新课标 133摩擦力教学设计.docx
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新课标133摩擦力教学设计
§1.3.3摩擦力
撰写:
徐清洪 柳州铁一中学
审校:
朱小飞 柳州铁一中学 时间:
年 月 日
教材分析:
摩擦在实际生活中有很重要的意义,有好处也有坏处。
摩擦的害处主要是消耗大量有用的能源,使机器的运转部件发热,甚至烧毁,因而不得不进行冷却。
另一方面,在许多场合下摩擦是必要的。
例如人的行走,任何车辆的开动与制动,机器的传动(皮带轮),弦乐器(二胡、提琴等)的演奏……,没有摩擦或摩擦过小都不行,这时往往要想办法增大摩擦,例如在鞋底和轮胎上弄上些花纹。
摩擦现象的机理是相当复杂的,是必须在分子尺度内才能加以说明的,由于分子力的电
磁本性,摩擦力说到底也是由电磁相互作用引起的。
我们学习摩擦,从生活中的摩擦现象出发去定义摩擦力,在这些现象中寻找和总结摩擦力的规律,掌握规律后再运用规律去分析和解决问题。
教材没有涉及到摩擦力的本质,我们也不用去穷追摩擦产生的根本原因,我们的重心放在摩擦现象和摩擦规律上。
教材按照摩擦的特点对摩擦力进行分类,主讲滑动摩擦力和静摩擦力,涉及摩擦力产生的条件,在实例分析中找出摩擦力的特点和规律,能根据摩擦的规律解决实际问题。
学习起点分析:
学生知道摩擦现象,但是对摩擦力的认识仅仅停留在表面现象,学生没有掌握摩擦力的规律,更不会运用规律去分析和解决问题。
教学目标:
(一)知识与技能
1.认识静摩擦力的规律,知道静摩擦力的变化范围及其最大值。
2.能判断静摩擦力的方向。
3.知道滑动摩擦力的产生条件,知道滑动摩擦力的规律。
4.知道动摩擦因素与哪些因素有关,会计算滑动摩擦力的大小能判断滑动摩擦力的方向。
5.知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,滑动摩擦力比滚动摩擦力大。
(二)过程与方法
1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力的概念和规律。
2.培养学生的实验探究能力,学会控制变量这种实验设计准则。
3.实验,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
1.利用实验和生活实例激发学生学习兴趣,培养学生合作的精神和对科学的求知欲。
2.培养学生实践──认识(规律)──实践(解决实际问题)的思想。
3.在研究问题时,要培养突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。
4.认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。
能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例,发展观察能力。
教学重点:
1.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断
2.静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断。
3.静摩擦力和滑动摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
教学难点:
1.静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。
2.静摩擦力大小。
教学课时:
2课时
实验器材准备:
长方体木块、弹簧测力计、毛刷、身边的物体(例如:
水杯,黑板擦、钢笔、橡皮,讲桌等物体),长木板(带滑轮),沙桶,钩码若干。
教学方法:
实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、应用举例、练习巩固
教学流程:
教学环节
教师活动
师生活动
教学意图
一、新课引入
教师演示:
用手水平推箱子,没推动。
建立模型:
在黑板上作简化物理模型
图3.1
提问:
箱子没有被推动,是什么力平衡了推力?
学生回答:
摩擦力
定义:
静摩擦力:
两个物体之间只有相对运动趋势,没有相对运动,在两个物体接触面上产生的是静摩擦力。
一般情况下用
表示摩擦力
提问:
箱子被推动后,受到的摩擦力是什么摩擦力?
回答:
滑动摩擦力
定义:
当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫滑动摩擦力
教师建立力学模型,学生学习如何建立模型
学生运用二力平衡知识分析出是摩擦力阻碍了箱子相对运动趋势
学生由静摩擦力的定义自然而然的知道什么是滑动摩擦力
从力的平衡出发,认识到静摩擦力的存在,引发学生对事物的探究热情。
使学生知道什么是静摩擦力什么是滑动摩擦力
二、静摩擦力的方向
1.没推动的箱子
提问:
用力向右推箱子,箱子在推力作用下有向哪边的运动趋势?
学生:
运动趋势向右
教师要求:
请同学们在图中作出箱子受到的静摩擦力
,说说静摩擦力的方向是怎样的?
静摩擦力的方向和相对运动趋势方向有什么关联?
学生作图,并说明静摩擦力的方向,教师进行总结性说明。
结论:
静摩擦力的方向:
静摩擦力的方向沿着接触面和接触面相切和相对运动趋势方向相反,静摩擦力的作用是阻碍物体相对运动趋势。
2:
放置在斜面上的物块
木板倾斜放置构成斜面,将物块放置在斜面上,物块处于静止状态
图3.2
提问:
小物块相对于长木板有无滑动趋势?
