高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用-力2 摩擦力教案

课题高中物理人教版(2019)必修第一册第三章相互作用——力2摩擦力教案课时安排课前准备设计思路一、设计思路：以生活实例（如推箱子、握笔）导入，引导学生感知摩擦力存在；通过实验探究滑动摩擦力与压力、动摩擦因数的关系，得出f=μN；结合受力分析突破方向判断（与相对运动或趋势相反）；类比滑动摩擦力，归纳静摩擦力特点（大小可变，最大值fₘₛ）；通过例题区分两种摩擦力，联系实际应用，深化概念理解。核心素养目标分析二、核心素养目标分析：通过摩擦力概念形成，深化“相互作用”物理观念；分析摩擦力方向与大小，提升模型建构与科学推理能力；探究滑动摩擦力影响因素，培养实验设计与数据处理素养；结合生活实例（如刹车、传送带），体会物理应用，增强社会责任感与科学态度。重点难点及解决办法三、重点难点及解决办法：重点：摩擦力产生条件、大小计算（滑动摩擦力f=μN、静摩擦力0＜f≤fₘₐₓ）、方向判断（与相对运动或趋势相反）。难点：静摩擦力方向判断（相对运动趋势分析）、静摩擦力大小动态变化。解决办法：实验演示（木板拉动木块）观察静摩擦力随拉力变化，结合受力分析图示强化方向判断；通过例题对比滑动与静摩擦力，结合传送带、刹车等实例突破动态分析，理解静摩擦力“被动适应”特点。教学资源软硬件资源：弹簧测力计、木块、木板、砝码、毛巾、多媒体投影仪、实物展台；

课程平台：校园智慧教学平台（预习任务、课后作业发布）；

信息化资源：摩擦力概念PPT课件（含生活实例图片、受力分析动画）、物理仿真实验软件（滑动摩擦力影响因素模拟）；

教学手段：演示实验、小组合作探究、板书受力分析图示。教学过程设计**1.导入新课（5分钟）**

目标：引起学生对摩擦力的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“同学们，为什么我们走路时不会轻易滑倒？为什么用力推静止的箱子，箱子可能不动但手会感到阻力？”

展示图片：汽车刹车痕迹、传送带运送货物、人握笔写字的情景。

简短介绍：摩擦力是常见的力，存在于接触面间，影响物体运动状态，本节课将系统学习其规律。

**2.摩擦力基础知识讲解（10分钟）**

目标：让学生掌握摩擦力的定义、分类及产生条件。

过程：

讲解定义：摩擦力是相互接触的物体间，有相对运动或趋势时产生的阻碍作用力。

分类与条件：

-滑动摩擦力：接触面粗糙、有相对运动、接触面间有弹力（压力）。

-静摩擦力：接触面粗糙、有相对运动趋势、接触面间有弹力。

**3.摩擦力案例分析（20分钟）**

目标：通过案例深化对摩擦力特性及计算的理解。

过程：

案例1：滑动摩擦力大小计算

背景：用弹簧测力计拉动木块在木板上匀速运动。

特点：拉力等于摩擦力，改变压力（加砝码）或接触面（铺毛巾），记录数据。

意义：验证公式\(f=\muN\)，理解动摩擦因数\(\mu\)由接触面性质决定。

案例2：静摩擦力动态变化

背景：用水平力推静止木块，观察木块未动时摩擦力的变化。

特点：静摩擦力随推力增大而增大，最大值\(f_{\text{max}}=\mu_sN\)。

小组讨论：传送带运输货物时，货物受静摩擦力还是滑动摩擦力？如何增大货物与传送带的摩擦？每组提出改进方案（如增大接触面粗糙度、调整压力）。

**4.学生小组讨论（10分钟）**

目标：培养合作探究能力，应用摩擦力知识解决实际问题。

过程：

分组任务：每组选择一个主题讨论：

-主题1：自行车刹车时，闸皮与车轮间的摩擦类型及作用。

-主题2：如何减小机械运转中的有害摩擦？

-主题3：体操运动员在单杠上如何利用静摩擦力？

讨论要求：分析现状、挑战及解决方案，每组推选代表展示。

**5.课堂展示与点评（15分钟）**

目标：锻炼表达能力，深化对摩擦力应用的理解。

过程：

代表展示：

-组1：自行车刹车是滑动摩擦，闸片需耐磨且与轮圈接触紧密。

-组2：有害摩擦可通过加润滑油、滚动轴承减小。

-组3：运动员通过增大手与单杠间的压力和粗糙度增大静摩擦力。

互动点评：教师引导学生提问（如“滚动轴承如何减小摩擦？”），总结关键点：区分摩擦类型、分析受力条件、优化接触面。

**6.课堂小结（5分钟）**

目标：巩固核心知识，联系实际应用。

过程：

回顾内容：

-摩擦力定义、分类及产生条件。

-滑动摩擦力公式\(f=\muN\)，静摩擦力\(0<f\leqf_{\text{max}}\)。

-方向判断与实际应用（刹车、传送带、生活工具）。

强调价值：摩擦力既可阻碍运动（有害），也可提供动力（有益），需辩证看待。

课后作业：

1.教材P60习题3-2（滑动摩擦力计算）。

2.观察家中一件物品（如门把手、滑轮），分析其中摩擦力的作用并提出优化建议。学生学习效果六、学生学习效果

**一、知识掌握：系统构建摩擦力概念体系**

学生能够准确表述摩擦力的定义，明确“相互接触、有相对运动或趋势、接触面粗糙、接触面间有弹力”四个产生条件，区分滑动摩擦力与静摩擦力的本质差异。对于滑动摩擦力，学生掌握公式\(f=\muN\)的物理意义，理解动摩擦因数\(\mu\)由接触面材料及粗糙程度决定，与压力、接触面积无关；能通过实验数据验证\(\mu\)的特性，完成教材P60例题的定量计算，误差控制在5%以内。对于静摩擦力，学生理解其“被动适应”特点，掌握大小范围\(0<f\leqf_{\text{max}}\)，能分析推箱子时静摩擦力随推力变化的动态过程，判断最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系（通常\(f_{\text{max}}\)略大于\(f_{\text{滑动}}\)）。在方向判断上，学生能通过“相对运动方向或趋势”确定摩擦力方向，例如分析传送带上货物随传送带加速运动时，静摩擦力方向与运动方向相同；刹车时，闸片与车轮间滑动摩擦力方向阻碍车轮转动。

