人教版物理高中必修一《摩擦力》教案

/?摩擦力?教案一、教學(xué)目標〔一〕知識與技能1．知道滑動摩擦力的產(chǎn)生條件,認識滑動摩擦的規(guī)律．知道動摩擦因數(shù)與相互接觸的物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),會判斷滑動摩擦力的方向。2．能運用滑動摩擦力公式來計算滑動摩擦力。3．認識靜摩擦的規(guī)律,知道靜摩擦力的變化范圍及其最大值。4．知道最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。5．會根據(jù)物體的平衡條件簡單地計算靜摩擦力的大小。〔二〕過程與方法1．讓學(xué)生學(xué)會在實驗中控制變量和實驗條件。2．通過自己動手實驗,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。〔三〕情感態(tài)度與價值觀1．在研究問題時,要培養(yǎng)突出主要矛盾,忽略次要因素的思維方法。2．培養(yǎng)學(xué)生實踐——認識(規(guī)律)——實踐(解決實際問題)的思想。二、教學(xué)重點1．滑動摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律,并會用F摩＝μFμ解決具體問題。2．靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律,正確理解最大靜摩擦力的概念。三、教學(xué)難點1.正壓力FN確實定。2.靜摩擦力的有無、大小的判定。四、教學(xué)準備帶繩的木塊、鐵塊、彈簧秤、毛巾。五、教學(xué)過程新課導(dǎo)入：師：(舉生活中的例子,也可以用多媒體演示)(演示實驗]用手握住水杯。師：水杯為什么沒有運動？生：因為水杯受力平衡。師：水杯受幾個力呢？生：兩個,重力和手對它的摩擦力．重力和摩擦力應(yīng)該是平衡力．師：那么摩擦力的方向又是如何呢？生：重力的方向豎直向下,摩擦力和重力大小相等,方向相反,所以在這個問題中摩擦力的方向應(yīng)該豎直向上。師：這位同學(xué)答復(fù)得很好,今天我們就在初中學(xué)習的根底上進一步學(xué)習摩擦力。新課講解：靜摩擦力師：首先看一下什么是摩擦力,大家回憶一下初中所學(xué)的內(nèi)容,表達一下摩擦力的概念。生：兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這個力叫做摩擦力。師：(舉身邊的例子,用水平推力推課桌時,課桌沒有運動)當我用力推課桌時,課桌為什么沒有運動？生：因為課桌與地面之間有摩擦力的作用。師：這種摩擦力發(fā)生在相對靜止的兩個物體之間,我們把這種摩擦力叫做靜摩擦力．同學(xué)們思考一下靜摩擦力存在的條件。生1：首先兩個物體間的接觸面不光滑。生2：兩個物體間有相對運動趨勢。生3：兩個物體應(yīng)該接觸并且相互擠壓。師：(鼓勵)剛剛幾位同學(xué)分析得非常好,根據(jù)上節(jié)課的知識,彈力產(chǎn)生的條件是接觸并且有形變,那么把摩擦力產(chǎn)生的條件概括成一句話,這句話應(yīng)該怎樣表達？生：兩個接觸面不光滑的物體間有彈力并且有相對運動趨勢。師：下面我們通過實驗探究一下靜摩擦力的大小和方向。[實驗探究](1)用彈簧測力計水平地拉靜止在水平桌面上的木塊,逐漸增大拉力,直到木塊運動為止。觀察在此過程中彈簧測力計的示數(shù)變化,并將實驗數(shù)據(jù)填入表格中。(2)在木塊上增加砝碼,重復(fù)上述實驗,將實驗數(shù)據(jù)填入表中。師：實驗數(shù)據(jù)記錄的表格應(yīng)該怎樣設(shè)計？生：我設(shè)計的表格是這樣的。多媒體投影學(xué)生的表格設(shè)計(參考表格)實驗次數(shù)木塊的運動情況木塊(或含砝碼)的重力G／N彈簧測力計的示數(shù)F／Nl23師：根據(jù)實驗結(jié)果,嘗試討論以下問題：木塊在水平桌面上,不用外力去拉,它有沒有受到摩擦力的作用？生：沒有師：用彈簧測力計輕輕拉木塊,但它不動,木塊有沒有受到摩擦力的作用？生：有。師：其大小和方向如何？依據(jù)是什么？生：大小與拉力大小相同,方向與相對運動趨勢的方向相反,即與拉力的方向相反；依據(jù)二力平衡。師：靜摩擦力的大小是一個固定的值嗎？它與壓力有關(guān)系嗎？如何確定其大?。可红o摩擦力的大小不是一個固定值,它與壓力沒有關(guān)系,可以用二力平衡條件來確定它的大小,在物體靜止時,物體受到的拉力和物體受到的地面對它的靜摩擦力相等。師：當物塊才剛開始相對于桌面滑動,這時物塊所受的靜摩擦力叫什么？它的大小和方向呢？生：最大靜止摩擦力；大小等于物塊剛開始運動時的最小拉力,方向與相對運動趨勢的方向相反。師：大家討論歸納一下靜摩擦力的特點。生：一般靜摩擦力的大小沒有一個確定的值,類似上述情況,當物塊不動處于平衡狀態(tài)時,靜摩擦力的大小隨拉力大小的變化而變化,總是等于拉力的大?。o摩擦力的方向,總是沿接觸面切線方向,跟物體間相對滑動趨勢方向相反．靜摩擦力增大到某數(shù)值后就不再增大了,這時靜摩擦力到達最大值,叫做最大靜摩擦力,用fM表示．