2019年高中物理 第三章 第3节 摩擦力教案 新人教版必修1

2019年高中物理第三章第3节摩擦力教案新人教版必修1教学内容2019年高中物理第三章第3节“摩擦力”，内容包括摩擦力的产生条件、滑动摩擦力与静摩擦力的区别、摩擦力的计算方法等，旨在让学生理解摩擦力的基本概念，掌握摩擦力的计算和应用。核心素养目标培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高学生的科学探究和科学思维素养。通过摩擦力现象的观察和分析，锻炼学生的实验操作技能和数据处理能力，同时强化学生对于物理规律与生活实际的联系的认识。教学难点与重点1.教学重点：

-明确摩擦力的产生条件，理解摩擦力与接触面粗糙程度、压力大小的关系。

-掌握滑动摩擦力和静摩擦力的计算公式及其应用。

-通过实例分析，让学生理解摩擦力在日常生活和工程技术中的应用。

2.教学难点：

-理解摩擦力的产生机制，区分摩擦力与弹力的不同。

-正确区分滑动摩擦力和静摩擦力，并能准确计算。

-在复杂情境中，能够灵活运用摩擦力的知识解决实际问题。

例如，学生在计算滑动摩擦力时，可能会遇到如何确定最大静摩擦力的问题，这是教学中的一个难点。教师可以通过实际操作实验，让学生观察摩擦力的变化，从而帮助学生理解摩擦力的动态变化过程，进而突破这一难点。教学资源-软硬件资源：物理实验器材（如弹簧测力计、木块、砝码、粗糙表面材料等）

-课程平台：多媒体教学设备（如投影仪、电子白板）

-信息化资源：摩擦力相关教学视频、动画演示

-教学手段：实物演示、小组讨论、课堂练习教学实施过程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。

设计预习问题：围绕“摩擦力的基本概念和计算”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“摩擦力是如何产生的？如何计算摩擦力？摩擦力在日常生活中的应用有哪些？”

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。

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计算方法。

-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，例如“为什么不同材料的摩擦力不同？”

-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，以便教师了解学生的预习情况。

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：

-帮助学生提前了解摩擦力的基本概念和计算方法，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，为后续课堂讨论和实验打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示生活中摩擦力的实例（如鞋底防滑设计），引出摩擦力课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解摩擦力的产生条件、滑动摩擦力和静摩擦力的区别及其计算方法。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容提出摩擦力的应用案例，并分析其计算过程。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“为什么摩擦力与接触面粗糙程度有关？”进行及时解答和指导。

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，体验摩擦力知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

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核心知识点。

-实践活动法：设计小组实验，让学生通过实际操作验证摩擦力的计算。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解摩擦力的基本概念和计算方法，掌握摩擦力的应用。

-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：根据摩擦力课题，布置设计不同情境下摩擦力计算的应用题，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与摩擦力相关的拓展资源，如“摩擦学原理”的科普书籍或在线课程。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，如“你的计算方法正确，但在实际应用中如何考虑摩擦力的变化？”

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考，如“探索摩擦力在其他物理现象中的应用。”

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议，例如“我在计算摩擦力时，应该注意哪些细节？”

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摩擦力知识点和技能。

-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。教师随笔Xx拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《摩擦学原理与应用》：这本书详细介绍了摩擦力的基本原理以及它在工程和工业中的应用，适合对摩擦力有更深入兴趣的学生阅读。

-《物理实验教程》中的“摩擦力的测量”章节：提供了摩擦力测量的实验方法和数据分析，有助于学生将理论知识应用于实践。

-《摩擦力在生活中的应用》科普文章：通过实例介绍摩擦力在日常生活和科技领域的应用，如轮胎设计、运动鞋材料等。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-**探究不同材料对摩擦力的影响**：

-学生可以设计实验，比较不同材料（如木材、橡胶、金属等）的摩擦系数。

-分析材料表面粗糙度、硬度等因素对摩擦力的影响。

-**研究摩擦力在运动中的应用**：

-探讨运动鞋底设计如何通过增加摩擦力来提高运动表现。

-分析汽车轮胎在雨天和干燥路面上的摩擦力差异。

-**探索摩擦力在工程中的应用**：

-研究轴承设计如何减少摩擦力，提高机械效率。

-分析高速列车和飞机如何通过减小摩擦力来提高速度和燃油效率。

-**摩擦力与能量转换**：

-探讨摩擦力在能量转换过程中的作用，例如在发电厂中，水轮机如何通过摩擦力将水能转换为电能。

-研究在电动汽车中，摩擦力如何影响能量消耗和续航里程。

-**摩擦力与生物运动**：

-分析动物的运动如何利用摩擦力，例如爬行动物如何利用足部与地面的摩擦力前进。

-探究昆虫如何通过足部结构适应不同地面的摩擦力。

-**摩擦力在航天领域的应用**：

-研究航天器表面材料如何设计以减少大气摩擦力的影响。

-分析摩擦力在火箭发射和返回地球过程中的作用。

通过这些拓展和延伸活动，学生不仅能够加深对摩擦力知识的理解，还能够培养他们的探究能力和创新思维。这些活动有助于学生在实际情境中应用物理知识，同时也为他们未来的学习和职业发展打下坚实的基础。教师随笔Xx板书设计①摩擦力的基本概念

