资源简介

第三节 摩擦力教学设计
教学目标
1.能根据生活体验认识摩擦力。 2.能根据二力平衡的条件，用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。 3.经历探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，能正确表述滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度的关系。 4.认识摩擦力在生产和生活中的利用与防止，并能说出增大和减小摩擦的方法。
教学内容（重、难点）
教学重点： 1.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
教学难点： 1.摩擦力方向的判断。 2.形成猜想探究 “滑动摩擦力大小可能与哪些因素有关”的过程。
教学过程
【教学流程】 一、创设情境 引入新课 二、动手探究 进行新课 三、拓展延伸 巩固新课 四、自我反思 课堂小结 【教学过程】 环节一：创设情境 引入新课 表演魔术：“神奇的夹子” 师：同学们好，今天老师为大家表演一个魔术。请看，这是一根普通的橡皮筋和一个夹子，首先我把夹子穿到橡皮筋上，下面我将通过意念让夹子缓慢上升，请大家仔细观察（已录制成视频）。 师：其中到底有什么玄机呢？让我们通过对摩擦力的学习，一起来揭开其中的奥秘。（课件显示标题 第三节：摩擦力） 师：本节课的学习目标如下（课件展示：学习目标）。 学习目标： 1.能根据生活体验认识摩擦力。 2.能根据二力平衡的条件测量滑动摩擦力的大小，并经历探究影响滑动摩擦力大小因素的实验过程。 3.认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，并能正确说出增大和减小摩擦的方法。 环节二：动手探究 进行新课 师：摩擦与我们的生活息息相关，大家来观察这几幅图片（课件展示生活中的摩擦力：滑雪、磨刀、足球在地面滚动、骑自行车、人走路、拿水杯的图片），摩擦发生在哪两者之间呢？ 生：回答（如滑雪时摩擦发生在滑雪板和雪面之间……）。 师：大家还见过哪些和摩擦有关的现象呢？ 生：我们可以按下暂停键进行思考。 师：那么摩擦力有什么特点呢？让我们一起来感受一下吧。 生：（体验活动：感受摩擦力）请伸出你的手掌。 体验1：将手掌用较小的力压在桌面上并使其相对于桌面滑动，你有什么感受呢？ 体验2：增大手掌对桌面的压力，继续在桌面上滑动，和刚才有什么不同？ 体验3：将手掌用力压在桌面上并向前用力，但手掌相对桌面静止，你又有什么感受呢？ 师：根据我们的体验，你感受到摩擦力是一个什么样的力？作用在哪？作用方向如何？ 生：大家可以按下暂停键进行思考。 师：为了让大家更加直观的感受摩擦力的特点，我们来看毛刷实验。 （实验1：将毛刷放在木板表面，保持木板不动，水平向右拉毛刷，观察刷毛变化，判断刷毛所受摩擦力的方向。）（已录制成视频） 师：木板不动，毛刷放在木板上，（以大家的角度来观察）水平向右拉毛刷，你看到的现象说明了什么？ 生：说明了毛刷受到了摩擦力。 师：根据刷毛弯曲的方向我们可以判断出摩擦力的方向？ 生：水平向左。 师：像我这样，让毛刷和木板相互分离，拉动毛刷，则它受不受摩擦力？ 生：不受。 师：说明两个物体要产生摩擦力就要相互接触。 （实验2：将毛刷放在木板表面，保持毛刷不动，水平向左拉木板，观察刷毛变化，判断刷毛所受摩擦力的方向。）（已录制成视频） 师：用手将毛刷按在木板上不动，水平向左拉动木板，则毛刷受不受摩擦力？根据刷毛弯曲的方向我们可以判断出毛刷受到的摩擦力的方向向哪 生：受，水平向左。 （实验3：将木板倾斜放置，毛刷放在木板上静止不动，观察刷毛变化，判断刷毛所受摩擦力的方向。）（已录制成视频） 师：将木板倾斜放置，毛刷放在木板上，静止不动，此时毛刷受不受摩擦力？ 生：受。 师：是因为毛刷相对于木板有向下的运动趋势。那么摩擦力对于两个物体的相对运动或相对运动趋势是有阻碍呢还是有帮助？ 生：阻碍。 师：下面我们就给摩擦力下个定义。（课件展示摩擦力定义） 一、摩擦力 1、两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或相对运动趋势）时，在接触面上就会产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力就叫做摩擦力。 师：课件展示摩擦力的符号。 2、符号：f 或 F摩 师：两个相互接触的物体表面，有时用肉眼看起来很光滑，但放到显微镜下观察，可以看到它们的表面是凹凸不平的，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，就会彼此阻碍，产生摩擦力。 师：摩擦力可以分为三类（课件展示） 3、摩擦力的分类： （1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。（课件展示：擦黑板、小孩从滑梯上滑下） （2）滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。（课件展示：运动的滑板车、各种轴承） （3）静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们有相对运动趋势时，在接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力。