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2019-2020年七年級科學(xué)下冊 第2章第6節(jié) 摩擦的利和弊教案 浙教版 一、學(xué)情分析 學(xué)生對摩擦力雖有一定的認(rèn)識，但在固有的知識結(jié)構(gòu)中，還存在不少缺陷，比如： 1．對于固體能產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦學(xué)生有一定的了解，而對液體、氣體存在摩擦缺乏認(rèn)識，沒有“摩擦力是普遍存在的”的這一理念。 2．對于摩擦，不少同學(xué)有“摩擦對我們生活生產(chǎn)是有害的”這一錯誤概念。 3．現(xiàn)實世界處處存在摩擦，學(xué)生對零摩擦沒有感性認(rèn)識，可能會有“如果沒有摩擦該多好啊”這樣的想法。 4．學(xué)生對于增大或減小摩擦的知識不具有系統(tǒng)性，存在“添加潤滑油就是改變了接觸面的粗糙程度，使接觸面變得光滑”、“摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)”等錯誤觀念。 二、教學(xué)策略 針對學(xué)生的實際情況，我采用如下策略幫助學(xué)生建構(gòu)新知識： 1．通過全班同學(xué)參加參與“摩擦的利與弊”的辯論，促使學(xué)生查閱相關(guān)的資料，豐富學(xué)生對摩擦的感性認(rèn)識，進而正確認(rèn)識摩擦，正確對待摩擦。 2．認(rèn)識了摩擦的利與弊，就要了解哪些方法可以增大或減小摩擦，將其運用于生活。所以本課的一個重點也是幫助學(xué)生認(rèn)識并學(xué)會使用增大或減小摩擦的方法。這個環(huán)節(jié)可以設(shè)計成小組討論，畫、寫設(shè)想，然后由代表發(fā)言，說出設(shè)想的理論根據(jù)，再由老師點評的形式進行。 3．在學(xué)生對摩擦有了比較深入的了解之后，可以讓學(xué)生用頭腦風(fēng)暴法猜想如果沒有摩擦，我們的世界會怎樣，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用逆向思維，培養(yǎng)他們敢于設(shè)想一切、敢于懷疑一切的意識，并幫助學(xué)生進一步了解摩擦對我們生產(chǎn)生活的意義。 對于討論“沒有摩擦將會怎樣”的問題時，以頭腦風(fēng)暴的形式， 三、教學(xué)目標(biāo) 1．知識與能力： 通過辯論說明摩擦力是普遍存在的，不但固體會產(chǎn)生摩擦力，而且氣體和液體也會產(chǎn)生摩擦力。能通過想象描述沒有摩擦的世界將會出現(xiàn)的情景。理解摩擦力的利和弊，并懂得增大摩擦和減小摩擦的具體方法。 2．過程與方法： 采用小組合作探究的模式，通過辯論探討，引導(dǎo)學(xué)生自主進行學(xué)習(xí)，深入了解摩擦的利與弊，并能使用正確的方法來增加或減小摩擦。同時，在辯論中穿插必要的實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實驗探究精神。 3．情感價值觀目標(biāo)： 在辯論的過程中，培養(yǎng)學(xué)生謙遜有禮、文明待人的氣質(zhì)和風(fēng)格，在意見對立的情況下也能氣定神閑、保持自身良好的風(fēng)度，同時能對各種突發(fā)狀況做出較好的對應(yīng)。通過這個活動，能為學(xué)生打下一定的辯論基礎(chǔ)。 四、板塊設(shè)計 教學(xué)程序 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 課前準(zhǔn)備、 收集資料 確定辯題：摩擦利大于弊。 將全班同學(xué)分為兩組，分別為辯論的正方和反方。立場可以由抽簽決定，也可以由自己的意愿決定。 教師關(guān)于辯論所需要注意的事項向?qū)W生做一個詳細(xì)的說明，包括時間、方式、內(nèi)容、語言語態(tài)等等，可以組織學(xué)生觀看大學(xué)生辯論會等視頻資料，并為學(xué)生的資料收集提供必要的建議和幫助。 