摩擦力教案设计.doc

【课题题目】 摩擦力鄂州市鄂城区汀祖中学赵烈峰【设计思路】摩擦力一节的课堂设计宗旨是：培养学生的创新精神和实践能力，培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理。摩擦力定义的引出是本节的一个难点，为突破这一难点，采用了透镜式教学。通过教师的演示，学生列举日常生活、生产中物体受摩擦力的事例，学生讨论、分析摩擦力的共同特点，然后让学生根据这些特点，给摩擦力下定义。这样按排的目的是为了充分发挥学生的主体地位，培养学生的归纳分析能力。探究影响摩擦力大小的因素是本节的重点，主要采用探究式教学。通过实验让学生提出问题，进行猜想，学生讨论设计实验，学生分析实验数据得出结论，最后进行评估交流。整个过程全部放手给学生，由学生自己完成，让学生亲自体验探究的乐趣，成功的喜悦。教师只起引导组织作用。增大、减小摩擦力的方法是本节设计的一个亮点。将辩论引入课堂。教师通过巧妙的设计，将学生分为正、反两方，教师主持，学生辩论。通过辩论学生自己总结得出增、减摩擦力的方法。这样安排的目的一是锻炼了学生的口头表达能力。二是培养了学生的竞争意识。三是激发学生的学习兴趣。小结让学生总结本节学到哪些知识，用到了哪些研究物理问题的方法，还要小结研究问题的思维程序。为学生的终身学习奠定基础。【教材分析】教学目标知识与技能进一步熟悉弹簧测力计的使用方法。通过实验探究并了解摩擦力的大小与哪些因素有关知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系；知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识；过程与方法学习从实验数据归纳简单的物理学规律,培养学生分析、概括能力；经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，体会怎样进行科学的猜想，理解在研究多因素问题中怎样运用“变量控制”的方法。情感态度与价值观 培养学生实事求地是进行实验的科学态度和科学精神。 培养学生合作、探究精神，激发学生主动获取知识的愿望。培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理。教学重点探究摩擦力大小与什么因素有关教学难点摩擦力的定义、方向摩擦力产生的条件。教学方法归纳法；观察法；实验探究法教学资源教师演示用：儿童滑板，米长的粗绳、牙刷、弹簧秤、木块、金属块、实物投影仪学生演示用：小车、长木板、毛巾、弹簧秤、木块、金属块课时安排课时教学流程通过拔河比赛激发学生兴趣引入课题：摩擦力学生活动体验手滑动时产生的摩擦利用日常生活中的牙刷体验摩擦力产生的原因和方向学生总结什么是摩擦力学生通过场景体验日常生活中的摩擦力学生通过体验提出猜想学生讨论实验方案巩固弹簧测力计的使用学生分成四组分别进行实验探究方法：转换法滑动摩擦力测量仪学生归纳，总结提出问题：在日常生活中摩擦力是大好还小好？为什么？学生总结如何增大和减小摩擦力小结本节课作业布置探究方法：控制变量法法教学过程 一、创设情境，激发兴趣，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粗绳举行两次别开生面的拔河比赛，第一次，两位同学都站在地面进行拔河比赛，看谁获胜；第二次男大力士站在儿童滑板上，女学生站在地面上进行拔河比赛，看一看又是谁获胜。请二位运动员上场 比赛结果：第一次男生获胜，第二次女生获胜 师知道女同学反败为胜的原因是什么吗?请男大力士自己说说 生儿童滑板特别滑，用一点力它就滚动起来 师表面上是老师帮助了女同学，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，一般想知道哪些内容呢?生甲讨论一个力的时候，我们一般要了解力的三要素生乙我想知道它是怎样产生的。 师我们首先来了解摩擦力的产生、方向和作用点 演示同学们每天在家洗口都要牙刷，现将一只牙刷放在水平桌面上，刷毛没有变形，当我们用力分别演示向左推牙刷时，底边刷毛向哪个方向？当我们向右拉牙刷时，底边刷毛又会向哪个方向？（要求学生仔细观察）师请同学们说说从演示的实验中，你发现了什么生甲 当我们用力向左推牙刷时，底边刷毛向右弯曲；当我们向右拉牙刷时，底边刷毛又会向左弯曲；这是由于牙刷毛受到摩擦阻力而倾斜 生乙摩擦力阻碍刷毛相对于桌面的运动，与刷毛相对于桌面的运动方向相反 生丙摩擦力的作用点在刷毛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场景 生我骑自行车上时，用力踩脚踏板车就前进，不踩脚踏板，车就停了下。 生踢出去的足球在草在上滚动了一会儿就停了下来。 生扫地、擦黑板的时候都要刷毛都与运动的方向相反。 生用手抓活泥鳅的时候怎么也抓不着。 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 生抓泥鳅前裹上一层布，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?增大压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?学生猜想生甲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与压力和接触面的粗糙程度有关生乙我认为摩擦力的大小还和接触面的大小有关系 生丙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学生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. 