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《摩擦力的秘密》教学设计

【教材简析】
摩擦现象学生都看到过，也都感受过，但学生不一定能觉察到。《摩擦力的秘密》一课与你相约，帮你解开秘密。教学内容有三个部分：
一、从生活中摩擦现象入手，引导学生认识摩擦力。一个物体在另一个物体表面上运动时，在两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体运动的力，这种力叫摩擦力。双手来回搓动产生摩擦力。物体穿过液体或空气时，也会产生摩擦力。我们有时需要增大摩擦力，有时又需要减小摩擦力，进而认识摩擦力的正反效应。
二、研究各种改变摩擦力大小的方法。通过实验，研究减小固体间的摩擦力、减小液体的阻力、减小空气的阻力的办法，了解使接触面变光滑、将滑动摩擦改为滚动摩擦、流线型物体等可以减小摩擦力的知识。
三、讨论生活中哪些地方要增大摩擦力，哪些地方要减小摩擦力，培养学生将学习的知识运用到实践中的能力。
【教学内容】
苏教版小学科学四年级下册4单元无处不在的力第4课《摩擦力的秘密》。本课分两个课时进行教学。

【教学重点与难点】
重点：研究如何减小物体之间的摩擦力。设计对比实验研究摩擦力大小与接触面、重量的关系。
难点：掌握对比实验的关键与要注意的问题。分析摩擦力的“功”与“过”。
【教学过程】
你知道什么是摩擦力吗？
推手掌游戏——感知摩擦力
用力往前推（手掌和桌面产生摩擦）。加大力推（手好像受到一种阻力，阻碍手向前运动，这就是桌面对手的摩擦力）。离开桌面向前推（手掌和桌面没有接触）。放在桌面上不动（没运动，没摩擦，就没有产生摩擦力）。
一个物体在另一个物体表面上运动时，在两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体运动的力，这种力叫摩擦力。
物体在水和空气中运动产生的摩擦力，即阻力。可以说摩擦力就是一种阻力。阻力和前进的力方向相反（画简图）。
摩擦的现象在我们身边到处都有。你还能用什么方法感受到摩擦力的存在？说一说。（两个物体接触，运动中的摩擦力）□
小纸人上升——小纸人纸板图案、背面粘牢两根短吸管成“八”字形、一根细长线、铁钉固定在高处。把线穿进吸管里，挂在高处铁钉上，小纸人拉到下面，绳子来回拉动，小纸人就上去了。为什么小纸人会上升呢？原来是绳子和吸管互相接触就会有摩擦力，让绳子卡住，当把绳子往下拉时，吸管上方的绳子会变短，带动小纸人往上升。摩擦力有大大功劳的。
3、填表（摩擦力的“功”与“过”）
生活事例
摩擦力的“功”
摩擦力的“过”
1.手指上的罗纹
指纹拿物体增大摩擦力
功□
2.拖动重物
拖动重物需减小摩擦力
过□
3.用毛巾包着瓶口拧开很紧的瓶盖
增大摩擦力拧开瓶盖
功□
4.砂纸磨东西
增大摩擦力磨平东西
功□
5.汽车轮胎上的花纹
增大摩擦力防止胎打滑
功□
6.鞋底的磨损
鞋底磨损减小摩擦力
过□
【设计意图】
引导学生联系生活实际，了解什么是摩擦现象及什么是摩擦力。两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体运动的力，就叫摩擦力。摩擦力可以在固体与固体间，也可以在固体与液体间，也可以在固体与气体间产生。在感知摩擦力后，认识摩擦现象的正反效应。让学生参与讨论，辨析生活事例中摩擦力的“功”与“过”。通过做游戏和填表格，进一步了解摩擦力在运动中广泛存在，摩擦力其实是一种阻力。（力的三要素接触点、大小、方向）
用测力计测量摩擦力的大小
1、认识测力计和测力方法。
摩擦力的大小可以用测力计来测量（单位，测力范围，测力方法，怎么读数等）。试着测量50克钩码的拉力是多少牛。
2、分组6个小组动手实验。（实验材料：5N测力计、钩码盒和4个相同钩码、牙签绳扣、砂皮纸、实验设计和记录表、尺子等。提醒：以砂皮纸两端为起点和终点，拉动物体，测出摩擦力的大小。测力计要慢慢水平均匀拉动）。
3、试着验证两个实验结果。
实验要求：
（1）、记录员先把实验记录表前部分填好；
（2）、小组合作，分别测量木盒在桌面上和在砂纸上运动时产生的摩擦力，观察刚好使物体运动起来的力的刻度，记录员及时填好实验数据；
(3)、做好实验的小组，请将实验材料摆放整齐，全组坐端正后汇报员举手表示实验完毕。
实验一 摩擦力大小与接触面关系实验记录
相同条件
不同条件
（接触面粗糙程度）
摩擦力大小
（牛）
?
?
?
?
?
结论：物体间接触面越光滑，摩擦力越（ ）；物体间接触面越粗糙，摩擦力越（ ）。
实验二 摩擦力大小与物体重量关系实验记录
相同条件
不同条件
（物体重量）
摩擦力大小
（牛）
?
?
?
?
?
结论：在水平面上运动的物体，在相同平面上拖动不同重物时，物体重量轻，摩擦力（ ）；物体重量重，摩擦力（ ）。
【设计意图】
对比实验，光滑面摩擦力小，粗糙面摩擦力大。物体重摩擦力大，物体轻摩擦力小。更多的时间让学生享受实验过程，分享收获的喜悦。
研究如何减小液体的阻力（师生合作实验）
实验材料：橡皮泥、大塑料瓶、洗洁精、细绳、牙签、直尺、秒表等
研究如何减小液体的阻力
实验一流线体与球体对比实验
假设：
不变的条件：
改变的条件：
实验记录：
下沉速度比较
形状不同模型
放入高度一样的洗洁精中
?
快□? 慢□
快□ ?慢□

