探究摩擦力大小的规律

教 学 设 计探 究 摩 擦 力 大 小 的 规 律姓名： 杨冬林单位： 宁 夏 吴 忠 市 高 级 中 学【课题】 探究摩擦力大小的规律【使用教材】 公共必修物理 1 （上海科技教育出版社）【教学设计理念】普通高中物理课程标准指出：对于科学探究的目标是：“经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，勇于探究与日常生活有关的物理问题，形成勇于创新和实事求是的科学态度和精神。”对于高中物理探究学习来说，学生最重要的是掌握科学的概念和探究的技能，获得科学知识形成的过程与方法，并在体验的过程中形成情感态度与价值观。【学习任务分析】 本课是第三章第三节内容。课程标准对本节内容要求：“通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。”这其中包含了对摩擦力大小和方向的规律探究学习。【学生学情分析】 学生在初中已经学习了“影响滑动摩擦力的因素”，对摩擦力的知识有了定性的认识，高一以来学习了运动的描述和弹力，体会了通过实验研究物理问题的科学方法以及探究式学习方法，数学及信息技术与初中相比也有了更多的获取。学生有能力对实验数据分析后形成定量的认识。【教学设计思路】 1、根据学习任务和学生认知层次及鉴于以往对本节的教学效果，采取将摩擦力分两部分进行学习。第一部分，探究摩擦力大小的规律；第二部分，研究摩擦力的方向规律。 2、教师先通过演示实验引导学生得到静摩擦力的概念及大小的规律后，再让学生亲身经历探究滑动摩擦力大小规律的过程，希望通过本节课的教与学，让学生掌握控制变量法、转换法，图象分析等一些科学的研究方法。培养学生与他人合作的科学态度和创新精神，培养学生收集信息,并用数学方法处理信息的能力。体验新课程的“从生活走向物理，从物理走向社会”的全新理念。【教学目标】知识与技能目标：1. 认识静摩擦力大小的规律。 2. 掌握滑摩擦力大小的规律。 3. 知道动摩擦因数的值由材料及表面状况决定的， 能用动摩擦因数计算摩擦力过程与方法目标1、分四大组实验（两人一小组，14人一大组）经历科学探究过程，具有一定的质疑能力，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。2、运用excel处理实验数据，了解数学工具在物理中的应用。 情感态度与价值观目标：体会实验在物理学中的意义。培养学生勇于创新和实事求是的科学态度。使学生体验到探索自然规律的艰辛与喜悦。【教学重点】 引导学生通过实验探究掌握滑动摩擦力大小的规律。【教学难点】 通过教师的实验演示，理解静摩擦力和最大静摩擦力【学前准备】课本、测力计（量程为1N和5N），木块、铁块、长木板、钩码、粗面料布条、皮革条、（以上按小组配备）。小塑料桶，红色水，带滑轮木板、细线，支架、电脑、幻灯片课件、运用excel处理实验数据。创设情景明确目标提出问题制定计划实践探究分析数据总结规律教师参与【教学流程图】【教学过程】教学环节教 师 活 动学 生 活 动设计意图创设情景、引入新课情景导入1、播放“生活中的摩擦力”短片。2、板书课题：探究摩擦力大小的规律3、指出首先研究静摩擦力的大小并板书：1、静摩擦力的大小观看短片：（传输带传送货物。汽车刹车，马拉雪橇，花样滑冰）引起思考。使学生认识摩擦力与生活密切相关，知道有必要进一步了解摩擦力的规律。知道本节课要学什么。探究静摩擦力大小的规律1、教师通过如图所示的实验装置进行演示：先逐渐向小桶内注入红色水，但保持木块相对木板静止，让学生对静摩擦力有更直观认识后继续加水，直到木块恰好运动，提出问题，加水的过程中静摩擦力的大小变了吗？怎么在变？等于多大？2、师生同对木块受力分析， 并自然的引出最大静摩擦力的概念。3、板书出：1.静摩擦力的大小0静max1、观察演示实验，思考在加水的过程中，静摩擦力随拉力如何变化？2、对木块在水平方向受力分析Ff3、自己总结静摩擦力大小的规律。通过观察的实验现象，突破对最大静摩擦力的理解这一难点。最主要为了让学生自己总结规律，培养他们善于观察，乐于思考，善于归纳总结的良好学习品质。探究滑动摩擦力大小的规律 当木块滑动以后受到的摩擦力的大小还等于拉力吗？怎么才能计算出它的大小呢？