（课件展示：拿瓶子、人走路） 师：根据刚才的实验过程和摩擦力的定义我们可以得出摩擦力的产生条件。 师：当我们水平向右拉毛刷或向左拉木板时由于毛刷相对于木板向右运动了，所以它受到的摩擦力方向水平向左；推箱子而未推动，因为箱子有向右的运动趋势，所以它所受的摩擦力方向水平向左。由这两个例子可以总结得出摩擦力的方向。 5、方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 师：根据我们的生活经验：当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。那么滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？（引入第二个问题：探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关） 二、探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 1、提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 师：请同学们按下暂停键进行猜想。 2、猜想与假设：压力大小、接触面的粗糙程度、速度、接触面积…… 本实验的实验方法：控制变量法。 师：如何控制变量？（详细讲解） 师：那么如何验证我们的猜想呢？请大家来看下面的三个问题。（课件显示下面3个问题） 3、设计实验： 问题1：要想测量滑动摩擦力需要哪些测量仪器？ 生：弹簧测力计。 问题2：如何产生滑动摩擦力呢？ 生：使木块在木板上运动。 问题3：用测力计能否可以直接测量滑动摩擦力？若不能直接测量，该怎么办？ 生：（不能）用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，测力计的示数就等于物体受到的摩擦力。 师：由于摩擦力不能直接测量出来。根据二力平衡的知识，用测力计水平拉动木块在长木板上做匀速直线运动时时，木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，测力计的示数就等于摩擦力的大小。 师：所以这个实验的原理是什么？ 生：实验原理：二力平衡（课件展示） 师：接下来我们进行实验。我们用到的实验器材有：木块、长木板、毛巾、棉布、钩码（一盒）、弹簧测力计、铁架台等。 4、进行实验：（已录制视频） 师：首先我们： （1）探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。 如何进行实验？如何设计表格？（实验过程已录成视频） 生：控制其它因素不变，只改变压力大小（给木块上放置不同数量的钩码）。 师：接着：（2）探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。 （3）探究滑动摩擦力的大小与速度的关系。 （4）探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系。 师：我们来总结一下实验结论（课件显示）。 5、分析论证： 滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与速度和接触面积的大小均无关。 （1）当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； （2）当接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。 6、评估： 师：实验中你还发现了哪些问题呢？ 生：很难保证木块做匀速直线运动。 7、交流与合作： 师：为了减小实验误差，我们可以将实验改进如下： 改进方案一：用测力计拉着木块保持不动，拉动下面的长木板（已录制视频）。 这样改进的优点是（课件展示）： 无论怎样拉动长木板，木块相对于桌面始终静止，拉力始终等于摩擦力，测力计示数更加稳定。 改进方案二：自制摩擦力演示仪（已录制视频）。 师：摩擦力阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，是不是所有的摩擦力都是有害的呢？ 生：回答（不是）。 师：有些摩擦对我们来说是有益的，需要增大它（如举重运动员手上涂镁粉、人骑自行车时车轮与地面的摩擦力），引入第三个问题（三、摩擦的利用与防止 课件展示） 三、摩擦的利用与防止 师：如何增大有益摩擦呢？（学生讨论后举例总结出增大有益摩擦的方法） 师：很多时候摩擦又是不利的（举例说明）。如何减小有害摩擦呢？（学生讨论后举例总结出减小有害摩擦的方法） 环节三：拓展新课 巩固新课 拓展延伸： 自行车在设计、制造和使用过程中，哪些地方用到了摩擦力的知识？ 课后巩固： 详见附件：第三节《摩擦力》作业练习。 魔术揭秘: 教师带领大家一起揭示魔术的奥秘：我将夹子穿到橡皮筋上的时候，橡皮筋被拉伸了，且手中还留了一小段橡皮筋，然后慢慢松开手中的橡皮筋，橡皮筋恢复形变时，由于夹子和橡皮筋之间存在摩擦力，所以它会慢慢上升。 环节四：自我反思 课堂小结 　　师：这节课我们学到了哪些知识？（课件展示） 师：今天我们不仅学习了摩擦力的相关知识，更重要的是经历了一次科学探索的过程，这是一种很重要的科学研究的方法，希望大家在以后的学习中用这种方法来不断探索。 【板书设计】
