六、学生实验：探究-摩擦力的大小与什么有关教学设计初中物理八年级下册北师大版（闫金铎）

六、学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关教学设计初中物理八年级下册北师大版（闫金铎）授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路一、设计思路以课本探究活动为基础，围绕“摩擦力大小与什么有关”核心问题，引导学生经历“猜想—设计实验—分析数据—得出结论”的探究过程。结合二力平衡知识，用弹簧测力计匀速拉动测摩擦力，重点渗透控制变量法，通过改变压力、接触面粗糙程度等变量，让学生通过实验操作与数据分析，主动构建摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度的关系，培养科学探究能力与实证意识。核心素养目标分析二、核心素养目标分析通过探究摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度的关系，形成“力与运动”的物理观念；运用控制变量法设计实验、分析数据，提升科学思维能力；经历猜想、实验操作、论证过程，培养科学探究能力与实证意识；在小组合作中养成严谨求实的科学态度，体会物理知识在生活中的应用，增强社会责任感。教学难点与重点三、教学难点与重点1.教学重点，①探究摩擦力大小与压力大小的关系，理解压力对摩擦力的影响；②探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，理解接触面对摩擦力的影响；③掌握控制变量法在实验中的应用，确保实验变量的单一性。2.教学难点，①正确理解压力与重力的区别，避免将压力等同于重力；②实验中通过弹簧测力计匀速拉动木块，准确测量摩擦力大小，克服操作中的误差；③分析实验数据，归纳总结摩擦力大小与各因素之间的定量关系，提升逻辑推理能力。教学方法与手段四、教学方法与手段教学方法：①实验法，学生分组操作探究摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系；②讨论法，引导学生猜想影响因素并交流实验设计；③讲授法，点拨控制变量法及实验注意事项。教学手段：①多媒体展示实验步骤和操作规范动画；②实物教具（弹簧测力计、木块、砝码）辅助演示；③小组合作记录数据并展示分析结果。教学过程1.导入（约5分钟）：