由各方推選出4位辯論代表，與組員一起合作，收集必要的資料，撰寫辯論稿，準(zhǔn)備辯論時所須的豐富資料，包括需要使用的實驗儀器等。將需要老師協(xié)助準(zhǔn)備的材料清單列出，請老師幫助準(zhǔn)備。 另選出兩位計時員。 引導(dǎo)學(xué)生自主進行學(xué)習(xí)，在瀏覽網(wǎng)頁、查閱書籍等過程中獲取豐富的摩擦力知識。 同時，通過學(xué)習(xí)“獅城舌戰(zhàn)”，使學(xué)生對辯論有感性認(rèn)識，培養(yǎng)他們優(yōu)良的辯論風(fēng)格。 宣布辯論規(guī)則 宣布辯論規(guī)則，請選手做好辯論準(zhǔn)備，計時員準(zhǔn)備計時。同時要求其余同學(xué)準(zhǔn)備好筆記本，記錄相關(guān)的知識。 將教室的布局布置成辯論現(xiàn)場的模式，立好自己制作的名牌。選手準(zhǔn)備辯論。其余同學(xué)準(zhǔn)備記錄知識點。 使辯手和觀眾再一次明確比賽規(guī)則，并提醒學(xué)生注意記錄重點要點。 “摩擦利大于弊”的辯論 維護現(xiàn)場秩序，控制時間，督促其他學(xué)生的傾聽和相關(guān)知識的記錄。對辯論過程中出現(xiàn)的狡辯等現(xiàn)象給予提醒，提供相應(yīng)的實驗器材讓學(xué)生證明自己的觀點。 一辯陳詞時間控制在4分鐘，接著是各方累計3分鐘的自由辯論。最后的四辯陳詞時間也控制在4分鐘。如須做實驗，實驗的時間可以不計入在內(nèi)。 其余同學(xué)不得大聲喧嘩和展開罵戰(zhàn)，根據(jù)老師的即時點評和分析作好筆記。 通過辯論以及實驗驗證，說明摩擦力是普遍存在的，固體、氣體和液體都會產(chǎn)生摩擦力。幫助學(xué)生了解摩擦力既有利也有弊，我們要正確對待它。 總結(jié)辯論 辯論結(jié)束后，老師進行總結(jié)，得出結(jié)論：摩擦力有利有弊，我們要合理的利用摩擦的利，削減摩擦的弊。 同時，也可對選手在辯論中的表現(xiàn)作出評判，幫助學(xué)生明確怎樣的辯論風(fēng)格才是優(yōu)秀的辯論，對辯論中學(xué)生出現(xiàn)的一些失誤作出更正，對實驗的現(xiàn)象進行分析，與學(xué)生一起評出最佳辯手。 補充交流更多的摩擦材料，討論怎樣的辯手才稱得上好的辯手，評出本班的最佳辯手。 幫助學(xué)生進一步明確摩擦的利與弊。同時說明怎樣的辯論風(fēng)格才是優(yōu)異的，為學(xué)生打下一定的辯論基礎(chǔ)。 設(shè)計方案 以辯論時的方陣，給兩個小組每組一張大紙，彩色筆若干，要求正反兩方都寫出增大和減小摩擦的方案若干。 交流后適當(dāng)總結(jié)和點評，指導(dǎo)學(xué)生做好筆記。 小組討論，由1—2人執(zhí)筆，將大家的方案寫在彩紙上，然后派一個小組代表將紙貼在黑板上，說明各組所想出的方案的具體實施方法和例子。 根據(jù)所寫的方案總結(jié)，并將相關(guān)知識摘錄到筆記本上。 培養(yǎng)學(xué)生合作探究的能力。并能將所學(xué)知識運用在實際生活中。 頭腦風(fēng)暴 以頭腦風(fēng)暴的形式，鼓勵學(xué)生展開想象的翅膀，討論“沒有摩擦將會怎樣”，最后得出結(jié)論。 以輪流的形式依次說出沒有摩擦將會怎樣，可以舉出不同的例子加以具體說明，要求后面的學(xué)生不得重復(fù)前面同學(xué)的答案。 培養(yǎng)學(xué)生敢于設(shè)想一切、敢于懷疑一切的能力。學(xué)會使用逆向思維的方法。 當(dāng)堂練習(xí) 布置課堂練習(xí)，并講評分析。 做相關(guān)習(xí)題。 鞏固提高。 五、教學(xué)特色 1．辯論：采用小組合作探究的模式，通過辯論探討，引導(dǎo)學(xué)生自主進行學(xué)習(xí)，在瀏覽網(wǎng)頁、查閱書籍等過程中獲取豐富的摩擦力知識，在激烈的辯論中深入了解摩擦的利與弊，并能使用正確的方法來增加或減小摩擦。在辯論中，穿插必要的實驗加以證明，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實驗探究精神。