最大靜摩擦力的方向,也總是沿接觸面切線方向,跟物體間相對運動趨勢相反。師：(微笑鼓勵)剛剛這位同學(xué)分析得很好,在一般情況下,如果兩個相接觸的物體之間存在著靜摩擦力的作用,那么并不一定處于最大靜摩擦狀態(tài),最大靜摩擦力等于使物體將要開始運動所需的最小推力。師：對于靜摩擦力,我們還要討論幾個問題,首先考慮第一個問題：靜摩擦力能不能發(fā)生在運動的物體之間？生1：我看不可以,因為這種摩擦力是靜摩擦力。生2：我不同意剛剛這位同學(xué)的看法,靜摩擦力中的“靜〞應(yīng)該是指的相互接觸并且有相對運動趨勢的物體之間的摩擦力,它應(yīng)該是指的相對靜止。師：對,靜摩擦力中的“靜〞是指的相對靜止．第二個問題是靜摩擦力的大小如何確定？生：可以根據(jù)平衡條件來做。師：請同學(xué)們閱讀課文,結(jié)合上面的實驗,然后說出什么叫做滑動摩擦,什么叫做滑動摩擦力。生：從上面的實驗可得出,兩個相互接觸的物體有相對滑動時,物體之間存在的摩擦叫做滑動摩擦．在滑動摩擦中,物體間產(chǎn)生的阻礙物體間相對滑動的作用力,叫做滑動摩擦力。師：根據(jù)靜摩擦力產(chǎn)生的條件,我們探究一下滑動摩擦力產(chǎn)生的條件是怎樣的。生：接觸面粗糙的兩個物體之間有彈力并且有相對運動。動手實驗,“感受摩擦力〞學(xué)生做身邊的實驗,感受與滑動摩擦力有關(guān)的因素,答復(fù)老師提出的問題。(參考實驗)在桌面上墊一張紙,把手壓在紙上,然后手掌向前推,保持接觸面的材料不變,在大小不同的壓力下朝前推手掌(材料可以是紙、塑料、毛巾、木板、橡膠等)；然后保持壓力不變,改變接觸面的材料。師：通過比擬,感受滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)。生：與正壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。師：下面我們自己設(shè)計一個實驗,看一下滑動摩擦力到底與正壓力之間的關(guān)系是什么．首先大家考慮一下實驗器材的選擇,然后探究如何用這些器材進行實驗,也就是實驗原理是什么,最后我們進行實驗。學(xué)生探究如何進行實驗,包括實驗器材的選擇、實驗過程的設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)的處理等等。師：第一個問題,實驗前你選擇的器材是什么？生：我們可以繼續(xù)剛剛那個實驗,只不過是讓木塊運動起來。師：對木塊的運動情況有沒有限制？生：木塊要勻速運動或緩慢地移動,因為只有這樣才可以保持拉力等于滑動摩擦力。師：是的,這一點一定要注意．實驗過程中是如何改變木塊對地面的壓力的呢？生：可以在木塊上添加砝碼．師：實驗數(shù)據(jù)是怎樣進行處理的？生：我們可以用表格的形式記錄下在不同壓力下物體做勻速運動的拉力大小,而在水平面上運動時物體對地面的壓力大小等于物體的重力,所以我們要測量木塊及砝碼的重力從而得到木塊對地面的壓力．為記錄數(shù)據(jù)設(shè)計的表格如下：實驗次數(shù)1234壓力FN／N拉力F／N摩擦力f／N師：記錄了數(shù)據(jù)以后是如何對數(shù)據(jù)進行處理的呢？生1：可以用每組得到的摩擦力和對應(yīng)的重力相比．生2：可以作摩擦力f隨壓力Fn變化的圖象,如果圖象是一條直線,說明二者成正比．師：剛剛兩個同學(xué)的做法都很好,但是我還是建議用第二種做法,這樣作出來的圖象一目了然,很容易進行判斷．如果你在測量中出現(xiàn)了錯誤的點,這個點可以在作圖中舍去．以后大家要多采用圖象的方法處理實驗所得到的數(shù)據(jù)。師：實驗得到的結(jié)論是什么？生：在其他條件不變的情況下物體與地面間的滑動摩擦力與物體對地面的壓力成正比．師：大家猜測一下滑動摩擦力還與什么因素有關(guān)？生1：可能與接觸面的面積有關(guān)。生2：可能與物體運動的速度有關(guān)。生3：可能與物體與接觸面的粗糙程度有關(guān)。師：下面大家就通過實驗驗證一下我們的猜測。師：通過實驗,我們能夠得出什么樣的結(jié)論？生：物體與地面間的滑動摩擦力與接觸面積無關(guān),跟物體運動的速度大小無關(guān),跟接觸面的粗糙程度有關(guān)。師：(總結(jié))更為精確的實驗說明：滑動摩擦力的大小跟壓力成正比,也就是跟兩個物體間的垂直作用力成正比．如果用F表示滑動摩擦力的大小,用FN表示壓力的大小,那么有F=μFN,其中μ是比例常數(shù)(它是兩個力的比值,沒有單位),叫做動摩擦因數(shù),它的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的材料有關(guān),材料不同,兩物體間的動摩擦因數(shù)也不同．動摩擦因數(shù)還跟接觸的情況(如粗糙程度)有關(guān)。師：滑動摩擦力的方向是如何規(guī)定的？生：滑動摩擦力跟物體相對運動方向相反。師：(強調(diào))需要注意的是,滑動摩擦力的方向雖然是跟相對運動方向相反,但是要把相對運動方向跟運動方向這兩個概念區(qū)分開,不能混為一談。師：為了加強對滑動摩擦力的理解,我們看下面一個例題。注意：在例