激发兴趣：播放视频展示汽车急刹车、拔河比赛等场景，提问“为什么这些场景需要摩擦力？摩擦力大小由什么决定？”引发学生思考。

回顾旧知：回顾二力平衡条件，强调弹簧测力计测量摩擦力需保持匀速直线运动；复习力的作用效果，为探究摩擦力影响因素铺垫。

2.新课呈现（约30分钟）：

讲解新知：

①定义摩擦力：两个相互接触的物体，当它们做相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动的力。

②方向：与相对运动或趋势方向相反。

举例说明：

①举例手推书本，书本静止时受静摩擦力；滑动时受滑动摩擦力。

②举例不同材质鞋底在冰面与地面的摩擦力差异，说明接触面影响。

互动探究：

①分组实验：每组分弹簧测力计、木块、砝码、毛巾、棉布、木板。

②猜想：学生提出压力、接触面粗糙程度可能影响摩擦力。

③设计实验：

-控制变量法：保持接触面不变，改变压力（加砝码）；保持压力不变，改变接触面（毛巾/棉布/木板）。

-操作：用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记录示数。

④数据记录：

|实验次数|压力/N|接触面|摩擦力/N|

|----------|--------|--------|----------|

|1|2|木板|0.8|

|2|4|木板|1.6|

|3|4|毛巾|2.4|

⑤分析结论：

-压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。

-关系式：f=μN（μ为动摩擦因数）。

3.巩固练习（约10分钟）：

学生活动：

①设计实验：如何探究摩擦力与物体运动速度的关系？

②应用：解释雪地防滑链原理，分析书包背带加宽的作用。

教师指导：

①强调控制变量法，确保速度唯一变化。

②引导学生将结论应用于生活实例，如自行车刹车时增大压力。

梳理摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度的关系；强调控制变量法在实验中的核心作用；布置作业：完成实验报告，举例说明生活中增大或减小摩擦力的实例。知识点梳理六、知识点梳理1.摩擦力的定义：两个相互接触的物体，当它们做相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2.摩擦力的产生条件：①物体间相互接触且接触面不光滑；②物体间有相对运动或相对运动趋势；③接触面间存在压力。3.摩擦力的方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，总起阻碍作用。4.摩擦力的分类：①静摩擦力：物体间有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力；②滑动摩擦力：物体间发生相对滑动时产生的摩擦力；③滚动摩擦力：物体滚动时产生的摩擦力，通常小于滑动摩擦力。5.探究影响滑动摩擦力大小因素的实验：①猜想：可能与压力大小、接触面粗糙程度、物体运动速度、接触面积大小有关；②实验方法：控制变量法；③实验器材：弹簧测力计、木块、砝码、长木板、棉布、毛巾；④实验步骤：a.用弹簧测力计水平匀速拉动木块，测出木块在木板上滑动时的摩擦力；b.在木块上放砝码，改变压力，测出摩擦力；c.分别将棉布、毛巾铺在木板上，改变接触面粗糙程度，测出摩擦力；d.保持其他条件不变，改变木块与木板的接触面积，测出摩擦力（验证接触面积是否影响）；⑤实验结论：a.滑动摩擦力大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大；b.滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；c.滑动摩擦力大小与物体运动速度无关（在实验误差允许范围内）；d.滑动摩擦力大小与接触面积大小无关（在压力和接触面粗糙程度不变时）。6.滑动摩擦力的大小计算：①定性关系：滑动摩擦力大小与压力成正比，与接触面粗糙程度有关；②定量关系：f=μN，其中f为滑动摩擦力，μ为动摩擦因数（与接触面材料和粗糙程度有关，无单位），N为压力（物体间垂直作用力）。7.压力与重力的区别：①重力是由于地球吸引而产生的力，方向竖直向下；②压力是垂直作用在物体表面上的力，方向垂直于接触面，压力可以由重力产生，也可以由其他力产生，大小不一定等于重力。8.增大有益摩擦的方法：①增大压力，如用力捏紧刹车把手；②使接触面更粗糙，如鞋底和轮胎上做有花纹；③变滚动为滑动（如刹车时）。9.减小有害摩擦的方法：①减小压力，如减轻物体的重量；②使接触面更光滑，如给机器加润滑油；③用滚动代替滑动，如行李箱装轮子；④使接触面彼此分离，如磁悬浮列车。10.摩擦力在生活中的应用：①人走路时，鞋底与地面间的静摩擦力使人前进；②手握瓶子时，静摩擦力防止瓶子滑落；③汽车轮胎表面有花纹，增大与地面的摩擦力；④自行车刹车时，闸皮与车轮间的滑动摩擦力使车停下；⑤传送带通过摩擦力输送货物。11.实验注意事项：①弹簧测力计使用前要调零；②水平拉动木块时要保持匀速直线运动，此时拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；③读数时视线要与弹簧测力计刻度线垂直；④多次测量求平均值，减小误差。12.摩擦力的测量原理：利用二力平衡，用弹簧测力计水平匀速拉动物体，拉力的大小等于滑动摩擦力的大小。13.动摩擦因数的物理意义：反映接触面粗糙程度的物理量，μ越大，接触面越粗糙，相同压力下滑动摩擦力越大。14.静摩擦力的特点：①静摩擦力的大小与使物体产生相对运动趋势的力有关，随外力的增大而增大；②静摩擦力的最大值等于使物体开始运动的最小外力；③静摩擦力的范围：0＜f静≤fmax。15.滑动摩擦力的特点：①滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与物体运动速度、接触面积无关；②滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，可能与物体运动方向相同或相反，如传送带上的货物，摩擦力推动货物前进。16.摩擦力的利与弊：①有利方面：如人走路、抓取物体、汽车行驶等；②有害方面：如机器转动时部件间的摩擦损耗能量、磨损零件等。17.控制变量法的应用：在探究影响滑动摩擦力大小因素时，控制其他因素不变，只改变一个因素，研究该因素对滑动摩擦力的影响。18.实验数据记录与处理：①设计表格记录实验数据，如压力、接触面、摩擦力；②通过分析数据得出结论，如压力增大为原来的几倍，摩擦力也增大为原来的几倍，说明摩擦力与压力成正比。19.误差分析：①弹簧测力计读数误差；②木块未完全水平匀速运动，导致拉力与摩擦力不等；③接触面粗糙程度不均匀。20.摩擦力与压强的关系：摩擦力与压力有关，压强是压力的作用效果，与受力面积有关，但摩擦力大小与接触面积无关，因此摩擦力与压强无直接关系。典型例题讲解七、典型例题讲解1.例题：一个木块重5N，放在水平木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动时，示数为1.2N，求木块与木板间的动摩擦因数。答案：木块对木板压力N=G=5N，滑动摩擦力f=1.2N，由f=μN得μ=f/N=1.2/5=0.24。2.例题：同一木块分别在木板、棉布、毛巾上匀速滑动，测得摩擦力分别为0.8N、1.2N、1.8N，说明什么？答案：接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。3.例题：拔河比赛时，运动员为什么要穿鞋底有花纹的鞋？答案：增大接触面粗糙程度，增大有益摩擦，防止滑倒。4.例题：机器转动部分为什么要加润滑油？答案：使接触面更光滑，减小有害摩擦，保护机器。5.例题：用弹簧测力计拉木块在水平面上做匀速直线运动时，若拉力突然增大，木块受摩擦力如何变化？答案：滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，二者不变，摩擦力不变。板书设计八、板书设计①核心概念：摩擦力定义（阻碍相对运动或趋势的力）；产生条件（接触、不光滑、有压力）；方向（与相对运动或趋势相反）②实验探究：控制变量法（改变压力、接触面）；实验步骤（匀速拉动、记录示数）；结论（压力越大、接触面越粗糙，摩擦力越大）③应用实例：增大摩擦（增大压力、接触面粗糙，如鞋底花纹）；减小摩擦（减小压力、接触面光滑、滚动代替滑动，如加润滑油、行李箱轮子）教学评价与反馈1.课堂表现：学生能主动参与摩擦力定义及影响因素的讨论，实验操作中能正确使用弹簧测力计，但部分学生拉动木块时未保持水平匀速，导致数据记录偏差。

2.小组讨论成果展示：各小组能合理猜想压力、接触面粗糙程度为摩擦力影响因素，实验设计体现控制变量法，但个别小组未明确控制接触面积不变，需强化变量单一性意识。

3.随堂测试：完成摩擦力计算题（如f=μN应用）、判断题（如“摩擦力与物体运动速度有关”）及生活