此外，還能培養(yǎng)學(xué)生謙遜有禮、文明待人的氣質(zhì)和風(fēng)格，在意見對立的情況下也能氣定神閑、保持自身良好的風(fēng)度，同時，能對各種突發(fā)狀況做出較好的對應(yīng)。通過這個活動，為學(xué)生打下一定的辯論基礎(chǔ)。 2．設(shè)計方案：對于討論增大和減小摩擦的方案時，設(shè)計成小組討論，畫、寫設(shè)想，然后由代表發(fā)言，說出設(shè)想的理論根據(jù)，由老師點評的形式進行，這樣就將課堂的主角再次還給學(xué)生。 3．頭腦風(fēng)暴：鼓勵學(xué)生展開想象的翅膀，以頭腦風(fēng)暴的形式討論“沒有摩擦將會怎樣”，引導(dǎo)學(xué)生展開想象的翅膀，充分地表達自己的想法，并學(xué)會使用逆向思維的方法。同時，培養(yǎng)他們敢于設(shè)想一切、敢于懷疑一切的能力。 六、練習(xí)題設(shè)計、答案 1.添加潤滑油就是改變了接觸面的粗糙程度，使接觸面變得光滑，對嗎? 參考答案：不對。添加潤滑油其實是使摩擦發(fā)生在固體和液體之間，實質(zhì)是濕摩擦。 2．自行車上哪些地方要利用摩擦？哪些地方要減少摩擦？是用什么方法來增大和減少摩擦？ 參考答案：車把、輪胎、腳踏板、車閘等處要利用摩擦。車把、輪胎、腳踏板刻有粗糙的花紋，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦。自行車上所有轉(zhuǎn)軸如中軸、前后軸、飛輪、龍頭的轉(zhuǎn)軸、腳踏板的轉(zhuǎn)軸等部件都要減少摩擦。主要是利用滾珠軸承和添加潤滑油來減少摩擦。 3．冬天人們從外面進屋后，總喜歡用口對著雙手哈氣，，同時還愛兩手相互摩擦，這是為什么？ 參考答案：冬天室外很冷，人的雙手總是裸露，而人口呼出的氣溫近于人的體溫，對手哈氣，可使手吸收口中呼出的氣的熱量；雙手互相摩擦，摩擦力做功，增加手的內(nèi)能，都可以使手變得溫暖。 七、知識拓展 摩擦力 相互接觸的兩個物體，在接觸面上發(fā)生阻礙相對運動的現(xiàn)象，叫做摩擦，所產(chǎn)生的阻礙相對運動的力叫做摩擦力。摩擦有干摩擦和濕摩擦之分，干摩擦發(fā)生在固體和固體接觸面之間，濕摩擦發(fā)生在固體和流體接觸面之間，又叫粘滯現(xiàn)象。起作用力又叫粘滯力。在初中科學(xué)中只討論干摩擦的情況。但是如果在兩固體間涂上一層潤滑油，使摩擦發(fā)生在固體和液體之間，其實質(zhì)也是濕摩擦。如果摩擦現(xiàn)象僅僅是兩物體間有相對運動的趨勢，而并無相對運動，這種阻礙相對運動趨勢的現(xiàn)象叫做靜摩擦，其作用力叫做靜摩擦力。如果摩擦現(xiàn)象發(fā)生在兩物體間的相對滑動，這種阻礙相對滑動的現(xiàn)象叫做滑動摩擦。其作用力叫做滑動摩擦力。滑動摩擦力F的大小與物體間壓力N成正比，方向與相對運動的方向相反。 滾動摩擦 一個物體在另一個物體上滾動（或有滾動趨勢）時受到阻礙作用的現(xiàn)象，叫做滾動摩擦。滾動摩擦也有靜摩擦和動摩擦之分。滾動摩擦其大小與接觸材料表面性質(zhì)及壓力有關(guān)。我們可以這樣說，在其它條件相同情況下，克服滾動摩擦所需要的力比滑動摩擦力小得多，因此人們常設(shè)法把相對滑動得情況改變?yōu)橄嗷L動。例如用車輪運輸而不在平面上推動重物，用滾動軸承代替滑動軸承。 假如沒有摩擦 各種各樣的結(jié)——普通結(jié)、“水手結(jié)”、“紐帶結(jié)”、“蝴蝶結(jié)”等等——所以能打得牢，完全是由于摩擦的作用。由于繩索圍著自己纏繞著，象繩索圍著支架纏繞著一樣，所以摩擦力增大了許多倍。研究一下結(jié)里的許多曲折，就不難相信這一點。曲折越多，或是繩子圍著自己纏繞的圈數(shù)越多，它的繞轉(zhuǎn)角就越大，結(jié)也打得越牢。 　　縫衣工人釘鈕扣，也常常在不知不覺中使用著這個方法。他把線頭繞許多轉(zhuǎn)，然后把線扯斷。這樣，只要線是堅韌的，鈕扣就不會掉下來。 　　如果沒有摩擦，我們甚至連鈕扣都沒法使用：線在紐扣的重力下會自己松開，使鈕扣脫落。 　　你看，在我們的周圍，有各種各樣的摩擦現(xiàn)象，這種現(xiàn)象有時非常出人意料。