高一物理必修1摩擦力教学设计

1 高一物理必修 1 摩擦力 教学设计 作者 沈希文 单位 岳阳市十三中 联系电话邮箱地址 5917364 2 摩擦力摩擦力 探究式教学的教学设计 一 教学设计思路 在教学过程中 采用 演示实验 提出问题 分析问题 总结规律 和 提 出猜想 设计实验 分析结论 得出规律 的程序设计课堂教学 在本节课中 围绕三个不同的摩擦力分别采用不同的探究方式 静摩擦力和最大静摩擦力采 用第一种探究方式 滑动摩擦力采用第二种探究方式 教师引导学生按照上述 程序得出结论 并学会简单的应用 教师在授课的过程中 注重采用以问题串 联知识的方法 使学生在学习新知识的过程中符合思维的逻辑性 从而提高了 课堂的有效性 由于学生只掌握到二力平衡的知识水平 所以在设计演示实验时举的例子 尽可能做到既简单又能明显的说明问题 易于被学生理解和接受 新课程改革要求改变以往过于注重知识传授的状况 而要注重学生获得知 识的过程 在学生获得知识的同时也成为学习的主人 并在学习的过程中形成 正确的价值观 通过本节课的学习 使学生在对摩擦力的认识方面 对于判断 摩擦力的大小和方向上有个初步的思路 为健全学生的人格 帮助学生具备终 身学习的能力打下坚实的基础 二 教学目标 知识与技能 1 知道静摩擦力产生的条件 会判断静摩擦力的方向 知道最大静摩擦力 的概念 2 知道滑动摩擦力产生的条件 会判断滑动摩擦力的方向 3 知道滑动摩擦力的大小跟什么有关 知道滑动摩擦力跟压力成正比 4 会根据物体的平衡条件简单的计算摩擦力的大小 过程与方法 1 通过演示实验 探究静摩擦力的大小与外力的关系 同时培养学生的观 察 概括能力 2 通过演示实验 探究最大静摩擦力的大小与压力的关系 同时培养学生 的观察 概括能力 3 3 通过分组学生实验 探究影响滑动摩擦力的因素 同时培养学生的观察 概括能力 4 培养学生的实验探究能力 学会在实验中控制变量和实验条件 5 通过自己动手实验 培养学生分析问题 解决问题的能力 情感 态度与价值观 1 利用实验和生活实例激发学生学习兴趣 培养学生合作的精神和对科学 的求知欲 2 培养学生实践 认识 规律 实践 解决实际问题 的思想 3 在研究问题时 要培养突出主要矛盾 忽略次要因素的思维方法 4 认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响 能说明生活 生产中采 用应用摩擦力的实例 发展观察能力 三 重点与难点 教学重点 理解和掌握三种摩擦力的大小决定因素 以及静摩擦力和滑动摩擦力的方 向判断方法 教学难点 1 学生基于初中所学的知识 往往误认为压力 FN的大小总是跟滑动物体 所受的重力相等 采用多举一些实例的方式使学生理解为什么压力不一定等于 重力 2 静摩擦力的大小和方向的判断也是一个难点 采用举出各个不同的有代 表性的例子来帮助学生理解和领会判断方向的方法 四 教学资源 1 教材分析 本节课是人教社物理必修 第三章第三节的内容 编排在弹力之后 就地 位而言 由于高中物理的难点在于受力分析 受力分析的难点在于摩擦力的分 析 所以熟练掌握摩擦力的相关知识对后面知识的学习有着至关重要的作用 在 摩擦力 这节课中 重点是研究滑动摩擦力 要求会计算其大小和判断其 方向 难点是静摩擦力 尤其是静摩擦力方向的判断 教学中要力图从两种摩 擦力的区别与联系出发 让学生从产生的条件 影响摩擦力大小的因素 范围 4 及其计算来理解两种摩擦力的异同 通过探究实验去加深巩固 同时这是一节 科学探究课 教材从生活中的摩擦现象引入 以探究静摩擦力和滑动摩擦力与 哪些因素有关为主线 安排了演示实验 学生猜想 设计实验 实验探究 合 作交流等教学过程 让学生经历探讨两种摩擦力与压力 接触面粗糙程度关系 的过程 很好地体现了新教材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 