面的粗糙程度有关。

【情感态度与价值观】
理解摩擦力在生活中的应用，培养学生利用已有知识解释生活现象的愿望，激发学生对物理知识的学习兴趣。

教学重、难点
1．重点
(1)实验探究滑动摩擦力和接触粗糙程度，接触面之间的压力大小的关系。

(2)学会猜想与假设，认识变量控制的意义和方法。

2．难点
(1)实验探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度，接触面之间压力大小的关系。

(2)认识变量控制的意义和方法。

教学方法
科学探究、讨论、交流、实验探究。

教具准备
学生分组实验：弹簧测力计、木块、细线、毛巾、玻璃、长木板钩码、三只圆柱形铅笔、肥皂水。

教学过程
一、滑动摩擦力的概念
小实验：让学生用手压在桌面上拖动，感受一下拖动时桌面作用在手上的阻力(摩擦力)。

手对桌面压得越紧(接触面之间的压力越大)，手拖动就越困难(受到的摩擦力越大)。

然后在桌面上铺上毛巾(毛巾要固定在桌面上)手再压在毛巾上拖动，就比手在平滑的桌面上拖动更难一些(说明手所受的摩擦力较大)。

师：手压在桌面上拖动你有什么感受?
生甲：手在桌面上滑动时受到桌面的摩擦力的作用。

师：这摩擦力起到什么作用?
生甲：阻碍手运动的作用。

师：手对桌面压得越紧，有什么感受?说明了什么?
生乙：手对桌面压得越紧，拖动越困难，说明所受摩擦阻力越大。

师：在桌面上铺上毛巾，手再压在毛巾上拖动，有什么感受?说明了什么?
生丙：手压在毛巾上拖动比手压在光滑的桌面上拖动更困难，说明受到的摩擦阻力更大。

师：什么叫滑动摩擦力?
生：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体(相对)运动的力，叫做滑动摩擦力。

师：注意，运动是相对的，所以应加以“相对”两个字，这节课我们就来探究：摩擦力。

板书：第五节科学探究：摩擦力
1．滑动摩擦力的概念。

二、滑动摩擦力大小与哪些因素有关
1．提出问题。

师：对滑动摩擦力你们想提出什么问题?
生甲：滑动摩擦力的大小和哪些因素有关?
生乙：滑动摩擦力产生的原因。

师：你们提的问题提得很好，摩擦并不是看起来那么简单，其产生机理和制约因素都很复杂，对摩擦的研究已形成一门系统的学科“摩擦学”，其中一些问题至今仍在探索中。

由于时间关系，我们这节课就来探究滑动摩擦力的大小和哪些因素有关这个问题。

2．猜想或假论。

师：你们的猜想是什么?
生甲：滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度有关。

生乙：滑动摩擦力的大小可能与接触面间压力的大小有关。

生丙：滑动摩擦力的大小可能与接触面的大小有关。

生丁：滑动摩擦力的大小可能与运动速度有关。

生戍：滑动摩擦力的大小可能与推力、拉力有关。

生已：滑动摩擦力的大小可能与材料有关。

师：同学们很善于思考，你们作出的猜想有合理的地方，要证明你们的猜想正确，怎么办?
生：实验验证。

师：很好，大家都已懂得科学探究的基本方法——实验。

由于时间关系本节课只能对前面两个猜想进行实验探究。

3．设计实验。

师：滑动摩擦力是产生在发生相对运动的两个接触面上，可能与接触面的粗糙的程度，接触面之间的压力大小，接触面材料，接触画大小有关，对这些因素与摩擦力大小的关系，我们只能一个一个的单独研究，而且在研究某一个因素的变化怎样影响摩擦力时，必须保持其他因素不变，否则，你就无法知道滑动摩擦力的大小变化是由哪个因素的变化引起的，这就是在研究多因素问题时必须注意的“变量控制”方法。

如在研究压力对滑动摩擦力的影响时，要保持接触面粗糙程度等因素不变，而在探究接触面粗糙程度对摩擦力的影响时，则应控制压力等因素的变化。

板书：2．滑动摩擦力大小决定因素
研究方法一—“变量控制”方法
师：请同学们阅读课本P118"加油站”内容。

生：阅读。

师：通过阅读，你知道了什么?
生：当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时，弹簧测力计示数的大小就反映了滑动摩擦力的大小。

