《探究摩擦力的大小与什么有关》初中物理教案

《探究摩擦力的大小与什么有关》初中物理教案

　　教学课题 第四节 探究滑动摩擦力的大小与什么有关

　　教学目标

　　1.知识与技能：

　　（1）知道滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦现象．

　　（2）知道影响滑动摩擦力大小的因素．

　　（3）能举例说出增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法．

　　2.过程与方法：

　　（1）通过与实际的联系，了解摩擦现象存在普遍性，并培养学生初步的提出问题能力和猜想假设能力．

　　（2）通过实验设计与操作，掌握控制变量的研究方法．

　　（3）通过对摩擦现象、因素猜想、方案设计等的讨论，培养学生的信息交流能力．

　　3.情感态度与价值观：

　　（1）通过对摩擦现象以及其运用的学习使学生关注周围与我们息息相关的物理知识．

　　（2）通过体会本节内容中探究的各个环节，培养较强的科学探究能力和敢于创新的探索精神．

　　教学重点 探究滑动摩擦力与什么有关，猜想过程与设计方案过程

　　教学难点 掌握控制变量的方法；摩擦力的测量

　　仪器材料一斜面，一木块；木块、木板、弹簧测力计、毛巾、小铁块、厚海绵、圆铅笔（多组）

　　教学方法 实验探究，讨论汇报，实践活动，媒体课件 课时安排 1～2

　　板书设计 第四节 探究滑动摩擦力的大小与什么有关

　　一、滑动摩擦力

　　（1）一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时受到阻碍的现象，称为滑动摩擦现象．在滑动摩擦过程中产生的力叫滑动摩擦力．

　　（2）滑动摩擦力的方向与运动方向相反．

　　（3）物体所受到的滑动摩擦力的作用点可画在物体重心上．

　　二、探究滑动摩擦力的大小与什么有关

　　（1）各种猜想：

　　（2）制定计划与实验表格：

　　（3）数据分析：

　　（4）结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的粗糙程度和压力大小有关，接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大．

　　三、静摩擦和滚动摩擦现象

　　四、增大有益摩擦和减小有害摩擦的办法

　　教学过程 教师活动设计 学生活动设计

　　1．创设情景，提出问题

　　（1）播放视频：冰球比赛中，推出的冰球在冰面上慢慢停下来；滑冰运动员到终点时停止用力后慢慢停下来，骑自行车不蹬后滑行一段停下来．

　　（或者演示：一木块从一斜面上滑下，在水平桌面上滑行一段后停下．）

　　师：为什么最终都停了下来？

　　（2）布置小活动．

　　（3）师：一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时受到阻碍的现象，称为滑动摩擦现象．在滑动摩擦过程中产生的力叫滑动摩擦力．

　　（4）师：滑动摩擦力是物体受到的阻碍物体运动的力，那么滑动摩擦力的方向有什么规律吗？

　　（5）师：你是否感受过滑动摩擦的存在？（鼓励各种想法）

　　（6）展示图片：看似光滑的金属表面，用显微镜看时的模样．

　　（7）对滑动摩擦力这个力我们已知道了大小和作用点，现在你还想知道什么？ 观看视频，思考现象共同点和原因．

　　生：由于有摩擦．

　　小活动：用橡皮擦去书上的字或用抹布擦桌子，并体会其中的力，感觉阻碍作用．

　　知道滑动摩擦和滑动摩擦力概念．体会“相对滑动”情景．

　　生：与运动（相对运动）方向相反．

　　生：滑滑梯时裤子会磨破；摔跤时皮被蹭破；……

　　生：简单了解滑动摩擦产生原因．

　　生：滑动摩擦力的大小和什么有关？

　　2．设置实践小活动，进行猜想

　　（1）布置小活动．

　　（2）师：请大家猜想滑动摩擦力的大小和什么有关系，尽量说出你的猜想依据．（鼓励学生的各种猜想，发掘其中合理的因素给予表扬；引导学生对结论进行猜想，比如压力越大，滑动摩擦力越大（或越小）．）

