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1、研究摩擦力
教學(xué)流程
提出問(wèn)題→實(shí)驗(yàn)探究靜動(dòng)摩擦力的大小→得出結(jié)論→舉例→反饋練習(xí)
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能目標(biāo)
(1)·知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷靜摩擦力的方向和大小,知道最大靜摩擦力。
(2)·知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。
(3)·知道滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比,知道動(dòng)摩擦因數(shù)。
二、過(guò)程與方法目標(biāo)
通過(guò)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求地是的科學(xué)態(tài)度,和在研究問(wèn)題時(shí)要突出主要矛盾忽略次要因素的思維方法。
教學(xué)重點(diǎn)
用實(shí)驗(yàn)探究摩擦力的大小與方向,并且判斷動(dòng)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的大小方向
2、。
教學(xué)難點(diǎn)
1.靜摩擦力與壓力無(wú)關(guān)的理解就更感困難
2.靜摩擦力的方向判斷。
教學(xué)方法
本課以實(shí)驗(yàn)探索法為主要教學(xué)方法。
教學(xué)過(guò)程
一、引入新課
教師將甲、乙兩本高中物理課本的書(shū)頁(yè)依次疊在一起,壓一下書(shū)頁(yè)提起乙書(shū),甲書(shū)沒(méi)有從乙書(shū)中滑落。請(qǐng)一男生盡其力拉兩書(shū)背也不能在乙書(shū)中拉動(dòng)甲書(shū)。在剛才的實(shí)驗(yàn)中,使甲書(shū)不能在乙書(shū)中拉動(dòng)的直接原因是什么?
(說(shuō)明:用設(shè)疑法引起學(xué)生的好奇心。指出是因?yàn)槲锢硎艿侥Σ亮Φ脑?,再提出為什么?huì)有這么大的摩擦力使一個(gè)男同學(xué)都分不開(kāi)兩書(shū)呢?進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探索欲望。)
對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行總結(jié)得出:
二、進(jìn)行新課
1.摩擦力:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們
3、之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力就叫做摩擦力。
2.摩擦力分為:靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力和滾動(dòng)摩擦力。
(說(shuō)明:這是由初中知識(shí)知道的)
3.靜摩擦力:a、概念:兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)接觸面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)但沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接觸面上就會(huì)產(chǎn)生一種障礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這種力就是靜摩擦力。
[演示實(shí)驗(yàn)]:探索靜摩擦力的大小和方向
如圖:當(dāng)定滑輪的繩子下端懸掛50g砝碼B時(shí),物塊A保持靜止?fàn)顟B(tài)。
提出問(wèn)題:物塊A靜止,它受板的靜摩擦力多大?方向如何?你是根據(jù)什么原理判斷的?
(說(shuō)明:讓學(xué)生知道根據(jù)二力平衡分析物體受板的靜摩擦力大小和方向
4、。)
當(dāng)懸掛的砝碼B增加到100g時(shí),物塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。
提出問(wèn)題:物塊A此時(shí)所受的靜摩擦力的大小、方向如何變化?設(shè)想一下,如果將砝碼B摘去,靜摩擦力又將如何變化?
(說(shuō)明:此問(wèn)指出產(chǎn)生靜摩擦力的條件,即只有有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的時(shí)候才可能產(chǎn)生靜摩擦力。同時(shí)再討論一下還要有什么條件?)
當(dāng)懸掛的砝碼B保持100g不變而增加物體的質(zhì)量時(shí),
提出問(wèn)題:物體A現(xiàn)在受到的靜摩擦力的大小方向是否發(fā)生發(fā)變化?
(說(shuō)明:此問(wèn)承接上一問(wèn)指出影響靜摩擦力的大小的因素只與使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的外力有關(guān)。)
當(dāng)懸掛在繩子下端的砝碼B為150g時(shí),物塊A才剛開(kāi)始相對(duì)于桌面板滑動(dòng),提出問(wèn)題:這時(shí)物塊所受的靜摩擦力叫
5、什么?它的大小和方向呢?
教師講解:靜摩擦力增大到某數(shù)值后就要滑動(dòng)了,這時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值,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,跟使物體起動(dòng)的外力方向相反,或者說(shuō)跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。
在同學(xué)回答的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出:
(1)靜摩擦力的產(chǎn)生條件:
a.兩相對(duì)靜止的物體直接接觸,在接觸面上存在壓力;
b.兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì);
c.接觸面不是光滑的表面。
(2)靜摩擦力的方向:相切于接觸面,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
(3)靜摩擦力的大?。河赏獠恳蛩貨Q定。范圍在0-fm之間。
(解說(shuō):如剛才的實(shí)驗(yàn)中,如果砝碼B的質(zhì)量大于150g,那么物
6、體A就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來(lái),而且速度越來(lái)越快。當(dāng)物體A運(yùn)動(dòng)起來(lái)之后,我們可以試著減少砝碼的質(zhì)量,會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)用較少質(zhì)量的砝碼就可以使物體A勻速運(yùn)動(dòng)起來(lái)。此物體受到摩擦力叫滑動(dòng)摩擦力,大小等于砝碼的重力。)
用圖象表示物體受到的摩擦力和它受到的外力之間的關(guān)系如圖:
[反饋練習(xí)]
1.用手握住水杯,使水杯在空中保持不動(dòng),討論一下水杯是否受摩檫力。若受,則其大小、方向怎樣?
2.猴子在向上爬桿的過(guò)程中受到哪些力作用?大小方向如何?