同时 这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分 密切 教材的编写突出了这一点 2 学情分析 学生在初中的 力和机械 一章已经学习了摩擦力的基本知识 但还不会 具体的计算 会分析简单的现象 但不深入 学生只掌握了简单的二力平衡的 知识 只会对二力平衡下物体做匀速直线运动或静止状态进行分析 学生在日 常生活中能够对摩擦力是否存在有一定的认识 对摩擦力的方向有一定的体会 3 教学策略 通过学生探究实验和教师的演示实验 激发学生的学习兴趣 使学生充分 参与探究的过程 让学生结合演示实验和学生实验 亲自探究出三种不同的摩 擦力的性质特点 4 教学方法 实验探究 分析归纳 观察提问 讨论分析 应用举例 练习巩固 5 教学准备 学生每四人一组 学生实验桌上配备 白纸 弹簧秤 木块 长木板 毛 巾 钩码等 教师用具 玻璃珠 塑料筷子 木筷子 烧杯 洗衣粉 表面涂油的啤酒 瓶 一端带定滑轮的长木板 木块 砂桶 砂 细绳 多媒体课件 实物投影 仪等 五 课时 2 课时 六 教学过程 教学 环节 教师活动学生活动达到目标 5 创设 情境 引入 摩擦 力 学生上台操作 把玻璃珠子放在烧杯里 请学生分 别用塑料筷子和木筷子夹玻璃珠子 看 谁夹的多 在手上沾些洗衣粉水 握住瓶颈部分向上提 提不起来 再将 瓶子擦干净 用毛巾覆盖在瓶颈部分 拿着毛巾向上提瓶 瓶很容易提起 一个大男生穿着滚轮滑冰鞋 一个 小女生穿运动鞋站在地面上拔河 谁能 赢 学生在极大的 快乐中体验摩 擦力的存在 同时体会到摩 擦力的存在有 有利的一面也 有不利的一面 体会事情的两 面性 同时体 会静摩擦力的 相对运动趋势 的方向 让学生主动参 与 成为学习 的主体 在体 验中激发学生 的学习兴趣 并在观察和实 际操作中思考 和体会摩擦现 象 回顾 体会 并总 结摩 擦力 产生 的条 件 同学们先观察下面四幅图 从图中我们 找找看物体是否受到摩擦力的作用 同 时总结物体产生摩擦力的条件及摩擦力 的方向特点 学生总结 老师归纳理顺 产生摩擦力的条件 两个物体的接 触面粗糙 两物体接触且存在压力 1 学生进行 观察 从中发 现 物体受到 摩擦力的条件 与初中的知识 进行比较 归 纳出两种不同 类型的摩擦力 以及摩擦力产 生的条件 2 观察归纳 得出静摩擦力 和滑动摩擦力 的定义及区别 3 学生根据 物体的受力情 1 培养学生从 简单图形的判 断得出简单结 论的能力 同 时由于学生掌 握的知识不足 需要加强指导 培养深入分析 归纳的能力 2 以师生互动 的方式培养学 生的观察能力 和语言表达能 力 用学生对 实例分析 让 学生初步了解 摩擦力 为下 6 两物体间有相对运动或相对运动的趋势 摩擦力的方向 沿接触面的切线方向 况进行分析 判断得出结论 面的探究打基 础 探究 静 摩 擦 力 教师进行演示实验 如图所示 当定滑轮的绳子下端悬挂 50g 砝码时 物块保持静止状态 提出问题 物块静止 判断物块受木板的静摩 擦力有多大 方向如何 你是根据什么 原理判断的 当悬挂的砝码增加到 100g 时 物块 仍保持静止状态 物块此时所受的静摩 擦力的大小 方向如何 设想一下 如果将砝码 B 摘去 静 摩擦力又将如何变化 如果不断增大 B 的重力 物块此时 所受的静摩擦力的大小 方向如何变化 能不能无限的增大 B 的重力 学生讨论回答 问题 大小 F静 F拉 GB 方向 与拉力 方向相反 水 平向左 根据 二力平衡原理 方向不变 大小 F静 F拉 GB 增大 如果将 B 摘去 静摩擦 力变为 0 因为 没有了相对运 动的趋势 如果不断增 大 B 的重力 静摩擦力的大 小也会随着 B 1 使学生认识 到复杂的事物 由简单事物构 成的道理 2 会根据具体 的情况判断静 摩擦力的方向 和大小 3 