　　在黑板上列出各种猜想和猜想依据．（有些猜想不合理或猜想正确但依据有偏差的，可以在探究出结论后再解释探讨．）

　　小活动：用手掌在桌面上滑动，用手掌在衣服上滑动，用脚在地上蹭动，轻轻的试试，再用力试试，体会滑动摩擦力的大小．

　　生：与接触面的光滑程度（粗糙程度）有关，地面越光滑拖物体越容易．

　　生：与压力有关，因为物体越重越难拖．

　　生：与接触面的材料情况有关，旱冰在水泥地上好溜，在地毯上难溜起来．

　　生：与接触面的大小有关，

　　因为接触面越大，受到阻碍的面就越大．

　　生：与物体运动速度有关，滑动摩擦是相对运动引起的，应该和速度有关．滑滑梯时滑得越快屁股越热．……

　　3．小组讨论，制定计划和设计方案

　　（1）演示：滑动摩擦力如何测量．

　　师：用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动，指针不要颤动．此时弹簧测力计的示数就反映了滑动摩擦力的大小．（强调要“匀速”，可不作解释，但要留给学生这样一个疑问，使他们清楚有这样的要求．）

　　（2）师：请各小组讨论如何设计实验分别来验证各个猜想．要求至少对两种猜想进行方案设计．（或者直接与学生说明首先对压力和接触面粗糙程度这两因素进行研究．得出结论后再研究其它因素．）

　　参加一些小组的讨论，指导学生研究各个猜想因素与摩擦力的关系时，只能一个一个的单独研究，而且在研究某一个因素的变化怎样影响摩擦力时，必须保持其它因素不变，否则不能确定摩擦力的变化是由哪个因素引起的．指出这就是在研究多因素问题时常用的“控制变量法”．

　　（3）请各小组汇报设计方案．

　　在和学生一起讨论各个方案的科学性和可行性时注意渗透“控制变量法”．最后交流制定出研究各个因素的最佳方案，制定出实验表格，举例如下：

　　实验 操作（简单表述） 滑动摩擦力大小

　　1 木块在木板上匀速运动

　　木块在毛巾上匀速运动

　　2 木块在木板上匀速运动

　　木块加上重物后在木板上匀速运动

　　3 木块在毛巾上匀速运动

　　木块在海绵上匀速运动

　　4 木块平放在木板上匀速运动

　　木块横放在木板上匀速运动

　　5 木块以较慢速度在木板上匀速运动

　　木块以较快速度在木板上匀速运动

　　掌握用弹簧测力计的拉力来反映滑动摩擦力大小的方法．

　　小组讨论，包括器材和实验步骤，并且对实验的可行性进行考虑．

　　生：研究与接触面的粗糙程度的关系时，第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步把木块平放在毛巾上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小．

　　生：研究与压力的关系时，第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步再在木块上加一重物，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小．

　　生：研究与接触面材料性质的关系时，第一步把木块平放在薄毛巾上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步把木块平放在表面平整的厚海绵上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小．

　　生：研究与接触面积的关系时，第一步把木块品平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步把木块横放（或竖放）在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小．

　　生：研究与运动速度的关系时，第一步把木块平放在木板上，用弹簧测力计以较慢的速度水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小；第二步把木块平放在木板上，用弹簧测力计以较快的速度水平匀速拉动，记下此时的滑动摩擦力大小．