如有,小物块有怎样的滑动趋势?
小物块受到的静摩擦力是怎样的?
请同学们作出物块受到的摩擦力
学生回答问题,并作出物块的静摩擦力
教师再次总结:
静摩擦力的方向总是沿着接触面和接触面相切,和物体相对运动趋势方向相反,阻碍物体相对运动趋势.
启发:
在保持物块不滑动的前提下,将长木板缓缓斜向上移动。
物块运动了没有?
物块和木板之间有无摩擦力?
是什么摩擦力?
图3.3
学生讨论问题,教师给予指导。
教师总结:
运动的物体也会受到静摩擦力的作用,“静”指物体和接触面“相对静止”
提问:
在上面这种情况下,物块受到的摩擦力是怎样的?
请同学们作出物块的摩擦力。
如果将长木板缓缓斜向下移动呢,物块受到的摩擦力是怎样的?
请同学们作出物块的摩擦力。
如果将长木板缓缓竖直向下移动呢,物块受到的摩擦力是怎样的?
请同学们作出物块的摩擦力。
学生解决问题,教师给予指导,找出静摩擦力和相对运动趋势关联。
强调“相对”物理意义
教师说明:
在上面的讨论中,我们发现物体相对于板运动趋势有的时候难以判断,我们可以采用一种“假设光滑法”,假设长木板光滑,当长木板缓缓斜向下移动时,当长木板缓缓斜向上移动时,当长木板缓缓竖直向上或向下移动时,物块在光滑的板上均会沿长木板下滑。
这个下滑的方向就是长木板粗糙情况下物块相对于板运动趋势方向。
教师总结:
静摩擦力的方向和物体运动方向无关,静摩擦力的方向只与物体相对木板运动趋势有关联
3.被压在竖直墙上的物块
将质量为m物块C用力压在墙上,使物块保持静止状态
建立模型:
图3.4
提问:
物块相对于墙有怎样的运动趋势?
请同学们作出物块受到静摩擦力。
说说静摩擦力有多大?
学生找出物块下滑趋势,并作出物块受到的摩擦力。
问题:
撤去压在C物块上压力,物块和墙面之间还有摩擦力吗?
说说两接触面之间产生静摩擦力前提有那些?
学生回答问题后,教师作总结性说明。
教师总结:
产生静摩擦力的条件:
粗糙,挤压,相对运动趋势。
4:
应用:
传送带运输货物
粮仓储存库常常需要利用倾斜的传送带将装满粮食的麻袋送到高处,展示图片:
建立模型:
图3.5
粮食在传送带上受到的摩擦力是什么摩擦力?
请作出物体受到的摩擦力。
用手紧握瓶子
手握紧瓶子,悬空静止,或握紧瓶子水平或竖直匀速移动。
建立模型:
图3.6
请同学们作出以上几种情况下瓶子受到的静摩擦力。
说说:
请同学们说说生活中的静摩擦现象
学生进行实例分析,作出物体受到的静摩擦力。
讨论:
人走路,人的鞋底和地面之间是什么摩擦力,这个摩擦力是怎样的?
学生作出箱子的静摩擦力,找出静摩擦力的方向和相对运动运动趋势方向相反
学生找出物块受到的静摩擦力,作图,找静摩擦力方向满足的规律
学生思考教师的问题,和同学讨论,在教学过程中深刻理解“静”的含义
学生在讨论问题的过程中理解静摩擦力的方向只与相对运动趋势有关联,与物体运动与否,怎么运动等等其他因素无关
学生作出摩擦力示意图,同时再一次加强规律:
静摩擦力的方向和物体相对运动趋势方向相反
学生进行实例分析,应用前面所学知识分析实际问题
培养学生归纳总结的能力,同时根据学生已有知识,培养深入分析问题的能力。
从知识层面上通过多个实例分析,使学生掌握静摩擦力的方向和相对运动趋势方向相反。
通过找相对运动趋势来判断静摩擦力的方向。
三.静摩擦力的大小
四.实际应用:
图3.7
演示:
在较光滑的桌面上放一木板,上面放一质量较大的木块。
在木板与木块接触的外侧面作两个对顶的三角形的记号。
当用手沿如图中箭头所示方向拉木板时,可以看到木块随木板一起缓缓移动。
提问:
木块随木板一起缓缓移动过程中,木块受到摩擦力是什么摩擦力?
同学们能获取木块受到的静摩擦力的大小吗?
