1、摩 擦 力 一、教学内容分析本节课是司南版物理必修第四章相互作用的第三节。本章首先依据“从生活走向物理”的理念，从学生已有的知识和经验出发，学习力的基本知识以及常见的三种力，让学生初步学会受力分析，为后面学习动力学和静力学打下基础。摩擦力作为高中力学常见的力之一，是受力分析的基础，在课标中的要求是：通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因素计算摩擦力。在知识方面具体要求学生会在具体的事例中判断摩擦力的有无、大小和方向，会在具体的问题中计算摩擦力的大小；在能力方面要求学生能够通过实验培养观察、分析、概括能力以及“变量控制”等物理学方法。同时摩擦力在日常生活和工、农业生产中有着具体的应用，
2、本节最后内容“摩擦力的调控”可以培养学生利用知识解决实际问题能力，体现了“从物理走向社会”。因此这一节课无论在知识学习上还是在能力培养上都有着重要的作用。本节课学习的成败对以后学习牛顿运动定律的应用、动能定理的应用以及摩擦力做功与产生热能的关系等问题都将带来影响。二、学生情况分析本节知识可以说是初中旧知识的拓展和深化。学生在初中已经知道摩擦力包括滑动摩擦和静摩擦等简单内容，也通过实验探究知道滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度的定性关系，并简单掌握了增大和减小摩擦的方法。但是我们的学生在初中物理学习中受中考等级制的影响，平时学习大部分记住的是好玩的、有趣的实验，对物理概念和规律的形成过程以及物
3、理方法的掌握明显薄弱。虽然他们脑海中一些感性的、定性的知识可以保持他们学习的兴趣和信心，也为实验探究滑动摩擦力大小与物体间压力的定量关系做了铺垫，但是学生在学习过程中会有以下几个障碍：学生往往误认为物体间压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相等；认为摩擦力总是阻碍物体的运动，摩擦力的方向判断不清楚；认为没有运动的物体摩擦力总是小于推力。所以在教学过程中要通过具体的实例和直观的实验来降低学生学习的难度。三、设计思想新课程强调“将学习重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。本节教
4、学分为两个课时进行设计，主要采用以学生分组实验和教师演示实验相结合的实验探究教学法。第一课时体现“从生活走向物理”的理念，首先以“摩擦力”知识为载体，从生活中的摩擦现象引入，将学生初中学过的相关概念与本节的内容有机地融合在一起。在教学中以探究静摩擦力和滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，引导学生充分运用已有的旧知识和方法展开探究，让学生经历探究摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，让学生从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同。不仅体现学生从感性到理性，从定性到定量逐步深化的认知过程，也体现了新课程让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神，促进学生在实
5、践中经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养实事求是的科学态度。第二课时注意体现“从物理走向社会”的课程理念，渗透STS教育。因为本环节的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，一方面利用通过实验得出摩擦力的有关知识，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象，并在具体的实际问题中判断摩擦的种类以及用动摩擦因数计算摩擦力的大小；另一方面是通过阅读、讨论、举例等学生活动，在获得大量的“增大和减小摩擦”生活、生产实例的基础上总结出增大和减小摩擦的常用方法。 四、教学目标1 通过实验掌握动摩擦因数的概念，认识滑动摩擦力、静摩擦力规律，会用动摩擦因数计算滑动摩擦力大小；2 通
