32摩擦力教學(xué)設(shè)計-高一上學(xué)期物理人教版2

第三章相互作用—力第2節(jié)摩擦力課標(biāo)分析：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中要求學(xué)生經(jīng)歷一些科學(xué)探究活動，初步了解物理學(xué)的特點和研究方法，知道生產(chǎn)和生活中物理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并形成將探究得到科學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。摩擦力作為非常重要的性質(zhì)力之一，在課程標(biāo)準(zhǔn)上要求認(rèn)識摩擦力，知道滑動摩擦和靜摩擦現(xiàn)象，能用動摩擦因數(shù)計算滑動摩擦力的大小。摩擦力在高中的課程中是比較重要的，并且摩擦力作為動力學(xué)的基礎(chǔ)知識之一，在教學(xué)中要給與足夠重視，務(wù)必讓學(xué)生學(xué)明白并能熟練應(yīng)用。學(xué)情分析：學(xué)生已經(jīng)在初中學(xué)習(xí)過摩擦力的有關(guān)知識，對生活中的摩擦現(xiàn)象有所了解，但是對其產(chǎn)生的規(guī)律卻不清楚，但會用二力平衡的知識分析一些簡單的問題。學(xué)生對知識有較強的好奇心和較強的觀察能力，學(xué)生也有一定的歸納總結(jié)能力。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過彈力，知道壓力的性質(zhì)是彈力，促進理解"正壓力”這一概念。學(xué)生已有一定的物理學(xué)科研究方法，如觀察實驗、控制變量法、類比方法、從實驗現(xiàn)象中總結(jié)規(guī)律等，可以實現(xiàn)教材滲透的方法教育意圖。學(xué)生對知識有較強的好奇心和較強的觀察能力，學(xué)生也有一定的歸納總結(jié)能力。但學(xué)生現(xiàn)在仍然習(xí)慣于經(jīng)驗分析，對理論分析還沒養(yǎng)成良好的習(xí)慣，需要教師逐步引導(dǎo)。教材分析：本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中物理第三章第二節(jié)的知識，本節(jié)內(nèi)容是在初中摩擦力基礎(chǔ)上的延伸和拓展。摩擦力與彈力地位等同。本節(jié)知識是本章教學(xué)的重點，同時也是教學(xué)的難點，故應(yīng)對該節(jié)內(nèi)容的教學(xué)引起高度的重視。摩擦力是力學(xué)中的三大性質(zhì)力之一，正確認(rèn)識摩擦力對后面知識的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用。在摩擦力這節(jié)課中，要求會計算滑動摩擦力的大小和判斷其方向，以及靜摩擦力的大小和方向的判斷。教師在教學(xué)過程中要將學(xué)生在初中所學(xué)過的相關(guān)概念與本節(jié)內(nèi)容相結(jié)合,與生活中的實例相結(jié)合，逐步引導(dǎo)、循循善誘，對兩種摩擦力的大小和方向判定有個清晰的認(rèn)識。在探究過程中要充分利用初中二力平衡的知識，在物體從靜止到運動的過程中認(rèn)識靜摩擦力和滑動摩擦力大小變化情況，使學(xué)生的認(rèn)識從感性到理性發(fā)生質(zhì)的變化。由于本節(jié)課的特點，在整個教學(xué)過程中要充分體現(xiàn)新課標(biāo)的探究精神，讓學(xué)生多用所學(xué)知識揭示生活中的相關(guān)現(xiàn)象本質(zhì)。教學(xué)目標(biāo)：物理觀念理解影響摩擦力大小的因素；會根據(jù)相對運動判斷摩擦力的方向，并能根據(jù)公式計算大小?？茖W(xué)思維通過自己動手實驗，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的思維?？茖W(xué)探究通過探究影響摩擦力大小因素的活動，培養(yǎng)學(xué)生實驗、分析、概括的能力，對學(xué)生進行科學(xué)研究方法的教育?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任體會摩擦力與人類生活的密切聯(lián)系，在探究活動中，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重難點：重點：認(rèn)識靜摩擦力和滑動摩擦力，知道最大靜摩擦力。利用滑動摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，判斷滑動摩擦力的方向。難點：利用滑動摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，判斷滑動摩擦力的方向。教學(xué)方法：教師教法：講授法、直觀演示法、實驗探究法學(xué)生學(xué)法：實驗探究法、討論法教具選擇：多媒體、刷子、黑板擦、書、木塊、彈簧測力計、毛巾教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入情景1：通過播發(fā)一個視頻：小狗在冰面上行走的時候不斷打滑，使用黑板擦可以將黑板上的字給擦掉。問題1：為什么后出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？學(xué)生觀看視頻，并思考回答問題1.