学生通过具 体问题的分析 求解 重在体 验相对静止 相对运动 相 对运动趋势的 不同 理解 静 的深层含义 7 如果在 A 上再加一个砝码 A 受的 静摩擦力的大小 方向如何变化 由以上可得出怎样的结论 思考 判断静摩擦力方向的方法 的重力的增加 而不断增大 方向仍保持不 变 不能无限 的增大 因为 可能 A 被 B 拉动 此时 A 所受的摩擦力 就变为滑动摩 擦力了 A 受的 静摩擦力大小 和方向均不变 结论 静 摩擦力的大小 随着拉力的增 大而增大 并 与拉力的大小 相等 与所物 体所受的压力 无关 即当物 体只是相对运 动趋势时 此 时 F静 F拉 两种 假设 接触面光滑 看物体的运动 方向 根据受 8 教师说明 总结的很好 只是现在为止 我们只会 二力平衡 以后我们还会学到更多的方 法进行根据运动状态判断静摩擦力的方 向 应用 如图 1 28 所示 A B 两物体重力都等 于 10N 各接触面间摩擦因数都等于 0 3 同时有 F 1N 的两个水平力分别作 用在 A 和 B 上 A 和 B 均静止 则地 面对 B 和 B 对 A 的摩擦力分别为 A 6N 3N B 1N 1N C 0N 1N D 0N 2N 力情况及运动 状态判断 运 用二力平衡 4 物理知识与 应用有机结合 在一起 达到 活学活用 探究 最大 静摩 擦力 提出问题 当悬挂在绳子下端的砝码为 150g 时 物块才刚开始相对于桌面滑动 这时物 块所受的静摩擦力叫什么 它的大小和 方向呢 教师讲解 静摩擦力增大到某数值后就不再增大了 这时静摩擦力达到最大值 叫做最大静 摩擦力 用 fm 表示 最大静摩擦力的 方向 也总是沿接触面切线方向 跟使 物体起动的外力方向相反 或者说跟物 观察并体会物 块受最大静摩 擦力时的特点 多一点即滑动 起来 少一点 则继续保持静 止 1 能从实际的 情形中得出具 体的结论 达 到进一步研究 的目的 2 渗透有问题 通过实验探究 来实现的思想 明确物理是一 门以实验为主 的学科的真实 9 体间相对运动趋势相反 明确 在一般情况下 两个相接触的物体之间 存在着静摩擦力的作用 并不一定处于 最大静摩擦力状态 最大静摩擦力等于 使物体将要开始运动所需的最小推力 提出问题 如果在 A 上再加一定质量的砝码 A 所受的最大静摩擦力的大小如何变化 如果在 A 下铺上一块毛巾 A 所受 的最大静摩擦力的大小如何变化 可以得出什么结论 应用 刚开始的演示实验 在手上沾些洗衣粉 水 握住瓶颈部分向上提 提不起来 再将瓶子擦干净 用毛巾覆盖在瓶颈部 分 拿着毛巾向上提瓶 瓶很容易提起 你能否用所学理论知识进行解释 再进一步思考 生活经验告诉我们 如果不断往瓶里加 水 要使瓶不下滑 必须不断增大手握 瓶的力 你能否用所学理论知识进行解 释这样做的目的吗 大小均变大 最大静摩擦力 的大小与接触 面的压力和接 触面的粗糙程 度有关 解释 为了增 大最大静摩擦 力 采用增大 接触面的粗糙 程度的方法 解释 为了增 大最大静摩擦 力 采用增大 与接触面的压 力的办法 含义 3 对具体 问题的分析过 程的理解 有 增强克服困难 的信心和决心 体验战胜困难 解决物理问题 时的喜悦 4 培养学 生对科学的求 知欲 使学生 乐于探索日常 生活中的物理 学道理 勇于 探究日常生活 中的物理学原 理 若再增大 B 的重力 A 就会运动起来 此时物体所受的摩擦力就称为滑动摩擦 力 学生讨论结果 1 培养学生在 观察物理现象 或物理学习过 10 探究 滑动 摩擦 力 提出问题 滑动摩擦力的大小与什么有关 小组讨 论猜想 根据学生猜想的有关因素 提出探究问 题 小组合作设计方案 验证影响滑动摩擦 力的因素 并测出给定的木块所受的滑 动摩擦力大小 提示 这么多与之有关的因素 我们在进行实 验设计时应注意什么 使用的方法是什 么 老师说明 这种方法叫做控制变量法 小组讨论 