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第八章第3節(jié)《摩擦力》教學(xué)設(shè)計 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能 1．能根據(jù)生活體驗認(rèn)識摩擦力； 2．能根據(jù)二力平衡的條件，用彈簧測力計粗略測量水平運動物體所受的滑動摩擦力； 3．通過實驗探究，了解改變滑動摩擦力大小的方法； 4．認(rèn)識摩擦在生產(chǎn)和生活中的利用與防止，并能正確說出增大或減小摩擦的方法。 （二）過程與方法 1．經(jīng)歷研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗過程，能表述滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系； 2．通過科學(xué)探究活動，使學(xué)生體驗控制變量法在物理研究過程中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生樂于參與、勇于創(chuàng)新的意識和設(shè)計實驗、分析概括的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1．通過觀察與實踐使學(xué)生了解摩擦在實際中普遍存在，既有利也有弊。培養(yǎng)學(xué)生思考問題的辯證觀點； 2．通過生活中實例的研究，激發(fā)學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題的熱情。 二、教學(xué)重難點 本專題是在彈力、重力之后，研究第三種常見的力──摩擦力。彈力、重力等知識的學(xué)習(xí)可以對摩擦力的學(xué)習(xí)起到正向遷移的作用，另一方面，本節(jié)的知識又為力的概念的形成起到鞏固和深化的作用。 本節(jié)內(nèi)容由“摩擦力”和“摩擦的利用與防止”兩部分內(nèi)容組成。教學(xué)的重點是測量水平運動的物體受到的滑動摩擦力。這個實驗是《課程標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的必做的測定性實驗。為突出重點，選取研究影響滑動摩擦力大小的因素作為探究性實驗，這需要學(xué)生具有測量滑動摩擦力的實驗技能。另一方面，它又是一個難得的訓(xùn)練學(xué)生開展科學(xué)猜想、實驗檢驗、分析論證的好選題。因為學(xué)生雖然對摩擦現(xiàn)象不陌生，但對滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)卻不清楚。 摩擦現(xiàn)象在生活中很常見，有些摩擦是有益的，有些是有害的。有益的摩擦應(yīng)該增大，有害的摩擦應(yīng)該減小。針對這些問題的討論，有助于學(xué)生領(lǐng)悟客觀事物之間的辯證關(guān)系。 三、教學(xué)策略 對摩擦現(xiàn)象，學(xué)生們有豐富的感性認(rèn)識。可從日常生活中常見的摩擦現(xiàn)象引入新課。例如可先向?qū)W生提問：自行車在水平道路上滑行時，無論路面多么光滑，總會慢慢停下來，為什么？（回答：受到地面的摩擦力。）通過討論使學(xué)生認(rèn)識：相互接觸的兩個物體，當(dāng)它們做相對運動時，接觸面間就產(chǎn)生摩擦力阻礙相對運動。這里不要解釋動摩擦和靜摩擦的問題。 要探究摩擦力大小與壓力及接觸面粗糙程度的關(guān)系，需要解決三個問題：摩擦力的測量問題，實驗的研究方法問題以及實驗器材的選擇問題。摩擦現(xiàn)象學(xué)生比較熟悉，要先引導(dǎo)學(xué)生對摩擦與哪些因素有關(guān)做出猜想，然后讓學(xué)生按照課本提示，獨立完成實驗，包括自己設(shè)計實驗，自己設(shè)計表格記錄實驗數(shù)據(jù)，自己得出實驗結(jié)論等等。教師只需提供必要的實驗設(shè)備即可。 摩擦與我們息息相關(guān)。指出有時摩擦是有益的，有時是有害的。應(yīng)該研究增大摩擦和減小摩擦的方法。然后讓學(xué)生閱讀這段課文。讀完課文后，通過討論先得出增大摩擦的方法并舉出實例；再得出減小摩擦的方法并舉出實例。對利用滾動減小摩擦，可以讓學(xué)生自己動手做一做實驗，親自感受一下利用滾動可以減小摩擦。對加潤滑油減小摩擦，學(xué)生比較熟悉。但對利用氣墊減小摩擦，學(xué)生不熟悉，教師可適當(dāng)做些說明。 四、教學(xué)資源準(zhǔn)備 多媒體、彈簧測力計、帶掛鉤的木塊（側(cè)面積不同）、砝碼（或鉤碼）、長木板、棉布、毛巾等。 五、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 導(dǎo)入新課 （5分鐘） 播放視頻：足球在草地上滾動越來越慢，最后停下來；礦泉水的瓶蓋上有許多豎紋；運動員賽跑時穿著帶有鐵釘?shù)呐苄?；汽車在雪地上行走艱難，而當(dāng)輪胎上裹有鐵鏈后就能前進自如了；生銹的鐵鎖打不開，當(dāng)加了幾滴油后就可以打開了等等）。 思考：這些現(xiàn)象都與什么有關(guān)？摩擦總是阻力嗎？摩擦總是有害嗎？ 學(xué)生觀賞并思考，初步了解摩擦力，它可能是阻力，也可能是有用的動力。 體會物理與生活的密切關(guān)系，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 新課教學(xué) （一）摩擦力 先請同學(xué)們把手平放在桌面上，手心朝下，一起來做幾個小實驗。 （1）手平放在桌面上，用力推或拉，使手在桌面上運動，感受有沒有一個阻礙手運動的力； （2）手平放在桌面上，用力推或拉，但保持手不動，感受有沒有一個阻礙手運動的力； （3）手平放在桌面上，保持手不動，也不用力推或拉，感受有沒有一個阻礙手運動的力。 