师：下面分组讨论，制定出实验计划，并进行全班交流。

生：讨论后得出：根据桌面上的实验器材，我们制定以下实验计划：
(1)把玻璃固定在桌面上，用弹簧测力计水平拉木块在玻璃—亡匀速滑动，读出弹簧测力计的示数，填入课本P119表格中。

(2)在桌面亡铺一条毛巾，用弹簧测力计拉木块在毛巾上匀速滑动，读出弹簧测力计的
示数，填入课本P119表格中。

(3)取走毛巾和玻璃，用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动，读出弹簧测力计的示数，填人课本P119表格中。

(4)在木块上加放一个重物，用弹簧测力计水平拉它们在桌面上滑动，读出弹簧测力计的示数，填人课本P119表格中。

师：其他小组认为以上的实验计划合理吗?有没有异议?
生：按课本上图6—29(a)、(b)、(c)、(d)。

在改变粗糙程度时，实际上也改变了相互摩擦的材料，摩擦力的改变是否是因为相互摩擦的材料的改变而引起的?
师：你能发现这个问题很了不起，你将来肯定会大有作为的，希望你继续努力。

这里影响摩擦力大小的主要因素是接触面粗糙程度的改变(因为粗糙程度的改变更为显著)，而我们探讨的问题仅仅是看摩擦力大小与接触面粗糙程度有没有关系，所以这个实验还是可以达到这个目的的。

生：当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时，为什么弹簧测力计的示数就反映了滑动摩擦力的大小。

师：你很善于思考问题，注重理解，将来肯定很有前途的，由二力平衡条件可知，在拉木块做匀速直线运动时，这个拉力的大小与木块所受摩擦力的大小相等。

有关此知识点要在第六章才学，现在先把它作为一个问题储存起来吧。

记录实验数据时，就把弹簧测力计的示数记作摩擦力的大小。

实验操作时，还请大家注意：如何做到木块在水平面上做匀速直线运动呢?①是沿直线水平拉动木块；②是观察弹簧测力计的示数保持不变。

好，如果没有问题了，下面大家分组进行实验吧。

学生分组实验，教师巡回检查，指导。

4．分析论证。

师：请各小组互相交流实验数据，交流实验的体会。

生：交流。

师：请3个小组将实验数据公布在黑板上，比比看哪个小组数据准确。

师：在(如课本P119图6—29)实验步骤(a)、(b)、(c)中，接触面之间的压力保持不变，你发现摩擦力变了吗?你的结论是什么?
生：在实验步骤(a)、(b)、(c)，接触面之间压力保持不变，接触面粗糙程度改变时，摩擦力大小发生改变。

我的结论是：当接触面之间压力保持不变时，接触面越粗糙，摩擦力越大。

师：其他同学有不同的结论吗?没有。

好，大家做实验都很认真，得出的结论也是正确的，掌声祝贺。

师：在(如课本P119图6—29)实验步骤(c)、(d)中，接触面粗糙程度保持不变，压力发生变化，摩擦力变了吗?你的结论是什么?
生：在实验步骤(c)、(d)中，接触面粗糙程度保持不变，接触面间的压力改变，摩擦力也发生了改变。