作业练习
1.关于摩擦力,下列说法正确的是(　　)
A.相互压紧的粗糙物体间一定存在摩擦力
B.运动的物体一定受到滑动摩擦力
C.静止的物体一定受到静摩擦力
D.相互紧压的粗糙物体之间有相对滑动时,才受滑动摩擦力
【答案】D
【解析】如木箱放在水平地面上,虽然木箱底面和地面间有相互挤压,它们相互接触且接触面粗糙,但它们之间由于没有相对运动或相对运动趋势,所以木箱不受摩擦力,选项A、C是错误的。当木箱放在水平运行的传送带上,并随传送带以相同的速度做匀速直线运动时,木箱与传送带保持相对静止,所以木箱不受摩擦力,故选项B也不对,选项D是正确的。
2.同学们利用如图甲所示的实验装置探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
（1）实验中，应在水平方向拉着木块做　 　直线运动；根据　 　可以得出滑动摩擦力的大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计的示数。
（2）“创新”小组在同一木板上，测量了不同压力下滑动摩擦力的大小，并根据测量数据作出了如图乙所示的图象，分析图象可以得出的结论是　 　。
次数 1 2 3 4 5 6
F压/N 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
f/N 0.8 1.3 1.6 1.9 2.4 2.8
（3）“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如上表，请你根据表格中的数据，在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是　 　。
【答案】（1）匀速 二力平衡
（2）同一木板，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比
（3）木板和桌面的粗糙程度不同
【解析】（1）实验中，要使拉力与摩擦力相等，应在水平方向拉着木块做匀速直线运动；根据二力平衡得出拉力大小等于滑动摩擦力大小。
（2）由图多次实验得出，在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，测力计的示数就越大，说明木块受到的摩擦力就越大，分析图象可以得出的结论是：同一木板，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比。
（3）“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验，对比分析两组图象你的新发现是：压力相同时，滑动摩擦力不同，可得结论：木板和桌面的粗糙程度不同。
3．如图是“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
（1）如图甲中，将木板固定，水平拉动木块，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力　 　大小 相等；图乙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，木块受到的滑动摩擦力与其受到的水平拉力大小　 　相等（两空均选填“一定”或“不一定”）。
（2）如图丙中，水平拉动木板，待测力计示数稳定后，测力计A的示数为4.0N，测力计B的示数为2.5N，木块受到的滑动摩擦力大小为　 　N。若增大拉力，当A的示数为4.8N时，B的示数为　 　N。
【答案】（1）不一定 一定 （2）2.5 2.5
【解析】（1）摩擦力的大小是通过读取弹簧测力计的拉力得出的，这是依据了二力平衡的原理，因此，图甲要保持物体做匀速直线运动才行。图甲在拉动木块时，很难让木块保持匀速直线运动状态，会导致弹簧测力计的示数不稳定；图甲与图乙的最大不同就是一个拉弹簧测力计，一个拉木板，同是做相对运动，但可以看出，图乙当拉动长木板运动的过程中，无论长木板是否做匀速直线运动，木块始终处于静止状态，根据二力平衡的条件知弹簧测力计的示数一定等于摩擦力的大小。
（2）如图丙所示，弹簧测力计B的示数为2.5N，根据二力平衡，则木块受到的摩擦力大小为2.5N。若拉力增大到4.8N，木板将做加速运动，但压力和接触面的粗糙程度均不变，所以木块受到的摩擦力将不变，还是2.5N。
4．下列事例中，通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦的是(　　)
A．自行车的车闸 B．涂有防滑粉的手 C．冰壶运动 D．滚动轴承
【答案】B
【解析】A．刹车时用力捏闸，是通过增大压力的方法来增大摩擦力的，故A不符合题意；B．涂有防滑粉的手，是通过增大接触面粗糙程度的方法来增大摩擦力的，故B符合题意；C．冰壶运动，是通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力的，故C不符合题意；D．滚动轴承装有滚珠，是通过变滑动为滚动的方法来减小摩擦力的，故D不符合题意。

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