-摩擦力的定义：两个接触面之间的相互作用力，阻碍相对运动。

-摩擦力的分类：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。

②摩擦力的产生条件

-接触面粗糙：两个物体接触面不光滑。

-有相对运动或相对运动趋势：物体间存在相对位移或试图产生位移。

③滑动摩擦力和静摩擦力的区别

-滑动摩擦力：物体相对滑动时产生的摩擦力。

-静摩擦力：物体未滑动时，抵抗相对运动趋势的摩擦力。

④摩擦力的计算公式

-滑动摩擦力：\(f=\mu\cdotN\)

-静摩擦力：\(f\leq\mu_s\cdotN\)

其中，\(f\)为摩擦力，\(\mu\)为摩擦系数，\(N\)为正压力，\(\mu_s\)为静摩擦系数。

⑤摩擦力的应用

-日常生活：鞋底防滑、汽车刹车。

-工程技术：轴承设计、轮胎材料。

-科学研究：摩擦学原理、摩擦力与能量转换。课后作业1.作业题目：一个物体放在水平地面上，重为50N，当用水平力推物体时，物体刚要开始滑动，此时水平推力为多大？已知物体与地面之间的摩擦系数为0.2。

解答：当物体刚要开始滑动时，静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力。根据公式\(f_{\text{静摩擦力}}=\mu_s\cdotN\)，其中\(\mu_s\)为静摩擦系数，\(N\)为正压力。因为物体在水平地面上，正压力等于物体的重力，所以\(N=50N\)。代入公式得\(f_{\text{静摩擦力}}=0.2\cdot50N=10N\)。因此，水平推力为10N。

2.作业题目：一个质量为2kg的物体在水平面上以10m/s的速度匀速直线运动，物体与水平面之间的动摩擦系数为0.1，求物体受到的摩擦力。

解答：物体匀速直线运动时，摩擦力等于推动力。根据动摩擦力公式\(f_{\text{动摩擦力}}=\mu\cdotm\cdotg\)，其中\(\mu\)为动摩擦系数，\(m\)为物体质量，\(g\)为重力加速度（取\(g=9.8m/s^2\)）。代入数值得\(f_{\text{动摩擦力}}=0.1\cdot2kg\cdot9.8m/s^2=1.96N\)。

3.作业题目：一辆汽车以60km/h的速度在水平路面上行驶，刹车后滑行距离为20m，假设刹车时轮胎与地面间的动摩擦系数为0.5，求汽车刹车前瞬间的速度。

解答：使用运动学公式\(v^2=u^2+2as\)，其中\(v\)为最终速度（此处为0，因为汽车最终停止），\(u\)为初速度，\(a\)为加速度，\(s\)为滑行距离。由于摩擦力导致减速，加速度\(a=-\mu\cdotg\)，代入数值得\(0=(60km/h)^2+2\cdot(-0.5)\cdot9.8m/s^2\cdot20m\)。将速度单位换算为\(m/s\)，得到\(v=\sqrt{(16.67m/s)^2}=16.67m/s\)。

4.作业题目：一木块放在斜面上，斜面的倾角为30度，木块重为100N，木块与斜面之间的动摩擦系数为0.3，求木块在斜面上受到的摩擦力。

解答：首先计算木块在斜面上的正压力\(N=mg\cos(\theta)\)，其中\(\theta\)为斜面倾角。代入数值得\(N=100N\cdot\cos(30^\circ)=100N\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}\)。然后计算摩擦力\(f=\mu\cdotN\)。代入数值得\(f=0.3\cdot100N\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}\approx25.98N\)。

5.作业题目：一个重10kg的物体在水平地面上以2m/s的速度匀速运动，突然关闭发动机，物体与地面间的动摩擦系数为0.2，求物体停止所需的时间和滑行距离。

解答：使用运动学公式\(v=u+at\)，其中\(u\)为初速度，\(v\)为最终速度（此处为0），\(a\)为加速度。由于摩擦力导致减速，加速度\(a=-\mu\cdotg\)。代入数值得\(0=2m/s-0.2\cdot10kg\cdot9.8m/s^2\cdott\)，解得\(t\approx0.204s\)。滑行距离\(s\)可用公式\(s=ut+\frac{1}{2}at^2\)计算，代入数值得\(s=2m/s\cdot0.204s+\frac{1}{2}\cdot(-0.2\cdot10kg\cdot9.8m/s^2)\cdot(0.204s)^2\approx0.41m\)。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合：在讲解摩擦力的概念和计算时，通过实验演示摩擦力的实际效果，让学生直观感受物理现象，增强学习兴趣。

2.案例教学与生活实际相联系：选取生活中常见的摩擦力实例，如汽车刹车、鞋底防滑等，让学生理解物理知识在现实中的应用，提高学生的实践能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对摩擦力的理解不够深入：部分学生在理解摩擦力的产生机制和计算方法时存在困难，需要进一步加强对基础知识的讲解和练习。

2.课堂互动不足：在课堂教学中，学生参与度不高，缺乏积极的讨论和互动，影响了教学效果。

3.评价方式单一：目前主要依靠课后作业和考试来评价学生的学习成果，缺乏多元化的评价方式，