结论：
实验二细粗流线体对比实验
假设：
不变的条件：
改变的条件：
实验记录：
下沉速度比较
形状不同模型
放入高度一样的洗洁精中
?
快□? 慢□
快□ ?慢□

结论：
【设计意图】
用橡皮泥捏成不同形状的模型，动手实验，体验流线体在液体中所受到的阻力最小。因为四种模型一起放，难度太大，只好选择两种模型。
设计实验，研究如何减小物体在空气中运动时所受的阻力。
实验材料：两张A4打印纸、秒表、尺子等
实验三 火箭形状和平头形状的纸飞机对比实验
假设：
不变的条件：
改变的条件：
实验记录：
下降速度比较
形状不同模型
选择高度一样的空气中
（秒）
?
所用时间 快□? 慢□
所用时间 快□ ?慢□

结论：
鲸和海豚的身体形状都能减小水的阻力。汽车、飞机、导弹、火箭、动车车头、子弹头、桥墩v字形等也都设计成流线型的外形。同样道理，流线型的物体在空气中运动时所受到的阻力最小。如此看来，流线型的外形不仅实用，而且美观。
【设计意图】
这部分内容让学生懂得流线型物体在空气中的阻力较小。
拓展延伸，发展兴趣
在生活中，有时摩擦力会给我们带来好处，需要增大摩擦力；有时摩擦力会给我们带来坏处，需要减小摩擦力。6幅图片：给车链加润滑油，减小摩擦力。轮胎上做成凹凸纹，增大摩擦力。用肥皂液摘下手镯，减小摩擦力。轮轴加入钢珠滚动，减小摩擦力。车轮绑上防滑链，增大摩擦力。流线型的潜艇，减小摩擦力。
观察油笔的笔套，有什么特点，说说其中的奥秘在哪里？
老虎钳生锈了，用纸巾擦和用砂皮纸擦有什么不同，你知道吗？
小结：摩擦是非常重要的一种现象，增大有益摩擦，减小有害摩擦，我们只有恰当地运用好摩擦力，才能使我们的生活变得更美好。
【设计意图】
引导学生把改变摩擦力的大小与其实用价值相联系，发展兴趣，培养科学素养。
【板书设计】
4.摩擦力的秘密
方向：与拉力相反
两个物体接触 运动时 接触面产生 摩擦力
大小：与拉力相等
物体分量轻 摩擦力小 物体分量重 摩擦力大
物体表面光滑 摩擦力小 物体表面粗糙 摩擦力大
滑动摩擦时比滚动摩擦时的阻力要大 流线型物体可以减小摩擦力
增大有益摩擦力
摩擦力的大小和实用价值相联系
减小有害摩擦力
【设计意图】
知道什么是摩擦力。探究摩擦力的秘密，认识摩擦力的正反效应。培养可贵的科学精神，了解更多的科学知识并学以致用。摩擦现象在我们身边到处都有。有运动，有摩擦，就会有摩擦力。两个物体接触运动产生摩擦力。摩擦力有时是有益的，是“功”，我们需要增大摩擦力。摩擦力有时是有害的，是“过”，我们需要减小摩擦力。摩擦力的广泛存在，给我们的生活增添了许多乐趣。

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