浙教版科学七下 研究性学习课题三《自行车增大和减小摩擦力的措施》教学设计

浙教版科学七下研究性学习课题三《自行车增大和减小摩擦力的措施》教学设计科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）浙教版科学七下研究性学习课题三《自行车增大和减小摩擦力的措施》教学设计设计思路同学们，今天我们要一起探索一个有趣的话题——《自行车增大和减小摩擦力的措施》。这节课，我们不仅要学习课本上的知识，还要动手实践，体验科学的魅力。我会通过一系列生动有趣的活动，引导你们思考摩擦力的奥秘，让你们在轻松愉快的氛围中掌握科学知识。让我们一起踏上这趟科学之旅吧！🚴‍♂️🚴‍♀️🌟核心素养目标重点难点及解决办法重点：掌握自行车增大和减小摩擦力的方法及其原理。

难点：理解摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系，并能将理论应用于实际生活中。

解决办法：

1.通过实验演示和小组讨论，帮助学生直观理解摩擦力的作用。

2.结合实际案例，如自行车刹车系统，让学生分析摩擦力变化的原因。

3.设计实践操作环节，让学生亲手调整自行车部件，感受摩擦力的变化。

4.采用问题引导法，逐步引导学生深入思考摩擦力的原理和影响因素。

5.鼓励学生课后查阅资料，拓展知识面，增强对摩擦力知识的理解。教学资源-软硬件资源：自行车模型、摩擦力测量仪、电子秤、计时器

-课程平台：学校科学实验室、多媒体教学设备

-信息化资源：摩擦力相关教学视频、科学实验软件、在线科学教育资源网站

-教学手段：实物展示、实验操作、小组讨论、多媒体课件展示教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生观看关于摩擦力基本概念的科普视频，并完成简单的笔记。

-设计预习问题：围绕《自行车增大和减小摩擦力的措施》课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“你认为自行车刹车时摩擦力是如何产生的？有哪些方法可以增大或减小摩擦力？”

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过学生提交的预习笔记或思维导图来评估预习质量。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解摩擦力的基本概念和自行车摩擦力的应用。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解课题，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示自行车在实际使用中的摩擦力现象，如急刹车时的滑行距离，引出课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解摩擦力的原理，以及自行车增大和减小摩擦力的方法，如刹车系统的工作原理。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同自行车部件如何影响摩擦力大小，并设计实验方案来验证。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论，提出自己的观点，并尝试设计实验来验证摩擦力的变化。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解摩擦力的原理。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握摩擦力的应用。

作用与目的：

-帮助学生深入理解摩擦力的知识点，掌握增大和减小摩擦力的方法。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置设计一个自行车刹车系统的改进方案，考虑如何增大或减小摩擦力以提高安全性。

-提供拓展资源：推荐相关科学网站和书籍，供学生进一步探索摩擦力的奥秘。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的作业，设计出具有创新性的自行车刹车系统改进方案。

-拓展学习：利用老师提供的资源，进一步研究摩擦力的相关知识。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源：