　　4．进行实验，记录收集数据

　　师：请大家根据以上的.讨论，修正自己的探究计划后进行实验，并作好记录． 进行实验，如实记录收集数据．

　　5．分析交流，得出结论

　　师：请各小组分析所得数据，得出结论，描述滑动摩擦力的大小和什么因素有关，关系如何？

　　（给学生解释，滑动摩擦力的大小与接触面材料性质有关，但我们不作深入研究，只作为了解层面，一般不用考虑）．

　　分析所得数据，把结论表述出来．

　　进行小组汇报，交流得出结论：

　　滑动摩擦力的大小与接触面积的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

　　滑动摩擦力的大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大．

　　滑动摩擦力的大小与接触面材料性质有关．

　　滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关．

　　滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关．

　　6．总结与评估

　　师：在实验过程中是否有新的发现？

　　滑动摩擦力的大小是否还会和其它的因素有关？对我们所得的结论你还能做更深入的研究吗？ 能激发兴趣，对自己实验中出现的问题或其他学生和老师提出的问题作更深入思考．

　　7．设计实验，介绍静摩擦和滚动摩擦

　　（1）演示实验：筷子提米

　　（2）师：其实摩擦有三兄弟，除了滑动摩擦外，还有静摩擦和滚动摩擦．两个有相对运动趋势但保持相对静止的物体间产生的摩擦叫静摩擦，比如用手握起饮料瓶．一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦叫滚动摩擦，比如旱冰鞋与地面间的摩擦．你能举出生活中这两种摩擦的现象吗？ 思考杯子和米的受力可能．

　　了解静摩擦和滚动摩擦概念，进行举例．

　　生：推桌子但桌子没动时，与地面有静摩擦；人走路时靠的是鞋与地面的静摩擦；司机转动方向盘时手与方向盘间有静摩擦；各种绳结．……

　　生：带轮子的行李箱拖动时与地面间有滚动摩擦；用圆珠笔写字时笔尖的滚珠发生滚动，笔与纸间有滚动摩擦．……

　　8．实例说明，有害摩擦和有益摩擦

　　（1）播放视频：磁悬浮列车．

　　播放气垫船图片

　　（2）布置小活动，要求学生找出几根圆铅笔．

　　总结用滚动摩擦代替滑动摩擦可以减小摩擦力的大小．

　　（3）展示图片，请大家说出图中是采用什么方法来减小有害摩擦和增大有益摩擦的．图片有：有花纹的鞋底；用力刹车；光滑平整的雪橇；给车轮的轴加润滑油；轴承中的滚珠．

　　（4）总结：增大有益摩擦的办法有：增加接触面的粗糙程度；增大压力．

　　减小有害摩擦的办法有：减小接触面的粗糙程度；减小压力；给接触面处加润滑油；用滚动摩擦代替滑动摩擦；使摩擦面脱离接触． 思考设计意图，知道目的是为了减小摩擦力．

　　小活动：用手掌在桌面上移动，体会受到的阻碍；在手掌下垫上几根圆铅笔再在桌面上移动，体会体会受到的阻碍．对比发现，摩擦力变小了．

　　生：鞋底的花纹是为了通过增加接触面的粗糙程度来增大与地面的有益摩擦；刹车时通过增加刹车皮和轮间的压力来增大有益摩擦．

　　生：雪橇是通过减小接触面的粗糙程度来减小有害摩擦；通过加润滑油来减小轴间的有害摩擦；轴承用滚珠是利用滚动摩擦来减小有害摩擦．

　　能举出生活中更多的增大有益摩擦和减小有害摩擦的事例．

　　课后作业 相应练习册；小论文： 假如生活中没有摩擦力

　　教学反馈 （1）学生对一些摩擦现象虽然较熟悉，但有时意识不到摩擦的存在，所以教学一开始意识不到摩擦的重要意义．

　　（2）科学探究中猜想阶段发现凭学生的感觉不合理的猜想还是较多的．

　　（3）实验过程中学生对匀速时读数容易把握不准．

　　（4）对于摩擦的一些现象和运用学生兴趣很大．

　　备注 根据教学情况可把这些内容安排为两课时，第一课时为探究滑动摩擦力和什么因素有关，第二课时接着介绍静摩擦和滚动摩擦，以及讨论增大和减小摩擦的办法．

　　说明：需要视频目录：（1）冰球比赛中，推出的冰球在冰面上慢慢停下来的情景（一小段） （2）滑冰运动员到终点时停止用力后慢慢停下来的情景（一小段） （3）骑自行车不蹬后滑行一段后停下来的情景（一小段）