利用生活實例激發(fā)學(xué)生的興趣。2.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：生活中處處存在摩擦力，摩擦力與生活息息相關(guān)。3.培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，體現(xiàn)從生活走向物理的教學(xué)觀念。情景2：展示3組圖片小男孩用力將木塊推動，木塊在地面上滑動，用彈簧測力計拉動木塊在平板上滑動，小木塊從斜面上滑落下來。教師講解：根據(jù)初中所學(xué)知識，我們知道木塊都受到了滑動摩擦力，初中對于滑動摩擦力的定義是一個物體，在另一個物體表面滑動時產(chǎn)生的摩擦力叫滑動摩擦力。那我們現(xiàn)在就在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，再深入了解滑動摩擦力。學(xué)生認(rèn)真聽講，觀看圖片1.引出本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容：摩擦力。2.引導(dǎo)學(xué)生回憶初中對摩擦力的學(xué)習(xí)。使學(xué)生在初中所學(xué)過的相關(guān)概念與本節(jié)內(nèi)容相結(jié)合。新課教學(xué)讓學(xué)生通過觀察以上三個圖片回答以下問題問題1：它們的共同特性？引導(dǎo)學(xué)生得出共同特性：兩個問題，相互接觸，有相對運動趨勢。和同學(xué)們一起得出高中對滑動摩擦力的定義：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們相對滑動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力。問題2：滑動摩擦力產(chǎn)生的條件？①兩物體相互接觸，且接觸面不光滑；②兩物體接觸處有壓力；③兩物體接觸面有相對運動。問題3：滑動摩擦力的方向？教師通過演示以下兩個實驗幫助學(xué)生理解滑動摩擦力的方向。1.刷子在講臺上向前劃過，讓同學(xué)觀察刷子的運動方向和刷毛偏離方向，對其進行受力分析。2.將黑板擦放在書的一端，將書向前推動，觀察黑板擦的運動方向和受力情況。通過講解，引導(dǎo)學(xué)生得出滑動摩擦力的方向：總是沿著接觸面，并且跟物體相對運動的方向相反。創(chuàng)設(shè)情景：請同學(xué)們把手掌貼在桌面上，使手掌沿桌面滑動，改變手掌施加在桌面上的力，體驗手掌的感覺。問題4：摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？我們研究多個變量之間的關(guān)系時，采用什么方法？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活實例推測影響摩擦力大小的因素。并且讓學(xué)生根據(jù)以往的實驗知識設(shè)計探究影響摩擦力大小因素的實驗。學(xué)生設(shè)計完實驗后進行講解實驗當(dāng)木塊對木板的壓力越大，表面越粗糙時彈簧秤的示數(shù)越大；可知滑動摩擦力的大小于物體間的壓力，以及接觸面的情況有關(guān)。接觸面的情況包括粗糙程度和材料。要特別注意，與接觸面積無關(guān)。進一步的實驗表明，滑動摩擦力的大小跟壓力成正比F＝μFN，其中的μ是一個比例常數(shù)，叫動摩擦因數(shù)。公式中的壓力也就是兩個物體表面間的垂直作用力，是求滑動摩擦力的關(guān)鍵。對μ的認(rèn)識：對學(xué)生指出，μ的數(shù)粗糙值與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)，沒有單位，指導(dǎo)學(xué)生閱讀“幾種材料間的動摩擦因數(shù)”，加深學(xué)生對μ的認(rèn)識。1．學(xué)生觀看圖片，討論回答與教師一起總結(jié)得出滑動摩擦力的定義2.學(xué)生進行討論總結(jié)回答問題3.學(xué)生通過對刷子及黑板擦運動情況和受力分析?？偨Y(jié)得出滑動摩擦力的方向。學(xué)生小組討論后設(shè)置實驗，探究影響滑動摩擦力的因素。通過觀察分析以上三種情況物塊所受摩擦力總結(jié)得出摩擦力的定義、產(chǎn)生條件一方面培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，另一方面讓學(xué)生帶著問題去聽講，有效的激發(fā)了學(xué)生的聽課積極性。通過實驗使學(xué)生加強對摩擦力方向的理解，了解相對相對運動趨勢。1.這個實驗是本堂課的重點和難點，讓學(xué)生在設(shè)置實驗的過程中自主思考問題，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。2.學(xué)生先設(shè)置實驗，進行實驗。在教師講解實驗時進行糾錯，帶著問題聽講，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。根據(jù)初中所學(xué)，除了滑動摩擦力，還有其他形式的摩擦力。小孩推箱，箱子未動。據(jù)二力平衡的知識，這時一定有一個力與推力平衡，阻礙相對運動發(fā)生的力，那就是靜摩擦力。通過學(xué)生的回答總結(jié)得出，當(dāng)兩個相對靜止的物體之間發(fā)生相對運動趨勢時，在接觸面上就會產(chǎn)生一種阻礙這種相對運動趨勢的力，這個力就叫靜摩擦力。靜摩擦力產(chǎn)生條件：1.物體間要有彈力且相對靜止2.要有相對運動趨勢3.接觸面要粗糙。