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如何测量这时的摩擦力大小呢?
测量出拉力的大小就等于摩擦力.
为什么这时拉力的大小等于摩擦力.
因为拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等…….
学生实验(4):
把物理书的一端架在笔盒上成一斜面,先把一支圆珠笔从斜面上自由滚下,再把笔竖放在斜面上,用手轻碰笔滑动一小段后停止滑动.
指出前者笔从书面上滚动而下的摩擦叫做滚动摩擦,同时提出问题:
这两种摩擦有什么不同之处.
再次动手实验后总结出摩擦形式不同,滚动摩擦比滑动摩擦小得多.
三、应用知识解题(学生独立完成)
1.一个物体在另一个物体表面上_________叫做滑动摩擦,在滑动摩擦中_____的力叫做摩擦力.
2.滑动摩擦力的方向总是_______.
3.笨重的机器底部常安装上小轮,搬动时更为省力,这是应用了______道理.
四、教学测评
1.下列几种关于摩擦力的说法,哪一种正确?
[]
A.物体只有在很快运动的时候,才有摩擦力的作用.
B.物体静止时一定没有摩擦力的作用.
C.人的手握住东四,原因之一,靠的就是摩擦力.
D.以上说法都不对.
2.用水平力去推静止在水平地面的大木箱,没有推动,其原因是:
[]
A.木箱有惯性.
B.木箱受到摩擦力的作用.
C.推力小于木箱所受的摩擦力.
D.木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力.
3.一辆重100牛顿的小车,使它沿水平地面作匀速直线运动,需用推力10牛顿,这小车受到地面对它的摩擦力为:
A.100牛顿
B.10牛顿
C.50牛顿
D.55牛顿
五、教学反馈及矫正:
(举黑板反馈,教师口头予以矫正
摩擦力
从容说课
对于摩擦现象,学生们有丰富的感性认识,因此,教材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什么因素有关,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,
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、知识与技能目标
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、过程与方法目标
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、情感态度与价值观目标
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(frictionforce)
[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)
[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.
[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.
[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
在木板上匀速拉动木块,当压力是3N时,测出的摩擦力是0.8N,然后在木块上加一个砝码,压力是4N时,测出的摩擦力是1.1N.再在木块上加2个砝码,压力是5N时,测出的摩擦力是1.4N.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.
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?
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
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?
[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、动手动脑学物理
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.
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
减小有害摩擦
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
【课题题目】3.摩擦力
【设计理念】
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】
知识与技能
①知道摩擦力的定义方向
②通过实验探究并了解摩擦力的大小与哪些因素有关
③知道摩擦力在实际中的意义
过程与方法
①经历影响摩擦力大小因素的探究
②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
情感态度与价值观
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
探究摩擦力大小与什么因素有关
压力与重力的区别,摩擦力的定义
教学方法
对摩擦力的定义采用透镜式教学模式;
对影响摩擦力大小因素采用探究式教学模式;
对增大、减小摩擦力的方法采用猜想与反驳教学模式
教具和媒体
教师演示用:
小车、弹簧秤、木块、金属块、实物投影
学生演示用:
小车、长木板、毛巾、弹簧秤、木块、金属块
【教学过程实录】
一、复习提问
师:
前面我们学习了哪两种力?
生:
重力、弹力
什么是重力?
什么是摩擦力?
思考回答
二、引入新课
请看实验:
老师把小车放在桌面上,此时小车处于什么状态?
当用手推小车时,小车怎样呢?
(教师演示,学生观察回答)
开始处于静止状态,后来小车漫漫停下来
为什么运动的小车会漫漫停下来?
小车受到阻力(讨论、回答)
这个力我们给它起个名字----叫摩擦力。
板书:
第三节摩擦力
三、进行新课
日常生活中哪些现象说明物体也受到了摩擦力?
讨论举例
(副板事例)运动的小车、汽车、足球等这些物体它们都受到了摩擦力。
他们都有什么共同特点呢?
讨论回答
点拨、归纳(两物体是否接触在什么位置,是运动还是静止)
(说明:
通过摩擦力事例,讨论其共同特点,对初中学生来说是比较困难的,此时教师应及时充当优秀学生的教色,参与讨论。
)
根据刚才的分析,同学们讨论一下给摩擦力下个定义
讨论、回答,补充
板书定义
摩擦力定义的得出,主要采用了提出问题---搜寻事例---归纳分析---得出结论的创造学思维程序进行的,目的是培养学生搜集处理信息的能力。
明确了摩擦力的定义,对于摩擦力,同学们还想知道哪些内容呢?