如何测量出物块所受的滑动摩擦力的大 小 探究过程 老师给出两个方案 让学生判断哪个方 案更好 并说明理由 1 组织学生小组讨论 设计出他们认为 合理的方案 教师引导学生分析该方案 的优缺点 因为我们只会求物体在受二 力平衡时的受力大小 所以在进行实验 与物体对支持 物的压力 接 触面的粗糙程 度 相互接触 的两物体的材 料 接触面积 等 在进行实验时 应该注意逐个 研究 即把要 研究的因素变 化 而其余条 件不变 实验步骤如下 第一 弹簧测 力计的一端固 定 另一端挂 在木块上 采 用外力拉动长 木板 使木块 和木板之间发 生相对运动 并记录弹簧测 力计的示数 第二 在木块 上加放一个钩 码 采用外力 程中发现问题 有初步提出问 题的能力和胆 量 2 学习拟定简 单的科学研究 的计划和实验 方案 完成对 知识的初步探 究和理解过程 3 鼓励学生从 物理现象和实 验中归纳科学 规律 并能书 面或口头表达 自己的观点 使学生认识到 实验 分析 论证在科学探 究中的重要性 4 培养合作的 11 设计时 一般学生设计的是直接让物体 进行匀速直线运动来求出物体所受的摩 擦力的大小 但是有一个问题 如果能 保证物体一定在做匀速直线运动呢 所 以应尽量避免讨论物体在做匀速直线运 动状态时所受的滑动摩擦力 但是问题 是 静止的物体也能让其受滑动摩擦力 吗 如图 2 把测力计固定 拉动下面的 木板 这样木板不需匀速拉出 测力计 的读数大小也会等于滑块受到的滑动摩 擦力 而且测力计在静止中读数 误差 较小 综上所述 本实验采用第二种方案 误 差较小 2 分组实验 四人一组 第一 第二列 的学生实验用的接触面材料为木块和木 板 第三 第四列的学生实验用的接触 面材料为木块和毛巾 在木板上铺毛巾 即可 把实验数据填入下表 压力1234 摩擦 力 摩擦 力 压力 3 实验结果分析 把学生的实验结果用实物投影仪投出 得出结论 f N 是定值 不同接触面 拉动长木板 使木块和木板 之间发生相对 运动 并记录 弹簧测力计的 示数 第三 取 下钩码 将木 块上订有毛巾 的表面翻转过 来 使其粗糙 的一面和木板 接触 采用外 力拉动长木板 使木块和木板 之间发生相对 运动 并记录 弹簧测力计的 示数 第四 将 木块换另一个 表面 由平放 改为侧放 采 用外力拉动长 木板 使木块 和木板之间发 生相对运动 并记录弹簧测 力计的示数 精神 敢于提 出与别人不同 的见解 勇于 放弃或修正自 己的错误观点 既坚持原则 又尊重他人 5 培养学 生对科学的求 知欲 使学生 乐于探索日常 生活中的物理 学道理 勇于 探究日常用品 中的物理学原 理 12 材料 f N 不同 说明滑动摩擦力的 大小与物体间的正压力成正比 老师说明 比例系数叫动摩擦因素 由接触面的材 料性质决定 作出 FN Ff图象 寻找其中规律 对实验过程和结论进行评估和交流 滑动摩擦力大小与接触面积无关 老师说明 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 即 F FN 跟相互接触的两个物体的材料有关 还跟接触面的粗糙程度有关 没有单位 提示 阅读 P62 表 1 3 了解几种材 料间的动摩擦因数 应用 1 用劲度系数 k 490N m 的弹簧沿水 平方向拉一木板 在水平桌面上做 匀速直线运动 弹簧的长度为 12cm 若在木板上放一质量为 5kg 的 物体 仍用原弹簧沿水平方向匀速 拉动木板 弹簧的长度变为 14cm 试求木板与水平桌面间的动摩擦因 数 2 如图所示 在 u 0 1 的水平面上向 右运动的物体 质量为 20kg 在运 实验结论 由 1 2 两 步骤可以得出 在接触面粗糙 程度一定的情 况下 滑动摩 擦力的大小与 压力的大小有 关 由 1 3 两步骤 可以得出在压 力一定的情况 下 滑动摩擦 力的大小与接 触面的粗糙程 度有关 由