板书：2、滑动摩擦力的大小指出：初中已经定性的研究了滑动摩擦力与压力、接触面材料性质间的关系。现在要在初中学习的基础上再次通过实验寻找滑动摩擦力与压力、接触面材料性质间的定量关系。提出问题制定计划怎么来做这个实验?首先要有个计划:通过课件展示实验前需要解决的几个问题（见课本P70）说明：1、由于时间和条件原因提供给同学们的材料是有限的。请各组看桌面上的材料，（同一大组材料相同，不同大组材料不同）并告诉同学们各大组都分别有什么材料。2、每组探究所提供材料下的滑动摩擦力随压力变化的关系。固定测力计拉木板3指导学生看课后5题：另一种测滑动摩擦力的方法（其中道理可在本节知识获取后做讨论和解释。）教师提出几点要求：1、两人为一个小组，实验中既要分工也要合作。根据情况选择合适量程的测力计2、某一压力下用多次测量记录平均数据来减小误差。3、实事求是，实验中遇到没有预想到的一些细节问题，小组讨论不要影响到其他组的实验或者可以举手示意老师的帮助。分组实验教师巡视指导，发现个别问题别解决，共性问题全班解决。先任意抽某一大组不同小组汇报,再任意抽四个大组中某一个小组汇报。同时将汇报的数据输入到计算机中用excel列表自动生成图像。师生共同分析图像。根据学生回答的情况引导得出结论。板书： = FN值由接触面的材料性质及表面状况决定的。用幻灯片展示“常见材料间的动摩擦因数”。练习应用（练习题目用幻灯片展示）观察实验，思考老师提出的问题。观看大屏幕展示的三个问题，思考、讨论回答并交流检查提供的器材，与两旁的小组对比。回忆初中学习的实验方法如图示。匀速拉体会此方法的利与弊，（测力计示数难以稳定）另一种实验方法图示尝试操作后可任选其中任意一种方法进行实验。聆听，记录老师提出的要求。各组开始实验。遇到问题举手示意。按老师提出的顺序汇报数据，观察计算机对数据做出的图像。和老师一同分析各个图像最后得出结论：所有图像在误差允许范围内是一条经过原点的直线。同一大组不同小组的图像斜率基本相同，不同大组各小组的图像斜率不同。（分析误差来源）用动摩擦因数估算小汽车刹车时和运动员滑冰时所受滑动摩擦力的大小1、随着演示实验的进展设计问题，提高求知欲望。2、回忆初中已有的知识方法，体验知识是积累的过3、通过逐一解决问题的过程引导学生设计出实验方案，培养学生做事前先有计划的好习惯。使他们在遭遇困难后，对实验装置有怀疑、有新思考和新想法。尝试新方法，为后续学习奠基础培养良好的实验素质，学会科学的记录实验数据。培养实事求是的科学态度和勇于解决困难的优良品质。养成良好的实验习惯。了解数学在物理中的重要作用，感受信息技术的快捷与方便。促进学生对各学科都要重视，进一步激发学生对学习知识的向往。解决实验前提出的问题，感受所获知识的应用价值。收集实验数据处理数据得出结论采集并分析数据先任意抽某一大组不同小组汇报,再任意抽四个大组中某一个小组汇报。同时将汇报的数据输入到计算机中用excel列表自动生成图像。师生共同分析图像。根据学生回答的情况引导得出结论。板书： = FN值由接触面的材料性质及表面状况决定的。用幻灯片展示“常见材料间的动摩擦因数”。练习应用（练习题目用幻灯片展示）汇报数据，观察对数据做出的图像。分析对比各个图像相同点和不同点最后得出结论：所有图像在误差允许范围内是一条经过原点的直线。同一大组不同小组的图像斜率基本相同，不同大组各小组的图像斜率不同。（分析误差来源）用动摩擦因数估算小汽车刹车时和运动员滑冰时所受滑动摩擦力的大小了解数学在物理中的重要作用，感受信息技术的快捷与方便。促进学生对各学科都要重视，进一步激发学生对学习知识的向往。解决实验前提出的问题，感受所获知识的应用价值。课堂小结采集并分析数据教师指出：摩擦力是比较复杂的问题，至今仍然在继续研究，所以我们也不可能通过一节课的研究就完全掌握摩擦力的规律，有兴趣的同学可以利用课余时间去相关网站查阅。交流总结知识内容和学习过程体会。巩固加深所获得的知识与方法。认识到科学的探究是永无止境的。布置作业讨论与思考：2、3题家庭作业与活动：4题。记录作业整理实验器材巩固获得的知识。教学反思这节教学设计从实施到教学效果来看取得了较高的实效性，尤其是1、关于静摩擦力和最大静摩擦力演示实验的创新设计，发挥了实验不可替代的作用，突破了本节课的难点。2、