人教版高中物理第一册摩擦力教学设计.doc

（高中物理人教版第一册第一章第四课时）摩擦力教学设计教材分析及重点分析 yj：摩擦力是高中力学重要的性质力之一，能正确认识摩擦力对后面课程知识的学习有着至关重要的作作。由于后面的学习要求掌握建坐标系，列平衡方程对一般的物理问题求解。为了打好基础，本节课的重点在于：1、研究滑动摩擦力的规律，要求能够正确计算滑动摩擦力大小和判断其方向。2、重点要求学生掌握二力平衡问题中静摩擦力的大小和相对运动趋势方向。为了培养学生正确的实验、观察、操作能力，在教学中采用从实验中总结规律，由师生共同用演示实验研究。在研究的过程中渗透控制变量法的教育，让学生在学习知识的同时，掌握科学的研究方法，培养对物理的学习兴趣，从而提高科学的素养。学情及难点分析：学生在生活中对摩擦力有一定的感性认识，在初中的学习也为这节课提供了一定的知识准备。我们要充分利用这一优势，也要注意到学生由于一些认识上的误区对学习新的知识所形成的障碍。优势：摩擦力是生活当中比较常见的一种力，学生通过初中的学习已形成了一定的认识，能比较容易的得出一些正确的认识，如：增大压力或增大接触面的粗糙程能够增大摩擦力的大小。这为在课堂上分析摩擦力与哪些因素有关提供了素材，可以很轻松的通过演示实验得出一些正确的结论。生活中要拉动一个很重的物体所需的力是比较大的，但一旦拉动之后，使之做匀速运动似乎要轻松点。这种生活经验对分析滑动摩擦力与最大静摩擦力的关系提供了便利。可能的障碍：生活经验不一定是对的，有时反而成为学生学习的阻力。1、滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小有没有关系？2、滑动摩擦力的大小跟相对运动的速度大小有没有关系？3、摩擦力是不是总是阻碍物体的运动？如果不是，会是什么情况？类似这样的问题学生往往会根据生活经验得出错误的结论。如何去让学生分析现象得出正确的结论，将是老师在课前要精心准备的，如果处理得当，反而能更加激发学生探究的兴趣。本节的难点突破在于：1、正确判断摩擦力的方向。2、正确认识摩擦力的方向与相对运动方向的关系。设计理念：我国学者庞维国将自主学习概括为：建立在自我意识发展基础上的能学；建立在学生具有内在学习动机基础上的想学；建立在学生掌握了一定的学习策略基础上的会学；建立在意志努力基础上的坚持学。要在课堂上使学生体验物理研究和发现的过程与方法；初步建立起正确的情感、态度与价值观，达到物理课程培养学生科学素养的核心培养学生的物理思想、科学精神将是物理课堂追求的最高境界。因此本课时设计时有如下原则：第一、注重科学素养、重视科学精神、提升人文内涵与建立正确的物理知识体系、培养其物理思维能力的统一。这节课采用了贴近生活的实例（如毛刷，电动摩托车视频）视频作演示，特别是采用多媒体技术与实验技术相结合，使物理世界贴近了生活，体现了社会性与时代性。学生感受到，物理就在我们身边，科学的发展离不开物理学。第二、以“重视学生现在，着眼学生未来”的原则突出了思维、方法要求，提高了探究力度。这节课大部分时间以师生共同做实验及学生做实验来探究学生感兴趣的一些问题，强调了学习经历与探究过程，使学生了解、感受物理规律的发现过程，把解决实际问题的思维方法和发现过程展现给学生，并设置了相应的习题加以总结。特别是使学生知道物理问题的解决、物理规律得出、物理概念总结不再枯燥乏味、与生活无关；从而培养学生学习物理的兴趣，增加了学生物理、科学方面的人文修养，达到三维教学目标。第三、创造性地使用了教材，以使各个部分的知识和能力要求互相照应，避免割裂。虽然教材没有涉及滑动摩擦力与接触面积大小及相对速度大小是否有关系的探究内容，但学生却对这些问题是非常感兴趣的，因此在教学中其有目的地进行了补充探究。否则将使探究的范围大大减小，学生处理问题的能力将不全面，解决问题的范围、能力上也会受到影响。在这方面，教学设计进行很好的补充。课前准备（主要创新演示实验设计）：为了达到更好的课堂演示实验效果，对传统实验做了一些改进并应用了一些多媒体投影手段。VfF传统实验是将木块放在固定的有粗糙表面的水平木板上，用力F拉木块，使木块沿水平方向匀速滑动，记录拉力F的值。根据二力平衡原理，拉力F等于木块所受摩擦力f的大小。很显然这种实验方式给操作带来了困难。1、要在实验操作中通过弹簧秤拉动木块使之做匀速直线运动实现起来比较困难。2、实际操作中由于弹簧秤处于运动状态，因此给读数造成了一定的困难。木块可拉动材料弹簧秤创新实验的原理和思路主要有以下几点：1、将木块由运动变成静止，让底板相对木块运动。2、由于木块处于静止平衡状态，其所受拉力和摩擦力仍然是一对平衡力。3、由于只要求木块处于静止状态，而对底板的运动没有要求，因此比较容易达到。