6、过实验认识静摩擦的规律，会判断静摩擦力的有无、大小和方向；3 学生在参与探究摩擦力规律的过程中，培养和提高实验能力，学习和体会探究物理问题的基本方法控制变量法和记忆法；4 培养学生对科学的求知欲，体验实验探究的乐趣，体会实验在探究物理规律中的作用和方法；5 养成学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，养成严谨、细致、耐心的实验修养。五、教学重点和难点 重点：学生探究摩擦力规律的过程，掌握摩擦力的相关规律，会计算摩擦力的大小。难点：(1)滑动摩擦力的测量是实验难点；(2)静摩擦力有一个范围，理解由静摩擦力到滑动摩擦力是由量变到质变的过程。图1为了突破难点，我们选定了如图1的实验装置，在长木板从静止
7、到开始拉动以至完全运动的全过程中，使学生对摩擦力的变化有一个整体的认识学生，也有足够的时间读取弹簧秤的示数。用这套实验装置可以大大提高实验的效率和精确程度，为学生在课堂上自主完成科学探究作好了准备。 六、教学过程设计（一）创设情景，引入新课粉笔在黑板上可以写出字来，在光滑的玻璃板上写得出来吗？请一个同学来试试看。（一个学生上讲台分别在黑板和玻璃板上写下“我是高一的学生”）(1)请同学们比较黑板和玻璃板上这些字的异同，并想想造成异同的原因？(2)想想若在外面的柏油路面上以粉笔写字又会有何不同？为什么？（生：接触面粗糙程度不同，摩擦力大小不同。）摩擦力其实是无所不在的，你认为摩擦力是一种什么样的力
8、？（学生用自己的语言叙述摩擦力）【设计意图：从学生熟悉的生活世界出发，唤起学生记忆中的摩擦力的基本概念。】（二）滑动摩擦力和静摩擦力的概念请学生做一个随堂小实验：要求学生用逐渐增大的水平推力推在桌面放置的500g的钩码，直到推动一段距离。（学生按老师的要求推钩码，并感受推力的大小变化）【设计意图：让学生体会并分析出钩码受到推力和摩擦力的作用，使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识】问：为什么用力推钩码而钩码不一定运动？为什么想让钩码将继续运动还要继续推？在与学生交流的过程中，用多媒体投影出滑动摩擦力和静摩擦力的概念。比较滑动摩擦力和静摩擦力的概念，你们认为在摩擦力的产生条件和方向上有什么异
9、同点？（学生交流、讨论，老师引导总结，在多媒体中用表格形式呈现）种类滑动摩擦力静摩擦力产生条件两物体相互接触且接触面粗糙；在接触面上有正压力有相对运动有相对运动趋势方向与相对运动方向相反与相对运动趋势方向相反 正压力等于滑动物体的重力大小吗？能否举例说明你的观点？【设计意图：体现从感性到理性的认知过程，培养学生分析归纳能力，同时澄清容易混淆的概念】（三）探究滑动摩擦力大小1、提出问题我们在初中学习过摩擦力知识，知道摩擦力与压力以及接触面的粗糙程度有关，那么，摩擦力与压力以及粗糙程度在数量上究竟是什么关系呢?今天我们就进一步定量研究摩擦力的问题。2、引导设计方案并交流(1)滑动摩擦力可能和这么多
10、的因数有关，可以采用什么方法设计实验方案和步骤？（学生活动：思考并交流得出控制变量法）(2)怎样测量压力和改变压力？（学生活动：思考并交流得出通过在木块上增减钩码来改变压力，用弹簧测力计测量压力大小）(3)怎样改变接触面的粗糙程度？（学生活动：可以通过在长木板上铺上棉布）(4)怎样测量物体在滑动中的摩擦力？请小组同学相互讨论，拿出你们设计的实验方案后进行交流。学生展示与交流：小组1的方案：用弹簧秤拉着小木块在平面上匀速滑动，弹簧秤的读数就是小木块受的滑动摩擦力；小组2的方案：用装沙的沙桶拖着小木块运动，往沙桶当中逐步的加入沙粒，使木块的拉力可以连续地变化，实验完了以后，称出沙子包括沙桶的重量，