说说你们怎么获取静摩擦力的大小的?
演示:
拉木板时,逐渐增大拉力,可以看到木块随木板一起缓缓移动,每移动一小段停顿一下,要求学生记录数据。
在表格中记录拉力和静摩擦力的大小:
表3.1
拉力F
静摩擦力大小
提问:
同学们根据表格中的数据说说静摩擦力的大小有什么特征?
学生回答问题,由表格数据获取静摩擦力的大小变化特征。
教师总结:
通过实验:
静摩擦力大小随着弹簧测力计拉力增大而增大。
演示:
继续增大拉力,当弹簧测力计的示数增大到某一值时,木块发生滑动,发生滑动后弹簧测力计示数突然变小。
提问:
发生滑动前和滑动后物块受到的摩擦力分别是什么摩擦力?
说明:
发生滑动前物块受到的摩擦是静摩擦力,静摩擦力大小随着弹簧测力计拉力增大而增大,物体即将滑动时静摩擦力的大小达到最大,我们把此时的摩擦力叫做最大静摩擦力,用
表示。
因此同一接触面上两物体之间的静摩擦力的大小是有多种可能的,但是在
范围内,具体多大要结合其他信息分析。
提问:
由实验现象说说最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小有何关系.怎样才能把一个静止在水平面上物体拉动?
已经在水平面上滑动的物体怎么样才能维持下去?
实际应用:
演示:
分别用10N,7N,5N力推物块,箱子没有推动。
用12N力刚好把物块推动。
提问:
箱子和地面之间的静摩擦力大小怎么变化?
最大静摩擦力的大小为?
演示:
在保持物块不动的前提下,逐渐抬高木板的右端,木块和木板之间的摩擦力大小怎么变化?
学生讨论问题,增强对静摩擦力大小的理解
通过二力平衡,学生获取:
静摩擦力和弹簧测力计的拉力大小相等,测力计的示数等于静摩擦力的大小
学生统计数据发现静摩擦力随着弹簧测力计的拉力的变化而变化,知道同样的两个物体之间的静摩擦力在不同情况下是不一样的。
在探究静摩擦力的大小的过程中,培养学生观察能力,在获取数据后,要求学生根据数据总结规律。
从物理知识的层面上通过对静摩擦力的学习,理解两物体在接触面上产生的静摩擦力的大小是不定的,变化范围为:
,具体大小由具体情况决定。
在实例分析中加深学生对静摩擦力大小的不定性理解
第二课时:
滑动摩擦力
教学环节
教师活动
师生活动
教学意图
一.新课引入
演示:
用水平向右推力推箱子,箱子被推动
定义:
滑动摩擦力:
当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时,会受到另一物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
方向:
滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,跟物体的相对运动的方向相反。
教师通过简单事例来定义滑动摩擦力
二.滑动摩擦力的方向
演示:
将物块A放在长木板B上,长木板放置于地面上。
木板与木块接触的外侧面作两个对顶的三角形的记号,人工控制使A在B上滑动。
图3.8
操作1:
B木板不动,A物块向左或向右运动;
操作2:
AB两物块向相反方向运动;
操作3:
AB两物体都向左运动,
A物块速率大于B物块的速率;
B物块速率大于A物块的速率,使得两个对顶的三角形的记号左右错开。
操作4:
AB两物体都向右运动,
A物块速率大于B物块的速率,
B物块速率大于A物块的速率,使得两个对顶的三角形的记号左右错开。
教师提问:
请同学们说说在上面四种操作过程中物块A相对于长木板B的运动方向如何,A受到的滑动摩擦力是怎样的?
请同学们建立模型,在模型中作出A物块受到的滑动摩擦力。
学生回答问题,作出物块受到滑动摩擦力的示意图。
教师总结:
滑动摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反,和接触面相切。
实际应用:
沿粗糙斜面下滑物块:
物块A沿斜面匀速下滑,斜面静止不动。
请作出物块A受到的摩擦力,说说物块B在和A接触的接触面上受到的摩擦力是什么摩擦力?
作出这个摩擦力。
图3.9
沿粗糙曲面下滑的物块
物块沿曲面下滑,请作出物块受到的摩擦力
图3.10
被拉动的小球
小球穿在杆上,在拉力作用下被拉着向上运动,请作出小球的受到的摩擦力
图3.11
教师演示实验,学生观察实验,回答教师提问,在处理教师的问题过程中,理解什么叫相对运动,知道怎么样描述研究对象相对接触面如何运动,掌握判断滑动摩擦力向的方法:
滑动摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反。
学生作出摩擦力示意图,为受力分析打基础。
在实例分析中,学生掌握判断滑动摩擦力方向的方法。
三:
滑动摩擦力的大小
演示:
水平地推地面上的桌子,使桌子缓缓运动。
要求学生亲身体验在桌子上压重物、改变桌子和地面接触面上的材质等情况下桌子受到摩擦力。
提问:
请说说滑动摩擦力的大小可能跟哪些因素有关?
