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力和机械第三节 摩擦力
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力和机械第三节 摩擦力
大连52中学 李丽
滑动摩擦力的定义是本节课的难点，教学中应使学生能直观看到由于物体运动，在物体的表面上产生了一种阻碍物体运动的力，学生通过探究实验了解摩擦力大小与压力及接触面的粗糙程度的关系是本节课的重点内容，在教学中应注意引导学生根据自己的生活经验．作出猜想，设计实验并独立完成实验．充分发扬教学民主，注意学习方法的引领，培养学生的能力，
教学目标
一、知识目标
1．知道摩擦力是如何产生的．
2．知道摩擦力的大小跟什么因素有关．
3．知道摩擦的利与弊．
二、能力目标
1，通过观察和实验，感知摩擦力的存在，培养一定的观察能力和分析概括的能力．
2．通过实验，探究摩擦力跟物体表面受到的压力以及接触面的粗糙程度的关系，培养一定的实践能力．
三、德育目标
让学生经历科学探究的过程，培养对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，培养学生的探索精神．
教学重点
滑动摩擦力的大小跟压力和接触面粗糙程度的关系．
教学难点
滑动摩擦力的定义．
教学方法
观察、分析法：通过直观地了解厚海绵在桌面上的运动，感觉摩擦力的存在，分析摩擦力的方向及作用点．
探究法：通过探究活动研究影响摩擦力大小的因素，理解增加摩擦和减小摩擦的方法．
教具准备
下部间隔镂空的厚海绵、木板、投影仪、毛巾、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等．
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
[师]今天，我们班力气最小的女生将要和班里力气最大的男生大力士利用一根不锈钢棒举行一次别开生面的拔河比赛，请二位运动员上场．
比赛结果：女生获胜．
[师]知道男同学失败的原因是什么吗?请大力士自己说说．
[生]钢棒这端特别滑，握也握不住．
[师]表面上是老师帮助了女同学，在男同学握的棒的一端事先涂上了润滑油．实际上是谁帮助了女同学呢?是摩擦力!可见摩擦力就在我们身边．
二、新课教学
1．摩擦力
[师]请同学们把手掌贴在桌面上，使手掌沿桌面滑动，体验手掌的感觉．
[生]手掌与桌面间产生了摩擦．
[师]根据以往的经验，我们讨论某一个力的时候，一般讨论力的什么内容呢?
[生]讨论一个力的时候，我们一般要了解力的三要素．
[师]我们首先来了解摩擦力的方向和作用点．
[演示]
一长方体海绵，下端间隔镂空，在桌面上推，(分别演示向左推和向右推)底边显示出因受到摩擦阻力而倾斜．
[师]请同学们说说从演示的实验中，你发现了什么．
[生]摩擦力阻碍海绵相对于桌面的运动，与海绵相对于桌面的运动方向相反．
[生]摩擦力的作用点在海绵和桌面接触的接触面上．
[师]大家都同意这两位同学的结论吗?
[生]同意．
[师]我们把两位同学所讲的摩擦力的方向和作用点合在一起，就得到了摩擦力的定义．
[板书]两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力（friction force）
[师]请同学们互相讨论一下在生产生活中有哪些与摩擦力有关的例子．
[生]人走路的时候要用到摩擦力．
[生]自行车或汽车在刹车的时候要用到摩擦力，
[生]扫地、擦黑板的时候都要用到摩擦力．
[生]滑雪的时候有摩擦力．
[生]用手抓起东西的时候也有摩擦力．
[师]同学们知道了这么多与摩擦力有关的例子，太棒了!现在老师有这么几个问题，需要同学们帮助解决，请同学们想出尽可能多的办法来．
[投影]
问题1：小明让妈妈他买了一瓶水果罐头，可小明怎么也打不开盖子，你能帮助他吗?
问题2：小华星期天要去参加学校的攀岩比赛，你认为小华怎样做才不易滑下来而尽快到
达终点?
问题3：小红的妈妈去市场买回了几条泥鳅，可小红怎么也抓不住，怎么办呢?