我的结论是：当接触面粗糙程度保持不变时，接触面间压力越大，摩擦力越大。

师：其他同学有不同的结论吗?没有。

好，大家都得出了正确结论，同样，掌声祝贺。

以上是关于压力，接触面粗糙程度与摩擦力大小关系的定性探究，有兴趣的同学町在课外继续探究，摩擦力是否还与其他因素有关。

三、增大摩擦和减小摩擦
师：在日常生活中，哪些地方还存在摩擦?这些摩擦是有益的?还是有害的?请大家分组讨论、交流。

生甲：足球场亡，摩擦力可以帮助守门员抓稳足球，这个摩擦是有益的。

生乙：人走路时，鞋底与地面间存在摩擦，这个摩擦是有益的。

生丙：木块在桌面上滑动时，桌面对木块有摩擦力，这个摩擦力是有害的。

生丁：机器转动时，零件间存在摩擦，这个摩擦也是有害的。

师：同学们发言很踊跃，说明大家平时生活中很注意观察，这是一个好习惯，希望今后保持。

如何增大有益的摩擦。

举例说明请大家分组讨论、交流。

生甲：增大有益摩擦的方法是：1．增加接触面的粗糙程度。

2．增大压力，如北方冬天下雪路滑摩擦力小，常在路面上撒些灰渣，增大摩擦力。

生乙：自行车刹车也是利用摩擦力，刹车时，是通过增大压力来增大摩擦力。

生丙：皮带传动也是利用摩擦力，它也是通过增大压力来增大摩擦力的，演奏二胡时，弓弦与琴弦的摩擦使琴弦振动发声，用增大压力的办法来增大弓弦与琴弦间的摩擦力。

生丁：鞋底、汽车的轮胎做得凹凸不平时，都是通过增加接触面的粗糙程度，增大摩擦力的。

板书：3．增大有害摩擦方法：增加接触面粗糙程度
增大压力
师：以上大家讲得都很好，一部机器工作时，有些部件要转动，有些部件要滑动，这时都要产生摩擦，这种摩擦不但使机器发热，白白消耗动力，而且使机器磨损，性能变坏，这些情况下的摩擦要设法减小它。

下面再来考虑：如何减小有害摩擦呢?
生甲：减小有害摩擦的方法是：1．减小接触面的粗糙程度。

2．减小压力大小。

师：在理论上，以上方法是对的，不过，用这样的办法还往往不能把有害的摩擦减小到令人满意的程度。

你们还知道哪些更好的方法吗?
小实验：先让学生用手掌压紧桌面拖动，感受桌面作用在手上的摩擦力；然后在手和桌面之间垫上二三支圆柱形铅笔，再压紧拖动，体会这时作用在手掌上的摩擦力是不是比滑动时小得多。

师：做以上小实验，你有什么感受?
生：用滚动代替滑动，可以大大减小摩擦力。

师：生活中你还知道哪些用滚动代替滑动减小有害摩擦的例子?
生甲：各种车轴的轮子做成圆的，就是用滚动代替滑动，减小摩擦的。

生乙：旱冰鞋下的小轮，也是用滚动代替平底鞋的滑动，从而大大减小了与地面间摩擦。

师：你还知道哪些减小有害摩擦的方法吗?
生甲：在机器零件间涂上润滑油，使摩擦面不接触，大大减小摩擦。

生乙：汽垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫，可以大大减小摩擦。

生丙：磁悬浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一层薄空气，使摩擦力大大减小，车速可达500km／h。

师：以上大家都说得很好，说明大家平时关注科学技术的发展，关心国内外大事。

板书：减小有害摩擦的方法1．用滚动代替滑动
2．使接触面脱离直接接触：涂润滑油、充气垫等
师：假如生活中没有摩擦，你的生活会出现什么问题?发生什么变化?请大家分组讨论交流。

生甲：假如生活中没有摩擦，我就寸步难行。

生乙：假如生活中没有摩擦，我就无法用手拿任何东西。

生丙：假如生活中没有摩擦，运动的汽车将永远停不下来。

四、归纳小结与学习过程评忙
师：通过本节课学习、你有什么收获。

生：讨论、交流后得出：我们知道了滑动摩擦力；滑动摩擦力的大小决定因素：接触面的粗糙程度和压力大小；增大有害摩擦的方法和减小有害摩擦的方法。

师：请每位同学都对自己在本节课的学习情况进行评估。

五、课后练习与学习实践活动
1．课本P121-122作业1、2、3。

2．实践活动：课本P122作业4。

3．选用课时作业设计。

六、板书设计
第五节科学探究：摩擦力
1．滑动摩擦力的概念。

接触面越粗糙程度
2、滑动摩擦力大小决定因素：
压力大小
增加接触面粗糙程度
3、增大有益摩擦的方法
增大压力
用滚动代替滑动
减小有害摩擦力的方法
气垫
在接触面涂润滑油或充。