**二、能力提升：强化科学探究与问题解决能力**

1.**实验探究能力**：学生能独立完成“探究滑动摩擦力影响因素”实验，掌握控制变量法（保持接触面不变改变压力，保持压力不变改变接触面），正确使用弹簧测力计测量摩擦力（保持木块匀速运动，读数等于拉力），处理实验数据并绘制\(f-N\)图像，通过图像斜率计算动摩擦因数。例如，木块在木板上实验中，学生能通过图像斜率得出\(\mu=0.25\)，与教材数据一致。

2.**受力分析能力**：学生能对物体进行受力分析，准确判断摩擦力存在与否及方向。例如，分析斜面上物体静止时，能结合重力分力判断静摩擦力方向沿斜面向上；分析叠放物体被拉动时，能区分两物体间的摩擦力（滑动或静摩擦）及地面对物体的摩擦力。

3.**问题解决能力**：学生能应用摩擦力知识解决实际问题。例如，分析“为什么拔河比赛要穿花纹鞋底”（增大接触面粗糙度，提高最大静摩擦力）；解释“汽车在冰雪路面打滑的原因”（动摩擦因数减小，摩擦力不足）；设计“减小机械轴承摩擦的方法”（用滚动代替滑动、加润滑油）。

**三、素养发展：深化科学思维与责任意识**

1.**科学思维**：学生通过区分滑动与静摩擦力，建立“分类讨论”思维；通过分析摩擦力方向与运动方向的关系，形成“力与运动”的关联意识；通过实验探究，理解“控制变量”“数据处理”等科学方法。例如，在讨论“传送带启动时货物打滑”问题时，学生能从摩擦力类型（静摩擦→滑动摩擦）、受力平衡等角度综合分析，体现逻辑推理能力。

2.**科学探究**：小组讨论中，学生能主动提出问题（如“如何增大手与单杠的摩擦？”），设计解决方案（戴镁粉、增大手部压力），并通过实验验证（模拟单杠实验，比较干燥与潮湿手面的摩擦力），培养创新意识和合作能力。

3.**科学态度与责任**：学生能辩证看待摩擦力的作用，认识到摩擦力既有“阻碍运动”的有害一面（如机械磨损），也有“提供动力”的有益一面（如走路、刹车）。通过分析“汽车ABS防抱死系统”原理（利用滑动摩擦力小于静摩擦力，避免轮胎抱死），体会物理知识在技术发展中的应用，增强社会责任感和科学态度。

**四、实际应用：知识迁移与生活联结**

学生能将摩擦力知识与生活现象紧密结合。例如，观察自行车刹车时，能分析闸皮与车轮间是滑动摩擦，且压力越大摩擦力越大，解释“为什么捏刹车的力度越大，刹车效果越明显”；观察门把手时，能提出“在门把手表面增加纹路以增大摩擦，便于抓握”的优化建议。课后作业中，学生能完成教材习题3-2（计算不同压力下的滑动摩擦力），并撰写“家庭物品摩擦力分析”报告，如分析“抽屉抽拉时的摩擦力类型及减小方法”，体现知识的实际应用能力。

综上，本节课学习后，学生不仅扎实掌握了摩擦力的核心知识，还提升了科学探究、问题解决和思维能力，形成了“从生活走向物理，从物理走向社会”的学科素养，为后续学习牛顿运动定律、圆周运动等内容奠定了坚实基础。重点题型整理1.一个质量为10kg的木块在水平木板上滑动，动摩擦因数为0.3，求木块受到的滑动摩擦力大小。（g取10N/kg）

答案：压力N=mg=10×10=100N，f=μN=0.3×100=30N。

2.物体放在水平传送带上，传送带加速向右运动，物体相对传送带静止，判断物体受到的摩擦力方向。

答案：摩擦力方向向右，因为物体有向左的运动趋势。

3.用12N的水平力推一个静止的箱子，箱子未动，最大静摩擦力为18N，求箱子受到的静摩擦力大小。

答案：静摩擦力大小等于推力12N，因为箱子未动。

4.在探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度关系的实验中，木块在木板上摩擦力为8N，在毛巾上摩擦力为12N，压力相同，比较动摩擦因数大小。

答案：毛巾上动摩擦因数较大，因为摩擦力大小与粗糙程度成正比。

5.解释为什么自行车刹车时捏刹车的力度越大，刹车效果越明显。

答案：因为闸片与车轮间是滑动摩擦，压力增大时摩擦力增大，从而增大刹车效果。教学反思八、教学反思

这节课孩子们对摩擦力的理解比预期深入，特别是通过实验亲手测量滑动摩擦力后，对f=μN的公式掌握得很扎实。不过静摩擦力的方向判断还是难点，几个孩子在分析传送带问题时卡住了，容易把“相对运动趋势”和“实际运动方向”搞混。下次得用更多动态演示，比如用手推静止箱子时逐步增加推力，让学生直观感受静摩擦力如何