(同学们讨论后交流)
问题1：
[生]拧盖子时垫上一块毛巾或棉布．
[生]找一个力气大的人去拧．
[生]用螺丝刀撬一下盖子再拧．
[生]用一个工具夹住盖子使劲拧．
问题2：
[生]让小华穿上一双有花纹的鞋．
[生]向上攀的时候用力抓紧绳子．
[生]戴上有花纹的粗布手套或在手上抹上防滑粉。
[生]在绳子上打上一个一个的结．
问题3：
[生]抓泥鳅时戴上防滑手套．
[生]抓以前在手上沾上沙子，然后用力抓．
[生]把泥鳅打死后再抓．
[生]给泥鳅前裹上一层布，再用力抓．
[师]同学们想出了这么多的主意，大致归纳一下，比如垫毛巾和戴防滑手套基本上是一类，可以归纳成几类呢?同学们讨论．
[生]我们认为垫上毛巾、棉布或在手上沾沙子、抹防滑粉等是增大了接触面的粗糙程度．
[生]力气大的人或用力抓等是增大了力的作用．
[师]这种力是我们以前了解的哪一种力?增大力和增大接触面的粗糙程度的目的是什么?
[生]这种力是压力．增大压力和增加接触面的粗糙程度都是为了增大摩擦力．
[师]摩擦力的大小和什么因素有关?要增大摩擦力或减小摩擦力可以采取什么办法呢?
[生]增大摩擦时可以增加接触面的粗糙程度和压力，减小摩擦时可以减小压力或使接触面更光滑，因此，我认为摩擦力的大小应该和压力和接触面的粗糙程度有关．
[生]我认为摩擦力的大小还和接触面的大小有关系．
[生]我觉得摩擦力的大小还可能与拉动物体运动的速度大小有关系．
[师]对于摩擦力的大小，同学们大致作出了四种猜想，你的猜想到底对不对?
2．[探究]摩擦力的大小与什么因素有关?
[师]我们把同学们的四种猜想分成四个研究课题，各小组自由选取其中之一，探索之后每个课题组推选一名代表进行研究结果的交流和答辩．
[师]实验前请同学们注意下面的问题．
[投影]
(1)怎样测量摩擦力?
(2)你计划采取什么方法来研究自己选择的课题?
[生]摩擦力不能直接测量出来．根据二力平衡的知识，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿长木板滑动，此时在水平方向上的拉力和摩擦力是一对平衡力．弹簧测力计拉力的大小等于摩擦力，从弹簧测力计的示数就可知摩擦力的大小．
[师]哪位同学可以演示操作，并说明操作技巧?
[生](演示并解释)拉动木块时，木块必须做匀速直线运动，保持弹簧秤的指针不动，这时拉力等于摩擦力.
[师]第二个问题，大家讨论．
[生]我们猜想影响摩擦力大小的因素有多个，因此，在研究影响摩擦力大小的某一个因素时，要控制其他因素不变，即用“控制变量法”．
[师]请同学们根据自己选择的课题设计实验及实验数据表格，完成实验后，写出探究报告和其他组的同学交流．
(学生分组实验、教师巡视指导、参与同学们的活动)
课题一：研究摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系
[投影](展示)探究报告
演示并讲解：首先，在光滑的长木板．上匀速拉动木块，记下测力计的示数，然后分别将棉布和毛巾铺在木板上，再在棉布和毛巾上分别匀速拉动木块，记下两次测力计的示数，填入数据表格中．分析数据，我们可以得出的结论是：接触面越粗糙，木块受到的摩擦力越大．
[师]其他课题组的同学有什么问题可以提问?
[生]问：实验过程中，你们如何控制其他变量不变呢?