靜摩擦力的方向：靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反。強調(diào)1.首先要強調(diào)靜摩擦力方向的方位：“總是沿著接觸面”，如果接觸面是曲面，靜摩擦力的方向與接觸面相切。2.要引導(dǎo)學(xué)生體會“相對運動趨勢”，學(xué)生對“相對運動趨勢”常常感到不好理解，對“相對運動趨勢方向”不好判斷。讓學(xué)生聯(lián)系滑動摩擦力方向的確定以及演示的兩個實驗進行理解。進行實驗：用彈簧測力計沿水平方向拉木塊時，在拉力F增大到一定程度之前，木塊不會運動，繼續(xù)用力，當(dāng)拉力達到某一個數(shù)值Fmax時木塊開始移動，此時拉力會突然變小到F0提問：上述實驗現(xiàn)象我們可以得出什么呢？我們可以得到這樣的結(jié)論：一般靜摩擦力沒有一個確定的值，當(dāng)物體不動處于平衡狀態(tài)時，靜摩擦力的大小隨著拉力大小的變化而變化，總是等于拉力的大小。靜摩擦力增大到某數(shù)值后就不再增大了，這時靜摩擦力達到最大值，叫最大靜摩擦力，用Fm表示。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，則并不一定處于最大靜摩擦力狀態(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。由二力平衡可知，木塊除受到拉力以外，還受到了與拉力等大反向的作用力，這個力是桌面對木塊的靜摩擦力，所謂“靜”，是指木塊相對于桌面靜止.繼續(xù)增大拉力，木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，說明靜摩擦力隨外力的增大而增大.靜摩擦力的大小：靜摩擦力總等于沿接觸面方向物體受到的外力，而與壓力無關(guān).在上面的實驗中，增大拉力，發(fā)現(xiàn)木塊靜止到一定的時候就由“靜”變?yōu)椤皠印绷?說明靜摩擦力有一個限度，靜摩擦力的最大值Fmax叫做最大靜摩擦力，最大靜摩擦力等于使物體剛要運動時的外力。師生總結(jié)：結(jié)論：靜摩擦力F的值為0＜F≤Fmax．觀看圖片，思考分析，根據(jù)探究滑動摩擦力的方法總結(jié)靜摩擦力的定義、產(chǎn)生條件。對三組圖片中的物體進行受力分析，得出靜摩擦力的方向?qū)W生觀看教師演示實驗小組討論，思考回答學(xué)生認(rèn)真聽講，思考，做筆記1.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力。2.·探究靜摩擦力與探究滑動摩擦力的方法類似，學(xué)以致用。留給學(xué)生自己思考的空間鼓勵學(xué)生從物理現(xiàn)象中進行歸納總結(jié)。通過實驗引入最大靜摩擦力通過講解實驗讓學(xué)生了解最大靜摩擦力。通過講解實驗讓學(xué)生了解靜摩擦力。課堂練習(xí)進行課堂練習(xí)，留一定時間給學(xué)生思考，如何再講解習(xí)題，鞏固練習(xí)例1(多選)如圖所示，A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是()A．A、B之間無摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向左D．地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右講解：對A物體，由于A勻速運動，由二力平衡可知，B對A的摩擦力必與F等大反向，故A錯誤，B正確；對B物體，由力的作用的相互性，B對A的摩擦力一定與A對B的摩擦力等大反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正確；對A、B整體分析，由于A、B一起向左勻速運動，則地面對B的摩擦力一定為滑動摩擦力，且水平向右，故D錯誤．答案：BC總結(jié)判斷靜摩擦力有無與方向的方法靜摩擦力有無及方向的判斷方法(1)二力平衡法：適于相互接觸的兩物體處于平衡狀態(tài)時．(2)假設(shè)法①選研究對象(受靜摩擦力作用的物體)．②選跟研究對象接觸的物體為參考系．③假設(shè)接觸面光滑，找出研究對象相對運動趨勢的方向．④靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反．認(rèn)真思考，回答問題學(xué)生認(rèn)真聽講做筆記通過課堂練習(xí)檢驗學(xué)生對該節(jié)課知識點的掌握情況，學(xué)生也可以及時鞏固。知識小結(jié)與學(xué)生一起對該節(jié)知識點進行小結(jié)認(rèn)真思考，回答問題幫助學(xué)生建立知識框架，形成知識體系。課后作業(yè)布置課后作業(yè)1.(多選)如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為10kg的木箱，木箱所受的摩擦力Ff與F的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，下列說法正確的是()A．木箱所受的最大靜摩擦力Ffm＝21NB．木箱所受的最大靜摩擦力Ffm＝20NC．木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.21D．木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.22.課本的課后練習(xí)題認(rèn)真獨立完成作頁趁熱打鐵，對本節(jié)課所學(xué)的知識點進行鞏固練習(xí)，鍛煉學(xué)生的獨立思考能力，教師通過作業(yè)完