4、由于弹簧秤处于静止，我们读数将变得容易（将弹簧秤的示数用多媒体演示，可视效果将更加明显）。在课堂上能与学生探究的问题有以下几点：1、相对运动速度快慢对滑动摩擦力的大小有没有影响？2、接触面的性质对滑动摩擦力大小的影响。3、接触面积的大小对滑动摩擦力的大小有没有影响？4、正压力的大小与滑动摩擦力的大小的定量关系。5、最大静摩擦力与滑动摩擦力的定性关系。为了加强学生的认识，课前录制准备好两段视频：1、毛刷拉动情况下，刷毛的弯曲情况视频。2、毛刷被拉，但未拉动情况下，刷毛的弯曲情况视频。3、车轮转动时的视频。教学过程设计：一、教学目的：由于学生在初中已经学习了一些相关知识，生活中有关摩擦力的现象也是司空见惯。引导学生从众多的现象和课堂实验中抓住本质，总结出有关摩擦力本质的规律并为将来的学习和应用打下基础将是本节课的重点。因此本节课的教学目的由以下方面组成：1、 知道滑动摩擦力和静摩擦力产生的条件，会判断它们的方向。2、 知道动摩擦因数与那些因数有关，会利用公式计算滑动摩擦力的大小。3、 知道什么是最大静摩擦力，知道最大静摩擦力跟两个物间的压力成正比。4、 通过课堂演示实验的探究，渗透科学的研究方法教育，通过有趣的现象培养学生学习物理的兴趣。二、教学过程：新课的引入：先让学生做一个小实验，把两本书书页交替叠在一起（像洗扑克牌一样）。稍稍压平之后，让学生对拉。实验现象很明显，几乎拉不开的，因为摩擦力很大。让学生尝试想办法将其拉开，启发学生我们今天学习的知识就是有关这个摩擦力现象的。引导学生回忆初中学习过哪几种摩擦力？静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。板书第四节 摩擦力举例分析，让学生从以下事例当中分析产生的摩擦力是什么种类的摩擦力？进一步分析得出这个力是怎么产生的？木块从斜面上滑下后在水平面上运动一段距离便静止。将一张纸条夹在书当中往外面拉动。在黑板上用黑板擦来擦黑板。如果学生分析出滑动摩擦力是阻碍物体的运动的，与物体运动方向相反这一结论，可进一步演示一个实验，让学生纠正这一不正确的看法。如果学生分析出了正确的结论，可以用错误的结论来反问学生，最好能让学生自己亲手用实验来验证。（器材用准备好的木块和一个较宽的纸带，每个学生桌上也放置一个木块）实验时以合适速度拉动纸带，木块也会前进。师生共同分析此时的摩擦力方向与运动方向的关系。板书一、滑动摩擦力1、当一个物体在另一个物体表面相对另一物体滑动时，受到另一物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。引导学生从力的大小、力的方向、力的作用点这几个方向来研究滑动摩擦力。首先分析的是滑动摩擦力的方向问题。显然从上面的第一条结论可以得到：板书2、滑动摩擦力的方向：滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切，跟物体的相对运动的方向相反。分析了滑动摩擦力的方向之后，再用多媒体播放一个拉动毛刷的视步，然后进入滑动摩擦力大小分析环节。滑动摩擦力的大小会与哪些因素有关呢？为了激发学生的学习兴趣，对科学探究的热情，让学生们大胆的提出自己的看法与猜想。由于学生可能会提出很多猜想，因此教师应做好充份的准备，也可启发学生提出猜想，应尽可能使课堂风趣，气氛热烈并解决学生的疑问。课前准备好的探究实验有下面一些（配合多媒体使用，并由学生自己观擦实验现象得出结论，也可由一两个学生上讲台在老师的指导下做这个实验）：1、滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关吗？使用课前准备好的创新演示实验工具，讲清原理让学生明确滑动摩擦力的大小等于弹簧秤的示数，让学生注意观察弹簧秤的示数并记录。实验中在不改变木块的（重量）对可拉动材料的压力等情况下，改变接触面积的大小，可以发现弹簧秤的示数没有明显的改变。由此可以得出第一个结论：板书结论一：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。2、滑动摩擦力的大小与相对运动速度大小有关吗？在上次实验的基础上进一步做第二个演示实验，要求同上。在各种条件不变的情况下，改变拉动速度（相对运动速度），可以发现弹簧秤的示数没有明显改变。由此可以得出第二个结论：板书结论二：滑动摩擦力的大小与相对运动速度大小无关。启发学生，好像都没有什么关系，那么改变接触面试下？3、滑动摩擦力的大小与接触面的性质（粗糙程度）有关吗？在第二个实验的基础之上做第三个实验，只是更换了接触面，在实验之前先让学生明确所更换的一个面相对要粗糙点。