[生]答：在实验过程中，我们始终使用同一个木块的同一个面作接触面，用相同的速度拉动木块，保证了压力、接触面积等因素不变．
课题二：研究摩擦力的大小与压力的关系
[投影]探究报告
演示并讲解：在木板上匀速拉动木块，当压力是3 N时，测出的摩擦力是0．8 N，然后在木块上加一个砝码，压力是4 N时，测出的摩擦力是1．1 N．再在木块上加2个砝码，压力是5 N时，测出的摩擦力是1．4 N．分析这组数据后我们得出的结论是：接触面的粗糙程度不变时，压力越大，摩擦力越大．
[师]其他课题组同学提问题．
[生]问：为什么在木块上加砝码可以改变压力?压力的大小是如何知道的?
[生]答：因为木块是在水平面上运动的，所以物体对支撑面的压力就等于物体的重力，因此改变物体的重力就改变了物体对支撑面的压力，用弹簧测力计分别测出木块、木块和一个砝码、木块和两个砝码的重力，也就测出了压力．
说明：对于摩擦力大小与物体运动速度的关系，由于要求物体匀速运动．又要用不同的速度拉动，实验难度大．实验效果很难观察，不易得出正确的结论，因此教学中可模糊化处理或放在课外探究．
[师]我们将各个课题小组的结论归纳一下，能得到什么结论?同学们讨论．
[生]我们得到的结论是：摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关，在压力一定的情况下，接触面越粗糙，摩擦力越大；在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越大，摩擦力越大．
[师]归纳得很好，同学们再一起回忆一下在探究的过程中我们运用了哪些研究问题的方法．
[生]“控制变量法”和“转换法”．
[师]“控制变量法”同学们已经很熟悉了，哪位同学能进一步说明哪些地方用了“转换法”?
[生]实验中有两个地方用到了“转换法”．通过测拉力来测摩擦力，还有通过测物体的重力来测压力．
[师]通过探究实验，同学们不仅验证了自己的猜想，还学会了研究问题的方法．现在同学们一起来解决一个实际问题．
3．增大有益摩擦和减小有害摩擦
[师]还是老师的这块海绵，想要减小它在运动过程中的摩擦，你有什么办法吗?
[生]可以在桌面上铺上一块玻璃板，减小接触面的粗糙程度．
[生]在海绵和桌面间放几枝圆铅笔，让海绵在铅笔上滚动．
[师]这位同学说的是让滚动来代替滑动．能减小摩擦吗?同学们试试．
[生]同一个木块，在桌面上滑动时的摩擦力是1．2N，滚动时的摩擦力是0．3N，说明用滚动代替滑动能减小摩擦．
[师]同学们还有其他的可以减小摩擦的方法吗?
[生]还可以用使接触面分离的方法来减小摩擦，比如磁悬浮列车．
[生]还有气垫船，也可以加润滑油．
[师]同学们列举出了这么多减小摩擦的方法，也一定知道更多的增大摩擦的方法．请同学们课后阅读“科学世界”，了解更多的摩擦的利用和防止的办法．现在请同学们回顾这节课哪些知识给你留下了深刻的印象．
三、小结
1．摩擦力的概念．
2．影响摩擦力大小的因素．
3．增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法．
4．“控制变量法”“转换法”．
四、布置作业
课后习题
五、板书设计
概念：两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍和对运动的力叫摩擦力
原理：二力平衡原理
方法：转换法（f=F）
压力的大小
使接触面粗糙
增大压力
使接触面粗糙
使接触面光滑
用滚动代替滑动
磁悬浮
使接触面分离 气垫
润滑油
教学反思:
对于摩擦现象，学生们有丰富的感性认识，因此，本节课先通过分析一些实例使学生认识摩擦力的存在，再通过探究实验了解摩擦力的大小和压力以及接触面的粗糙程度的关系。进而理解增大摩擦和减小摩擦的方法，然后应用在实际生活中，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，
本课将以下几个探究要素作为探究重点：猜想与假设、进行实验和搜集证据、分析与论证。分别培养了学生的发散思维能力、观察与实验操作能力、分析与归纳能力。学生在进行猜想时思维非常活跃，对物理学习的兴趣也很浓。课堂上师生关系融洽，互动性强。但由于时间较紧，有一些探究感觉没研究透，匆匆一带而过了，以后我将关注这一问题，避免教学上的遗憾。
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来源：中国哲士网
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