3.手壓黑板擦靜止在黑板上,黑板擦受摩擦力否?松手后黑板擦向下滑動(dòng),又受多大摩擦力?
(答案:開(kāi)始?jí)鹤『诎宀習(xí)r受到摩擦力,松手后由于接觸面上沒(méi)有了正壓力,故不受摩擦力作
7、用。)
4.放在勻速運(yùn)動(dòng)的水平傳送帶上的物體。
(答案:因?yàn)闆](méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故不受靜摩擦力作用。)
5.在現(xiàn)實(shí)生活中靜摩擦力有哪些應(yīng)用?
(答案:紗線之間靠靜摩擦力作用織成布;輪胎上的花紋是為了與地面之間有良好的接觸;皮帶運(yùn)輸機(jī)把貨物送到高處是靠它們之間的靜摩擦力作用;粉筆寫字是因?yàn)橛心Σ亮ψ饔?;等。?
最后分析導(dǎo)課實(shí)驗(yàn):兩本課本書(shū)頁(yè)依次疊在一起,頁(yè)面之間有微小的壓力,所以當(dāng)用力拉書(shū)時(shí),在每個(gè)小頁(yè)面上產(chǎn)生的靜摩擦力的合力等于拉力,故需要用很大的力才有可能把兩本書(shū)分開(kāi)。在兩本書(shū)分開(kāi)的過(guò)程中,你會(huì)感覺(jué)到所用的力變小了,這是因?yàn)榇藭r(shí)頁(yè)面之間的摩擦力變?yōu)榱嘶瑒?dòng)摩擦力,一般小于最大靜摩擦力。
8、
下面再來(lái)研究一下滑動(dòng)摩擦力。
6.滑動(dòng)摩擦力:
概念:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)是,會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力,這個(gè)力叫做滑動(dòng)摩擦力。
產(chǎn)生條件:
a.兩相對(duì)靜止的物體直接接觸,在接觸面上存在壓力;
b.兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng);
c.接觸面不是光滑的表面。
c、方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反
d、大?。汗剑疲溅蹋疲?
[探究實(shí)驗(yàn)]:利用變量控制法探究影響滑動(dòng)摩擦力在小的因素
(說(shuō)明:先讓同學(xué)們根據(jù)自己已有的知道結(jié)合生活實(shí)踐推測(cè)一下滑動(dòng)摩擦力可能與壓力和接觸面有關(guān)。再根據(jù)所提供的器材自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分組驗(yàn)證,教師巡回指導(dǎo)。
有很多種組合:可木塊、木板組合,可木塊、毛巾組合,
9、也可木塊與玻璃組合;測(cè)力可以用砝碼,也可用彈簧稱。
可通過(guò)在大木塊上添加鉤碼而改變壓力。)
備用器材:帶有定滑輪的平板、帶線繩的大木塊、小木塊、玻璃、毛巾、測(cè)力計(jì)、砝碼、鉤碼。
請(qǐng)同學(xué)們自己選擇實(shí)驗(yàn)器材探究一下小木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān),每組測(cè)五次并填下列表:
?
1
2
3
4
5
重力G
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壓力FN
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摩擦力F
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F/FN
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結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力與壓力南FN成正比,也就是跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。
(必須指出,滑動(dòng)
10、摩擦力是與壓力成正比,而不是與物體的重力成正比,在上面的實(shí)驗(yàn)中壓力與重力大小相等只是特例,在很多情況下,壓力并不等于重力,例如斜面上的物體。同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積以及相對(duì)速度大小(0)無(wú)關(guān)。)
而F/FN對(duì)每組實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)五次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是一個(gè)值,這個(gè)比值叫做動(dòng)摩擦因數(shù)
比較各不同組的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)動(dòng)摩擦因數(shù)μ與每次不同,說(shuō)明μ跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān),材料不同,兩物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同。
學(xué)生閱讀教材《幾種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)》表。
動(dòng)摩擦因數(shù)還與接觸面的粗糙程度有關(guān)。
[例題] 在東北的冬天冬季伐木工作中,伐下的木料常裝在雪橇上,馬拉著雪橇在冰道上滑行,將木料運(yùn)出。一個(gè)有
11、鋼制滑板的雪橇,連同木料總重量為4.9×104N。在水平的冰道上,馬要在水平方向用多大的力,才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)?
分析:如課本。
反饋練習(xí):
1.馬拉雪橇在水平雪地上前進(jìn),若馬對(duì)雪橇拉力突然增大,雪橇所受滑動(dòng)摩擦力如何變化?
2.物體與豎直墻壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體的質(zhì)量為M,當(dāng)物體沿著墻壁自由下落時(shí),物體受到的滑動(dòng)摩擦力大小為。
3.如圖所示,物體A重40N,物體B重20N,A與B、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4。當(dāng)用水平力向右拉動(dòng)物體A?xí)r,試求:
(1)B物體所受的滑動(dòng)摩擦力的大小和方向;
(2)A物體所受的地面滑動(dòng)摩擦力的大小和方向。
三、本課小結(jié)
用投影儀將本節(jié)的知識(shí)投影出來(lái)總結(jié)。
四、布置作業(yè)
1.摩擦力對(duì)人們的生產(chǎn)生活有其有利的一面,搜集一下摩擦力在生活中的應(yīng)用?
2.有的情況下人們要消除或減少摩擦力帶來(lái)的損耗與不便,查找資料說(shuō)明一下人們都采取了哪一些措施?
板書(shū)設(shè)計(jì):(略)
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