学生猜测:
动摩擦力的大小可能跟下面这些因素有关:
A.与接触面的材质即粗糙程度有关
B.跟物体间的压力(正压力)有关
C.跟物体接触面积的大小有关
对学生提出要求:
根据以上几条猜测,设计实验去进行验证探索。
提示主要实验方法:
利用控制变量法
提示细节问题:
如何改变压力?
如何改变滑动接触面的粗糙程度?
滑动摩擦力大小如何测量等等。
学生设计实验并完成实验操作:
图3.12
用列表法找出接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力的大小和压力之间的关系:
表3.2
压力FN
摩擦力Ff
用列表法找出压力不变时,滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度之间的关系:
表3.3
粗糙程度
摩擦力Ff
对实验过程和结论进行总结:
滑动摩擦力的大小与正压力成正比,其比例系数由接触面的材料决定,称之为动摩擦因数(μ)即:
F=μFN
“μ”跟相互接触的两个物体的材料有关,还跟接触面的粗糙程度有关,没有单位。
学生通过自己探究,得出滑动摩擦力的大小受哪些因素影响。
分析论证后形成结论:
滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
滑动摩擦力大小与(正压力)成正比。
通过实验探究找出滑动摩擦力的大小的决定因素。
滑动摩擦力的应用
材料阅读:
[阅读P62表1、3了解几种材料间的动摩擦因数]
补充说明:
经过多次实验发现滑动摩擦力的大小与面积无关,在速度变化不大的情况下,滑动摩擦力的大小与速度也无关。
【例题分析】
(1)例题:
在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具,一个有钢制滑板的雪橇,连同车上木料的总重量为
N,在水平的冰面上,马要在水平方向用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
(已知钢和冰之间的滑动摩擦因数为0.02)
(2)演示:
将物块和砝码盘用细线相连,细线绕过定滑轮,木块和砝码盘质量分别为M和m。
(重力加速度为g)
图3.14
问题:
在砝码盘中放质量为m1的物体,木块处于静止状态,木块受什么摩擦力作用?
大小方向分别为?
你怎么获取摩擦力的大小的?
在砝码盘中放质量为m2的物体,木块处于静止状态,木块受什么摩擦力作用?
大小方向分别为?
在砝码盘中放质量为m3的物体,木块开始滑动,物块受到的最大静摩擦力多大?
在砝码盘中放质量为m4的物体,木块匀速滑动,则木块与木板之间的滑动摩擦因素为多大?
在砝码盘中放质量为m5(m5﹥m3)的物体,物块受到摩擦力为静摩擦力还是滑动摩擦力?
摩擦力多大?
学生回答问题,运用前面所学知识解决问题
加深学习印象
滚
动
摩
擦
三、滚动摩擦
1、一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,叫滚动摩擦。
2、滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
【做一做】体验滚动摩擦的大小。
【阅读】“科学漫步”――液体的阻力
学生通过阅读等手段获知摩擦力种类繁多.
补充滚动摩擦力的知识
小结和思考
1.如何判别两物体在接触面上产生的是静摩擦力和滑动摩擦力?
2.有哪些办法可以判断静摩擦力的方向?
3.如何计算滑动摩擦力的大小?
学生自己总结,总结一些判别方法。
及时复习巩固,让知识系统化。
讨论生活中问题
板书设计
1人站在扶梯上匀速上升,人有无受到摩擦力?
如有,是怎样的摩擦力?
2.人用手抓住竹竿匀速向上爬,人有无受到摩擦力?
如有,是怎样的摩擦力,请用图示表示。
人沿着杆匀速滑下,人受到的摩擦力是怎么样的?
3:
把一本书从一摞书中间抽出,拉力从理论上来说要多大才能把书抽出来?
怎样把书放置才容易取出?
说说原因。
第3节、摩擦力
1.静摩擦力
(1)静摩擦力的概念;
(2)产生条件;(3)大小:
0<F≤Fmax;
(4)方向;
2.滑动摩擦力
(1)滑动摩擦力的概念;
(2)产生条件;
(3)大小:
F=μFN;(4)方向;
完成思考题
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- 新课标 133摩擦力 教学设计 新课 133 摩擦力 教学 设计