教師演示實驗：用二個長毛刷，毛對毛合在一起，并產(chǎn)生相對運動。讓學(xué)生看到二個毛刷的毛分別產(chǎn)生向不同方向的彎曲。 思考： （1）摩擦力是在什么情況下產(chǎn)生的？ （2）摩擦力的作用點在哪里？ （3）摩擦力向什么方向？ （4）摩擦力的作用是什么？ 在此基礎(chǔ)上得出摩擦力的定義，了解摩擦力的作用點在兩個物體的接觸面上。摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。 摩擦力作用：總是阻礙物體間的相對運動。 學(xué)生動手實驗，說出自己的體驗，初步了解摩擦力及其產(chǎn)生。 學(xué)生觀察、思考、討論后總結(jié)得出結(jié)論：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們做相對運動時，會在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體相對運動力，這個力就叫摩擦力。 充分發(fā)揮實驗在物理教學(xué)中的促進作用，幫助學(xué)生理解物理概念和規(guī)律。這里采用的方法是從特殊到一般，從具體形象到抽象概括，由淺入深，符合初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 （二）測量滑動摩擦力 演示：把木塊放到水平桌面上，彈簧測力計通過繩子拉著木塊前進。思考：木塊在水平方向受哪些力？畫出力的示意圖。怎樣知道木塊所受摩擦力的大小？ 圖1 進一步提問讓學(xué)生思考： 用什么工具來測量滑動摩擦力？ 彈簧測力計能直接測量滑動摩擦力嗎？ 用彈簧測力計測量滑動摩擦力的原理是什么？ 測量時要讓拉力與滑動摩擦力相等，木塊必須做怎樣的運動？拉力的方向必須滿足什么條件？桌面不水平行不行？ 總結(jié)：只有把物體放在水平支持面上，讓彈簧測力計沿水平方向拉著物體做勻速直線運動時，滑動摩擦力的大小才等于彈簧測力計示數(shù)。 通過思考討論讓學(xué)生明確：測滑動摩擦力的工具是彈簧測力計；彈簧測力計測量的是拉力，不能直接測量摩擦力；測量時應(yīng)用了二力平衡的知識。 培養(yǎng)科學(xué)探究能力 （三）研究影響滑動摩擦力的因素 （1）提出問題：根據(jù)你的生活經(jīng)驗，請你猜想一下滑動摩擦力的大小可能跟哪些因素有關(guān)？ （2）猜想或假設(shè)：滑動摩擦力可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)，可能與壓力有關(guān)，可能與物體運動速度有關(guān)，可能與接觸面積的大小有關(guān)。 （3）設(shè)計實驗：影響滑動摩擦力大小的因素可能不止一個，那我們在設(shè)計實驗時應(yīng)該注意運用怎樣的科學(xué)研究方法？如果我們先探究滑動摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)怎樣改變壓力大?。吭鯓痈淖兘佑|面的粗糙程度？請設(shè)計實驗步驟和實驗記錄的表格。 下面的實驗記錄表格供參考。 實驗次數(shù) 接觸面的材料 壓力變化情況 摩擦力f摩／N 1 木塊與木板 不變 2 木塊與棉布 不變 3 木塊與毛巾 不變 4 木塊上放1個鉤碼，再放到木板上 變大 5 木塊上放2個鉤碼，再放到木板上 最大 （4）進行實驗與收集證據(jù)：按設(shè)計好的步驟進行實驗，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。 （5）得出結(jié)論：在壓力相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大；在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大滑動摩擦力越大。 摩擦力與物體運動速度和接觸面積是否有關(guān)，請同學(xué)們繼續(xù)探究。 下面的實驗記錄表格供參考。 實驗次數(shù) 木塊放置方式 接觸面積大小 彈簧測力計示數(shù) 摩擦力f摩／N 1 平放 大 2 側(cè)放 小 3 立放 最小 學(xué)生匯報：摩擦力與物體運動速度和接觸面面積無關(guān)。 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)影響滑動摩擦力的大小的因素：接觸面的粗糙程度和壓力的大小?；瑒幽Σ亮Υ笮∨c速度大小、接觸面積大小無關(guān)。 學(xué)生思考，回答。 每次只改變可能影響滑動摩擦力大小因素中的一個，其他因素保持不變，測出滑動摩擦力大小并記錄。 培養(yǎng)科學(xué)探究能力 （四）摩擦的利用與防止 讓學(xué)生回憶或回放剛開始上課時的視頻，思考并回答：摩擦總是阻力嗎？摩擦總是有害嗎？怎樣增大和減小摩擦？ 實驗：用滾動代替滑動能減小摩擦。 （1）將一個實驗小車放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉動，使小車做勻速直線運動，記錄示數(shù)大小。 （2）將小車倒過來，輪子朝上放在水平桌面上，再用彈簧測力計沿水平方向拉動，使小車做勻速直線運動，記錄示數(shù)大小。 （3）比較兩次彈簧測力計示數(shù)，能得出什么結(jié)論？ 通過聯(lián)系生產(chǎn)和生活中的摩擦實例，認(rèn)識生活中摩擦無處不在，有些摩擦對我們有益，有些有害，并能正確說出增大或減小摩擦的方法。 思考、回答，動手實驗。 培養(yǎng)分析思考能力。 課堂小結(jié) （5分鐘） 通過今天的學(xué)習(xí)，同學(xué)們有哪些收獲？在實驗探究中又存在哪些問題？還有什么想探究的問題？ 學(xué)生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)小結(jié)。 促進知識的鞏固掌握。提升學(xué)生的交流表達(dá)能力。