师研究这种问题的方法叫转换法。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，在较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08 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11 N再在木块上加2个砝码，压力是5 N时，测出的摩擦力是14 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 课题三：研究接触面的大小与摩擦力大小的关系 投影探究报告 演示并解释：我们将同一个长方体木块分别平放、侧放、立放在同一块木板上，匀速拉动木块，测出的摩擦力的大小基本相同我们的结论是：在接触面和压力一定的情况下，摩擦力的大小与接触面的面积无关 注意：“摩擦力的大小与接触面的大小无关”是在“正压力一定”的情况下说的研究结果表明两物体相接触挤压时，实际接触部分的面积越大，其摩擦力也越大而两者的实际接触面积只跟正压力的大小有关，跟它们的表面接触面积无关在物体的材料性质和表面粗糙程度不变的情况下，正压力越大，实际接触面积也越大滑动摩擦力也越大正压力相同时，改变物体间表面的接触面积，如将一块砖从竖放改为平放，由于正压力没有改变，并没有改变实际接触面积，故摩擦力保持不变如一块砖变成了半块砖，则正压力改变了，实际接触面也变了，那么滑动摩擦力也变了 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：在日常生活中摩擦力是大好还小好？为什么？ 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12N，滚动时的摩擦力是03N，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： （让学生讨论小结）本节课 (1)你学到了哪些知识？(2)我们主要采用了几种研究问题的方法？（转换法和控制变量法）(3)在研究问题时，采用了几种思维程序？（ 提出问题-搜寻事例-归纳分析-得出结论提出问题-猜想-设计实验-进行实验-分析论证-得出结论） （说明：小结不仅要总结知识，更重要的是将本节研究问题的方法及思维程序提炼出来，使学生初步学会这些方法并体会到它们在解决问题中的巨大作用，从而实现教学的真正目的。）四、思考题：1、自行车在设计、制造、使用的过程中，哪些地方用到了摩擦力的知识。2、下雪天，路很滑，易发生交通事故，请同学们利用所学的物理知识想办法帮助解决，并说明这样做的理由。五、动手动脑学物理：1、以“如果我们这个世界没有摩擦力的话，将会变为怎样”为题，写一篇想象作文 2、 请同学们尽可能多地列举生活中应用摩擦的例子，说明哪些做法是为了增大摩擦，哪些做法是为了减小摩擦，分别运用了增大摩擦或减小摩擦的哪种做法六、板书设计测量 影响因素大小减小有害摩擦 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）摩擦力（friction force）增大有益摩擦 压力的大小 接触面的粗糙程度 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 润滑油七、教学反思 本堂课的学习目标的确定具体体现了“以学生的学习为本、以学生的发展为本”的康健课堂教学设计理念。1、本节课成功之处：成功地展示出新课程理念下的实验探究课堂教学模式的特点，主要表现在以下几点：体现学生的主观能动性和探索性本着“以学生发展为本”的教学、设计理念并对教材内容进行了必要的选择与改组，精心设计好适用于学生学习，有利于学生发展的动态方案，以便凸现探究过程和探究方法，给学生一个充裕的思考问题（包括实验方案的设计，实验过程的探究）的时空。并在本案例的教学过程中始终将学生置于研究者、探索者的位置，让学生通过自身的思考和合作学习来获取知识和技能、掌握过程与方法、学会交流与合作。重视科学思想和科学方法的教育从实际生活中物理现象出发，创设问题情景引入课题，再由学生在实验中利用控制变量法归纳出结论和规律，不仅提高学生学习物理的兴趣，又能提高学生解决问题、分析问题的能力。还有在本节教学过程中，能灵活运用观察、实验、分析、归纳等科学方法，这样有利于培养学生正确的科学思维方式和科学方法。培养学生的创造性思维能力在学生的创造性思维活动中，存在着发散性思维和集中性思维。在本节的教学过程中，通过灵活设问和适当的分析归纳来培养学生的发散性思维和集中性思维。首先，让学生自己设计实验方案，如有些学生把木块放在木板上用弹簧秤匀速拉动测量滑动摩擦力大小，有些学生用弹簧秤一端连接木块另一端固定后水平放置，再把木板放到木块下面匀速动测量滑动摩擦力大小。其次，对实验数据由学生根据自己研究问题的方法处理。这样在整个教学过程中，既有发散性思维又有集中性思维，有利于培养学生的创造性思维能力，还充分发挥了集体智慧的力量。2、本节的不足之处及建议：由于学生探究过程需要留出较多的时间进行实验的具体操作，因而静摩擦力的产生条件和方向的讨论，滑动摩擦力的大小于物体速度无关的讨论时间较为少。这些内容不可能在我们这一节课就能完全解释清楚，让学生全部了解，应该让学生先熟悉解决问题的基本方法，然后在以后的学习中逐步解决这些问题，因为静摩擦力不止一次地将会出现在将来的学习中- 9 -