也是在各种条件不变的情况下，可以发现弹簧秤的示数有明显改变。通过所对比的数据可以得知，粗糙的接触面产生的摩擦力要大些，从而得出第三个结论：板书结论三：滑动摩擦力的大小与接触面的性质有关（同样的条件下，粗糙的接触面产生的滑动摩擦力要大些）。我们通过实验探究发现了一个重要结论，那么滑动摩擦力的大小与压力大小有关吗？会是一个什么样的关系呢？我们可以再来进一步进行我们的实验，此时可以让学生预测结论并讲述自己的理由，激发学生的热情。做对比实验，保持其它条件不变，只改变物块的重量（对可拉动材料的压力的大小），为了方便得出结论，压力采用了特殊的两倍关系。学生通过观察可以发现，弹簧秤的示数也变成原来的两倍，（如果时间条件允许，还可以让学生预测三倍压力下的滑动摩擦力的大小并用实验验证）从而得出结论：板书结论四：滑动摩擦力的大小与压力大小成正比。公式：FFN跟学生讲解这个公式的物理含义特别是的含义：板书其中F为摩擦力，FN为压力（也叫正压力），为比例系数，是反映接触面性质的一个物理量，是压力与摩擦力大小的比值，没有单位。可以引导学生阅读课本上第8页的表格，几种材料间的动摩擦因数，对各种接触面的动摩擦因数有个大概的认识。当压力变小，甚至等于0时，滑动摩擦力等于多少？零，引导学生得出，产生滑动摩擦力的不光有相对运动，而且还要有挤压，也就是有压力（弹力）。通过前面的学习，引导学生得出板书产生滑动摩擦力的三个条件：1、 有相对运动。2、相互挤压（有弹力，接触）。3、接触面粗糙。演示一个物体在斜面上静止的例子，让学生分析物体受到了什么摩擦力，从而引入静摩擦力这一环节。让学生根据滑动摩擦力的学习过程，对上面这个小实验进行分析，自己总结什么是静摩擦力及其方向。板书二、静摩擦板书1、一个物体相对另一个物体有相对运动的趋势时，产生的摩擦力叫静摩擦力。演示一个视频（毛刷），进行分析总结得出：板书2、静摩擦力的方向：总是与接触面相切并与相对运动的趋势方向相反。教师举出一些事例（如手握一个茶杯等）进行分析，引导学生利用二力平衡的知识得出：板书3、静摩擦力的大小：当受静摩擦力的物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小和方向可以也可以由二力平衡的条件来求解。引导学生自己模仿滑动摩擦产生条件，自己总结得出静摩擦力产生的条件。板书4、产生静摩擦力的三个条件：1、有相对运动的趋势。2、相互挤压（有弹力，接触）。3、接触面粗糙。演示用弹簧秤拉动物块，可以看到当拉力增大到一定程度时，物块会由静止开始运动。实验说明，静摩擦力有一个最大值，当拉力超过这一最大值时，物体会开始运动。告诉学生，我们把这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力。板书5、最大静摩擦力：静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力。（Fmax）一般情况下的静摩擦力在零和最大静摩擦力之间。让学生猜想，如何才能增大最大静摩擦力呢？学生有了以上学习的经历再结合生活经验一般都可以得出一些正确的结论。让学生进行分组实验得出结论之后，教师可以用演示实验帮助学生加深这方面的印象，并可以得出结论：板书增加接触面粗糙程度、增大压力的方法都可以使最大静摩擦力增大让学生从上面的结论当中继续分析可以得出：板书相同条件下，最大静摩擦力比滑动摩擦力要略大一些。并用生活中的事例（物体一旦被拉动之后，保持动动所需的力往往要小一些）进行说明。古代的人们技术不发达，但劳动人民的智慧是无穷的，人们想出了各种各样的方法来减小摩擦力，列举历史书上古代人民建造金字塔的图，启发学生提出用滚动摩擦代替滑动摩擦这个初中知识。板书三、滚动摩擦引导学生模仿滑动摩擦的定义，自己说明什么是滚动摩擦。板书1、一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦，叫滚动摩擦。在前面的实验的基础上，先让学生对滚动摩擦力与滑动摩擦力的大小作出猜想，再利用前面装置演示一个滚动摩擦力的实验，让学生自己总结得出结论。板书2、相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。关于摩擦力的实例分析：举出汽车轮子的运动问题，从而指出汽车为什么能够前进。（演示一个课前准备好的一个视频）。因为轮子转动时与地面接触的那部分相对地面是向后运动的，因此受到的摩擦力向前，汽车因此向前运动。三、巩固练习1、重量为100N的木箱放在水平地面上，至少要用40N的水平推力，才能合它从原地开始运动。木箱与地面间的最大静摩擦力Fmax 。木箱从原地移动之后，只要用38N的水平推力，就可以