自行车作为一种常见的交通工具，其设计原理与摩擦力密切相关。以下是与本节课教学内容相关的拓展资源：

（1）摩擦力的历史与发展：介绍摩擦力的概念、发现历程以及在不同领域的应用，如物理学、工程学等。

（2）摩擦力的计算方法：讲解摩擦力的计算公式及其应用，如滑动摩擦力、滚动摩擦力等。

（3）自行车摩擦力实验：介绍自行车摩擦力实验的原理、步骤和注意事项，如测量刹车块与车轮之间的摩擦力等。

（4）摩擦材料的研究与应用：介绍不同摩擦材料的特点、性能及其在自行车上的应用，如刹车片、轮胎等。

（5）自行车设计原理：讲解自行车各部件的设计原理及其与摩擦力的关系，如刹车系统、轮胎、轴承等。

2.拓展建议：

（1）阅读相关科普书籍或文章，了解摩擦力在不同领域的应用。

（2）通过网络或图书馆资源，查阅摩擦力实验的相关资料，了解实验原理和步骤。

（3）参与学校或社区组织的科学实验活动，亲自动手进行摩擦力实验，感受科学探究的乐趣。

（4）关注自行车设计领域的最新动态，了解新型摩擦材料和技术在自行车中的应用。

（5）结合所学知识，思考如何改进自行车的摩擦力设计，提高骑行舒适度和安全性。

具体拓展学习建议如下：

（1）阅读《摩擦力：科学家的故事》一书，了解摩擦力在物理学发展史上的重要地位。

（2）查阅《自行车设计原理》一书，了解自行车各部件的设计原理及其与摩擦力的关系。

（3）通过在线实验平台，进行摩擦力实验，如测量刹车块与车轮之间的摩擦力等。

（4）观看科普视频，了解不同摩擦材料的特点和性能。

（5）参与学校组织的科学竞赛或创新活动，尝试设计一款具有改进摩擦力设计的自行车。典型例题讲解例题1：

一辆自行车的轮胎直径为0.7米，当自行车以10米/秒的速度匀速行驶时，求轮胎每秒转动的次数。

解答：

首先，计算轮胎的周长，即圆的周长公式C=πd，其中d为轮胎直径，π取3.14。

C=3.14×0.7=2.198米

然后，根据速度公式v=s/t，其中v为速度，s为路程，t为时间，可以计算出自行车每秒行驶的路程。

s=v×t=10×1=10米

最后，用每秒行驶的路程除以轮胎的周长，得到轮胎每秒转动的次数。

次数=s/C=10/2.198≈4.55次

答：轮胎每秒转动的次数约为4.55次。

例题2：

一辆自行车的刹车片与轮胎之间的摩擦系数为0.5，如果自行车以20米/秒的速度行驶，求刹车后自行车滑行的最短距离。

解答：

首先，根据摩擦力的计算公式F=μN，其中F为摩擦力，μ为摩擦系数，N为法向力（此处等于重力，即mg）。

F=0.5×mg

然后，根据牛顿第二定律F=ma，其中a为加速度，m为质量，可以求出刹车时的加速度。

a=F/m=0.5g

由于刹车时速度逐渐减小，加速度为负值，所以a=-0.5g

最后，根据运动学公式v²=u²+2as，其中v为最终速度，u为初速度，s为位移，可以求出刹车后滑行的最短距离。

0=20²+2(-0.5g)s

s=(20²)/(2×0.5g)

s=400/(1×9.8)

s≈40.82米

答：刹车后自行车滑行的最短距离约为40.82米。

例题3：

一辆自行车在水平路面上行驶，如果自行车的重量为200N，轮胎与地面的摩擦系数为0.3，求自行车以10米/秒的速度匀速行驶时所需的牵引力。

解答：

首先，根据摩擦力的计算公式F=μN，其中F为摩擦力，μ为摩擦系数，N为法向力（此处等于重力，即mg）。

F=0.3×200N=60N

由于自行车匀速行驶，牵引力必须等于摩擦力，因此牵引力F牵引=F摩擦=60N。

答：自行车以10米/秒的速度匀速行驶时所需的牵引力为60N。

例题4：

一辆自行车的刹车系统在刹车块与轮胎之间施加了200N的摩擦力，如果自行车的质量为30kg，求刹车时的加速度。

解答：

首先，根据牛顿第二定律F=ma，其中F为力，m为质量，a为加速度。

a=F/m=200N/30kg≈6.67m/s²

由于刹车时速度逐渐减小，加速度为负值，所以a=-6.67m/s²。

答：刹车时的加速度约为-6.67m/s²。

例题5：

一辆自行车的轮胎在水平路面上滚动，如果轮胎的半径为0.35米，轮胎每转一圈所受的滚动摩擦力为10N，求自行车以5米/秒的速度行驶时所需的牵引力。

解答：

首先，计算轮胎的周长，即圆的周长公式C=2πr，其中r为轮胎半径，π取3.14。

C=2×3.14×0.35=2.198米

然后，计算轮胎每秒转动的次数，即速度除以周长。

次数=5m/s/2.198m=2.27次/秒

接着，计算轮胎每秒所受的滚动摩擦力总和。

总和=次数×每转一圈的摩擦力=2.27×10N≈22.7N

由于自行车匀速行驶，牵引力必须等于滚动摩擦力的总和，因此牵引力F牵引≈22.7N。

答：自行车以5米/秒的速度行驶时所需的牵引力约为22.7N。教学评价1.课堂评价：

在课堂教学中，我将采用多种评价方式来了解学生的学习情况，并及时发现并解决问题。

-提问：通过提问，我可以评估学生对知识点的理解程度。例如，我会问：“同学们，谁能解释一下什么是摩擦力？”或者“你们认为增大摩擦力的方法有哪些？”

-观察：通过观察学生的参与度和互动情况，我可以了解他们对课堂内容的兴趣和掌握程度。例如，我会注意学生在实验操作中的专注程度和在小组讨论中的发言情况。

-小组活动：通过小组活动，我可以观察学生的合作能力和问题解决能力。我会评估他们在小组中的角色和贡献，以及他们如何共同完成任务。

-实时反馈：在课堂教学中，我会提供即时的反馈，以帮助学生纠正错误和理解难点。例如，在学生进行实验时，我会立即指出他们的操作是否正确。

2.作业评价：

作业是检验学生学习效果的重要手段，我将对学生作业进行以下评价：

-认真批改：我会仔细阅读每一份作业，确保对学生的努力给予公正的评价。

-点评与反馈：在批改作业时，我会给出详细的点评，指出学生的优点和需要改进的地方。例如，“你的实验设计很有创意，但在数据分析部分可以更加细致。”

-及时反馈：我会尽快将作业批改结果反馈给学生，以便他们了解自己的学习进度和需要改进的地方。

-鼓励与支持：在评价中，我会鼓励学生继续努力，特别是对于那些表现出色或有进步的学生，我会给予积极的肯定和鼓励。

3.形成性评价与总结性评价相结合：

-形成性评价：通过课堂提问、观察、小组活动和作业反馈，我可以持续监控学生的学习过程，提供个性化的指导。

-总结性评价：在课程结束后，我会通过小测验或期末考试来评估学生对摩擦力相关知识的掌握程度。

4.家长沟通：

为了全面了解学生的学习情况，我会与家长保持沟通，分享学生的学习进展和评价结果，共同促进学生的成长。

5.自我评价：

作为教师，我也会对自己的教学进行反思和评价，确保教学方法的适宜性和教学内容的准确性，不断提升教学质量。内容逻辑关系①自行车摩擦力的基本概念

-知识点：摩擦力的定义、分类（静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力）

-词：摩擦力、静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦

-句：