11、这样就能够较好的确定摩擦力的大小；允许其他各组发表不同的设计方案，允许学生犯错，使不同层次的学生都有发表见解的机会。师：影响实验结果的一个主要因素，在于木块能否保持匀速运动，在实际实验当中，使木块做严格的匀速运动这是非常困难的。老师向大家推荐一个方法，我们物理上经常讲的相对运动，我们可以这样考虑的，我们是用拉动木块匀速运动不容易成功，那么如果我们反过来，让木块不动，而去拉动这个木板行不行呢？（学生思考）图2（多媒体展示实验装置如图2）让木块固定在木板上，然后用一个弹簧秤给他固定住，我们而是用力去拉这个木板，让木板运动，这样就可以使得这个木板的运动到底是匀速还是非匀速，它并不重要，因为木块它本身
12、是静止的。此时，木块所受的弹簧秤对它的拉力跟它所受的摩擦力就是相等的。这种情况下，我们通过弹簧秤测出来的这个弹力就等于木块所受的摩擦力。【设计意图：培养学生的语言表达能力，对他们用初中学习的方案进行设计予以肯定，以保持他们的兴趣和信心，同时又通过思维方式的转变，从创新的角度激发他们的探究欲望，了解物理学中的“转换法”，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神。】3、进行实验学生进行分组实验，观察、读取弹簧秤示数，将各种情况下的压力大小及其对应的弹力大小(摩擦力)记录在课本（和多媒体展示）的表格中。教师指导学生进行分组实验，及时解决学生
13、实验活动中出现的个别问题。表1：接触面：木块与木块表2：接触面：木块与棉布123正压力（N）摩擦力（N）123正压力（N）摩擦力（N）、分析数据，总结规律多媒体展示问题：(1)比较表1中的实验数据，正压力不同，滑动摩擦力也不同，有什么规律吗？(2)根据表2中的实验数据能得到上述同样的结论吗？(3)比较表格1和表格2，正压力一致，为什么摩擦力又不同，有什么规律吗？各小组对他们收集的实验数据进行分析论证，发现规律， 师：组织学生进行交流，要求各小组上台讲述他们是怎样从记录的实验数据中发现规律的，在各组学生发言的过程中，教师及时给予评价。【设计意图：体现从定性到定量的认知过程，培养学生对实验数据的分
14、析和处理能力，养成实事求是的科学态度】教师总结：比较两表数据，经讨论得出以下结论：滑动摩擦力的大小与正压力成正比，其比例系数由接触面的材料决定，称之为动摩擦因数滑动摩擦力的大小与动摩擦因数成正比即：师：在刚才研究滑动摩擦力规律的过程中，我们经历了“设计并进行实验、收集实验数据、从实验数据中发现规律”的过程，从实验中发现规律，是我们解决物理问题的重要方法。（四）静摩擦力的大小师：在我们每一次实验时，当用力拉长木板但是长木板没有运动的那一段时间内，你们观察到弹簧秤的示数有什么变化？在长木板运动的那一瞬间，弹簧秤的示数又有什么变化？（学生交流、老师可适当引导学生回答：从实验中发现，在同等压力的情况下
15、，当物体静止时，拉力是可以变化的，反映了静摩擦力也是变化的，静摩擦力大小与压力大小无关，而是随着拉力的变化而变化。如果换一个比较粗糙的接触面，也是这个规律。因此，静摩擦力与压力和动摩擦因数无关。）师：对于各组发表的研究结果给予及时的判断和评价，帮助学生正确理解静摩擦力的相关规律。既然静摩擦力是一个范围，在压力和接触面的粗糙程度一定的情况下，请各组准确说出静摩擦力的大小范围。（学生：进行实验，寻找静摩擦力的确切范围，发现很难读出最大值）师：请大家想办法，看看怎样准确读出物体处于静止状态下弹簧秤的最大读数（学生讨论、交流解决问题的方法）如果学生无法解决上述问题，教师给予以下讲解。图4图4图演示实验