(提出问题)
(讨论,并提出问题)摩擦力大小与什么因素有关?
作用点在什么地方?
方向向哪?
同学们提出了这么多问题,由于时间关系,今天我们重点研究摩擦力的大小、方向、作用点。
首先来解决摩擦力的作用点、方向。
请同学们看摩擦力的定义,然后讨论一下就能找到答案
(讨论、回答)摩擦力的作用点在物体表面上,方向与物体相对运动的方向相反。
(板书摩擦力的作用点、方向,并举例巩固。
)小车在桌面上向右运动时,桌面对小车的摩擦力向右。
解决了摩擦力的方向和作用点,再来重点研究摩擦力的大小,请同学们猜想一下摩擦力的大小可能跟哪些因素有关呢?
讨论、猜想(摩擦力的大小可能跟接触面、重力、速度、接触面的面积……)
(副板板)摩擦力可能跟这些因素有关,要研究跟其中一个因素的关系应该采用什么方法进行研究?
控制变量法(讨论回答)
要研究摩擦力的大小是否跟这些因素有关,首先应该测出摩擦力的大小,那么如何测木块在桌面上滑动时所受摩擦力的大小呢?
用什么方法。
(讨论、回答)讲桌上展示实验方案。
(其它学生观察进行评估、补充)
针对情况进行引导(怎样运动?
为什么匀速?
怎样判断?
)并找出研究问题的方法(转换法)。
找到了测量摩擦力的方法,下面我们先来研究摩擦力的大小与重力和面这两个因素是否有关呢?
(讨论设计实验方案)展示实验方案并进行评估,找出最佳方案。
明确了实验方案,各小组先讨论设计好实验表格,并进行实验,将实验数据记录在表格中,随后交流
在明确了研究目的的基础上,在教师的引导下,由学生完整的设计出方案,充分体现力学生的主体地位,培养了学生的创新精神和实践能力。
进行实验
巡回指导,搜集实验数据
(实物投影展示实验数据)请同学们观察这几组同学设计的表格与你设计的是否一致,不一致递给老师,(展示并进行评估)根据这几组表格的内容,同学们讨论一下,你能得出什么结论
(讨论个别回答并补充)摩擦力与重力和接触面的粗糙程度有关,重力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大
对刚才的结论,同学们有没有疑问?
(进行评估交流)
思考、讨论
(教师充当优秀学生的教色参与讨论)老师对摩擦力和重力有关有疑问,认为不太确切。
为什么呢?
请同学随老师一起做一个小实验来体验一下你就能找到答案。
师生实验:
请同学们伸出右手食指,并将食指放在桌面上①轻轻向前推手指;
②用力向前推手指。
手指向前推动的过程中感觉有什么不同?
哪位同学谈一下体验
手指前进越来越困难(受摩擦力越来越大)
什么原因使摩擦力变大呢?
手对桌面所施加压力不同,压力大、摩擦力大(讨论回答)
因此,我们对上述结论应做怎样的修改呢?
(讨论回答)摩擦力大小应该为与压力大小有关
当物体放在水平面上时,物体受的重力和它对桌面压力大小是相等的,有关压力的知识我们后面再学习。
(板书)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙的有关。
摩擦力与物体运动速度和接触面面积是否有关,请同学利用桌面器材继续实验。
(提示:
研究接触面积时,两个接触面的粗糙程度必须相同。
次实验完全放手给学生,让学生自己设计并进行实验,目的是培养学生的探究能力,让学生亲自体验成功的喜悦。
(巡回指导)实验结束提问实验结论
摩擦力与物体运动速度和接触面面积无关
通过实验探究可知:
摩擦力的大小只跟压力和接触面的粗糙程度有关。
现在老师有一问题,请同学们思考:
你认为摩擦力越大越好?
还是越小越好?
(学生讨论,举手示意?
教师对两种不同观点的学生,进行分组,开一个辩论会,认为摩擦力越大越好的是正方,认为摩擦力越小越好的是反方,老师是主持人。
正反双方在辩论时,举例证明自己的观点。
正反双方,一次一人发言,各举一例,自由辩论。
自由辩论
由于时间关系自由辩论到此结束,请正反双方各派一名代表做总结性发言(学生代表发言)
通过辩论可以看出,摩擦力有时大好,有时小好,都有有利一面,也有不足之处,有利的在日常生活中要设法增大,为我们服务,有害的我们要千方百计减小。
那么增大和减小摩擦力的方法有哪些呢?
(学生讨论
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