有時甚至連我們想不到的地方，也會出現(xiàn)極重要的摩擦現(xiàn)象。假如摩擦在世界上突然消滅了的話，許多普通現(xiàn)象都會完全按照另一種方式進行。 　　法國物理學(xué)家希洛姆對于摩擦現(xiàn)象曾經(jīng)有過生動的描寫。 　　我們有時候走上了結(jié)著冰的路。為了使身體不致跌倒，我們得用多少力氣；為了站穩(wěn)，又得做多少可笑的動作！這就不得不使我們承認(rèn)，我們平時所走的路面有多么寶貴的性質(zhì)，由于這種性質(zhì)，我們才不必特別用力，就能保持平衡。當(dāng)我們騎著自行車在很滑的路上滑倒的時侯，或是馬在柏油路上滑倒的時侯，我們也會產(chǎn)生同樣的思想。研究了類似的現(xiàn)象以后，我們就可以看出摩擦帶給我們的后果了。工程師竭力在設(shè)法除掉機器上的摩擦，井且得到了很好的成績。在應(yīng)用力學(xué)里，常常把摩擦說成是最不好的現(xiàn)象。這當(dāng)然是對的，可是也只有在幾個狹窄的領(lǐng)域里才能算是對的。至于在別的情況下，我們還應(yīng)當(dāng)感謝摩擦：它使我們能夠毫不提心吊膽地走路、坐定和工作；使書和墨水瓶不會落在地板上；使桌子不會自己滑向墻角；使鋼筆不會從手里滑掉。 　　摩擦是一種非常普遍的現(xiàn)象。除了很少幾種特別情況以外，我們用不著去找它，它自己就會來幫我們忙。 　　摩擦能夠促進穩(wěn)定。木工刨平地板，目的是使桌子和椅子放在哪里就留在哪里。只要不是在正在搖晃的輪船里，放在桌子上的杯盤，用不到我們特別照顧，就會不動地留在桌子上。 　　如果我們設(shè)想已經(jīng)完全沒有摩擦了。這時候任何物體，不論是大石塊或是小沙粒，就再也不能相互支持了。所有的東西都要滑著，滾著，直到鋪成一個平面為止。如果沒有摩擦，地球就象流體一樣，變成了一個一點高低都沒有的圓球了。 　　我們還可以補充說，沒有了摩擦，鐵釘和螺釘會從墻上滑出來，我們的手也不能拿東西，任何建筑物都不可能建造起來。起了旋風(fēng)就永遠(yuǎn)不會平息。我們會不斷地聽到發(fā)出的聲音的回聲，因為它從墻壁上反射回來，一點也沒有被削弱。 　　每一次地面上的凍冰，都使我們清楚地看出摩擦的重要性。遇到街上結(jié)冰的時候，我們會弄得毫無辦法，并且隨時都有滑倒的危險。下面是從報上摘下來的幾段消息（1927年十二月）： 　　“倫敦二十一日消息，由于地面結(jié)了冰，倫敦的街車和電車行動都發(fā)生困難。大約有1400人摔壞了手腳等等，被送入醫(yī)院。” 　　“巴黎二十一日消息，巴黎城和近郊，由于街道結(jié)冰，發(fā)生了許多不幸事件……”可是在冰上摩擦力極小這一點，在技術(shù)上也可以利用。普通的雪橇就是例子。更好的例子是那用來把樹木從伐木的地方運輸?shù)借F道或浮送站去的所謂冰路。在這種平滑的冰路上，用兩匹馬可以拉動裝著七十噸木材的雪橇。 摩擦的作用 一、摩擦的作用 （一）摩擦的有利作用 1．傳動作用，各種動力機、驅(qū)動軸，在很大程度上是依靠傳動裝置（如皮帶、傳動鏈、齒輪、蝸輪、蝸桿等）和各個聯(lián)動部件之間的靜摩擦力，帶動各種工作機運轉(zhuǎn)。傳送帶也是借助它與其上物體間的靜摩擦力，帶動后者并傳送到預(yù)定地點。 2．制動作用，各種機械和交通工具乃至行人的減速和停止運行，都是借助于摩擦作用。據(jù)此制成制動器和離合器。 3．阻尼作用，轉(zhuǎn)軸和軸承，常常由于發(fā)生油膜振蕩而造成損壞。對此，可以利用摩擦消耗能量、減小振幅的作用，制成各種阻尼器，以實現(xiàn)阻振。 4．升溫作用，微波爐利用微波透射被加熱的物品，使其分子發(fā)生低于微波頻率的幾十萬赫茲的高頻振蕩。由于分子之間的摩擦產(chǎn)生大量的熱，而使該物品溫度劇烈升高。 （二）摩擦的有害作用 1．損耗能量，由各種形式的能量所轉(zhuǎn)化成的機械能，由于摩擦作用，將進而轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。 2．引起磨損，磨損是一個固體在另一固體或介質(zhì)的摩擦力作用下所發(fā)生的表面材料損壞過程。它使機械效率降低，潤滑油和功率的損耗增加，零件喪失精度乃至損壞，因而需要更換。