16、：如图3所示在弹簧秤指针的行程槽上加一块泡沫方块，拉动弹簧秤，方块跟着指针一起向下运动，放手后，弹簧秤指针回到原位置，而泡沫方块停在了刚才的最大位置处，因此具有记忆功能。当我们缓慢抽动下面的木板，在木板与木块发生相对滑动之前，可以看到指针示数逐渐增大。发生相对滑动后，指针向上翘起，并保持在某一位置上基本不变，这时候它显示的是滑动摩擦力的大小，而泡沫方块记录了最大静摩擦力的大小。实验过程弹簧秤示数变化如图所示。【设计意图：培养学生对科学的求知欲，体验实验探究的乐趣，体会实验在探究物理规律中的作用和方法，养成严谨、细致、耐心的实验修养。】 结论：静摩擦力的大小由外力的大小决定，范围：0F静Fmax
17、，Fmax称为最大静摩擦力。（五）摩擦力的调控1、汽车与现代人的生活密切相关，试用所学的摩擦力的知识分析或解决以下问题：(1)视频：严重超载的汽车将新修不久的路面压得伤痕累累，路面上出现许多积水的大坑。你能否从物理的角度分析，路面上为什么会出现大坑？（学生讨论） 师：汽车严重超载，使得对路面的压力过大，压力将路面压坏，将水泥压碎，摩擦力使被压碎的水泥块及碎石发生侧向移动，使路面出现大坑。(2)汽车在泥地里打滑怎么办？（加草垫或防滑链增大摩擦）(3) 现代生活节奏日益加快，如何提高车速？ 2、视频：战士生活中增大有益摩擦的画面和有害摩擦给人们省会和生产带来的不利影响。师：摩擦无处不在，有的时候我
18、们需要增大有益摩擦，有的时候有需要减小有害摩擦，请大家阅读课文，然后讨论一下，在我们的生活、生产中，都是通过哪些方法增大有益摩擦和减小有害摩擦的呢？（学生交流）【设计意图：通过具体的实例引导学生思考、归纳增大和减小摩擦的方法，这种处理方式，能有效促进学生从感性到理性的思考，提高运用物理知识解决实际问题的能力；同时丰富的实例也有利于让学生体验到物理是有用的。】（六）例题讲解 课本75页例题 【设计意图：让学生在具体的实际问题中判断摩擦的种类以及用动摩擦因数计算摩擦力的大小；让学生从范围及其计算来理解两种摩擦力的异同，训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力】（七）课堂小结我们学习了滑动摩擦力
19、和静摩擦力的概念、产生条件和三要素，有几点需要特别注意：1规律方法总结(1)凡是涉及“光滑”接触面的题目皆不考虑摩擦力。(2)运动的物体可能受到静摩擦力的作用；静止的物体也可能受到滑动摩擦力的作用；关于“动”、“静”摩擦力的判断，要看研究对象和之相接触的物体间是相对静止的还是相对滑动的。(3)会利用“假设法”或“隔离法”分析摩擦力。2误区警示(1)不能将正压力误认为是物体的重力，或误认为正压力的大小等于物体的重力，其实正压力和物体的重力无论大小还是方向都没有必然的联系。图5例如图5所示，外力F将物体压在竖直墙壁上，正压力N的大小等于这个外力F的大小，方向是水平的，而重力的方向是竖直向下的。(2
20、)滑动摩擦力的大小与接触面积和运动速度无关。(3)除最大静摩擦力外，一般的静摩擦力的大小与正压力N大小无关，由物体受到的外力和运动情况决定。(4)摩擦力的方向总是和相对运动或相对运动趋势的方向相反，而和物体运动的方向可能相同，也可能相反，也可能成任意角度。（八）作业布置 1、课本P77 3、4、52、科幻小论文假如没有摩擦力，生活将变成（500字以内）（九）板书设计 产生条件：相互接触、接触面不光滑、相互挤压、相对滑动 大小：f=N滑动摩擦力 方向：与相对运动方向相反 作用点：接触面上摩擦力 产生条件：相互接触、接触面不光滑、相互挤压、有相对运动趋势 静摩擦力 大小：0 f fmax 方向：与相对运动趋势方向相反作用点：接触面上七、教学反思本节课整体体现了物理课程的“从生活走向物理，从物理走向社会”、“注重科学探究过程”等基本理念。在教学上能依据学生的认知规律，特别在实验设计上，学生能根据已有的知识和课本的提示设计出教好的实验方案，但是考虑到高中生不是简单重复初中旧知识，希望学生在物理思维和物理方法上都有所提高，因而在保留学生设计的基础上，用逆向思维的方式，即转换法，进一步提高学生的实验技能以及培养他们的创新精神。物理教学不是单纯知识的传授，而是注重了过程，特别注重物理实验方法的指导，比如在测量最大静摩擦力中应用了记忆法。
