人教版（2019）高中物理必修第一册3.2摩擦力教学设计.docx

3.2 摩擦力教材分析：摩擦力是普通高中物理课程标准（2017年版）必修课程必修1模块中“相互作用与运动定律”主题下的内容，要求为：认识摩擦力.知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小.普通高中物理课程标准(2017版)解读对这部分的内容的解读为：关于滑动摩擦力的大小，在初中“影响滑动摩擦力的因素”知识的基础上，高中已经把滑动摩擦力跟接触面性质的关系上升为定量要求，要求知道动摩擦因数的概念，并用公式F=FN来计算滑动摩擦力的大小，应该理解公式中的FN是接触面的正压力，属于弹力的性质.关于静摩擦现象，应该知道最大静摩擦的概念.本节内容是对初中摩擦力知识的延伸和拓展，教材首先回忆初中知识，说明什么是滑动摩擦力、滑动摩擦力的大小和方向。其次，介绍静摩擦力及方向后，通过实验研究静摩擦力的大小.相对运动和相对运动趋势概念抽象，教学中要注意学生的真实体验，让学生感受摩擦力现象，抽象概括摩擦力方向.学情分析：学生在初中对滑动摩擦力已经有了初步认识，知道两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面会产生阻碍相对运动的力。学生也知道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.学生不难理解滑动摩擦力及其规律，在教学中要通过设计更加科学、定量的演示实验，分析处理数据，让学生总结出摩擦力与正压力的关系.静摩擦力的方向和大小对学生存在较大的困难，教学要循序渐进，从简单情境入手，通过学生实验，让学生将手放在桌面上，用力推，但手相对于桌面静止，让学生亲身体验，感受静摩擦力的存在和方向。教学目标：1.学生通过分析摩擦现象，理解摩擦力产生的条件，区分静摩擦力和动摩擦力.2.学生能根据相对运动方向判断滑动摩擦力的方向，并依据f =FN计算滑动摩擦力的大小.3.学生会根据相对运动趋势判断静摩擦力的方向，并会根据物体受力和运动情况，分析静摩擦力的大小和方向。4.学生知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例，有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识.教学重点：通过实验认识摩擦力的规律教学难点：判断摩擦力的方向教学方法：讲授法、实验探究法、分组实验、启发式教学教学过程：一、导入新课游戏引入：教师准备一个红酒瓶子，内装满沙子.从班级挑选一名瘦弱的女生和一名强壮的男生。让学生只能使用拇指和食指夹住瓶子下部平滑粗壮的圆柱体部分，比比谁能把瓶子举起或者举起的时间长，谁就获胜.师：这位男同学很绅士，可以让女同学先吗？男生点头同意。女生用力将瓶子高高举起，久久不肯放下!在教师的示意下，女同学放下瓶子，随即教室力爆发热烈掌声.师：安全第一！健康第一！卫生第一！教师用抹布将瓶子全身擦拭一遍，将男生的手也擦拭一遍.师：现在请男同学上场.男生尝试多次提不起来，或者勉强提起来，但很快放下.师：谁赢了？生：女同学！(教师走到两名同学中间，将女同学的手臂高高举起，教室里再次响起掌声！)师：这位男同学，你为什么提不起来？男生：瓶子表面有很滑的物质，提不起来.师：是洗手液.在刚才的游戏中，你对瓶子施加的有什么作用力？生：压力，还有摩擦力.师：哪种摩擦力？生：滑动摩擦力.师：女同学，你把瓶子举起靠的是什么力？生：静摩擦力.师：方向向哪？生：向上.师：瓶子相对于手有向哪的运动趋势？生：向下.师：通过刚才的游戏，我们复习了初中学习的摩擦力知识。今天要在初中所学的基础上进一步学习摩擦力的知识.二、新课讲授1.滑动摩擦力师：给同学们2分钟的时间阅读教材60页开头提出的问题，仔细阅读教材滑动摩擦力的第一、二段，准确复述滑动摩擦力的概念.学生活动：准确复述滑动摩擦力的概念两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反。师：“相对运动”是什么含义？“相对”哪个物体？参考系是谁？教师通过压紧毛刷在木板上运动，让同学们观察其相对运动的方向和毛刷弯曲的方向的关系，再通过提问、修正，得出结论：参考系是相互作用的另一个物体，不一定是地面.师：要定量研究滑动摩擦力与正压力的关系，需要测量出滑动摩擦力与压力的大小。按照教材演示实验，滑动摩擦力的大小使用弹簧测力计测量，为什么弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小？这是利用了什么原理？生：二力平衡原理。木块受力平衡，弹簧的拉力大小等于木块受到的滑动摩擦力大小。师：下面找一个同学按照教材的方案演示一下，请大家注意观察.学生进行实验操作.师：弹簧测力计的示数是多少？一直是这个数值吗？生：示数不稳定，弹簧振动。很难保证匀速拉动木块.师：如何解决这个问题？同学们有其他的好方法吗？生：改进操作方式.木块受到滑动摩擦力，不一定非要木块运动，木块静止时也可以受到滑动摩擦力.师：大家的想法很好。我们可以让木块下方的木板运动，即使木板不是匀速运动，但木块一直静止，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数.教师介绍改进实验装置.图 1 研究滑动摩擦力的实验装置2.定量演示实验，探究滑动摩擦力规律师：通过在木块上增加钩码，改变木块与木板间的正压力.滑动摩擦力的大小由弹簧测力计的示数给出。现在请物理课代表上台共同完成这个演示实验.师生合作，完成探究实验，记录实验数据。不放钩码放50g钩码放100g钩码放150g钩码放200g钩码压力FN/N摩擦力Ff/N结论(木块的质量提前测出，为200g)通过表格中的数据分析可知，在通常情况下，两个物体间的滑动摩擦力大小与正压力的比值成正比，这个比值称为动摩擦因数.换用木块覆盖砂纸的接触面，重新做实验，采集数据，通过数据分析可知，木板与不同接触面之间的摩擦力与正压力的比值是不同的.3.静摩擦力演示实验：在木块上放几个钩码，用弹簧测力计拉住木块。逐渐增大拉力，观察弹簧测力计的示数.图 2 演示静摩擦力师：当两个物体相对静止时，若存在相对运动趋势，在接触面产生阻碍相对运动趋势的力，这种力称为静摩擦力.师：什么是相对运动趋势？“趋势”是什么含义？生：物体具有相对运动的倾向，但由于静摩擦力的作用，相对运动没有实际发生.师：同学们回答得很好！我们可以采用假设接触面光滑来判断相对运动趋势.假设接触面光滑，若物体发生了相对运动，就说原来有相对运动趋势。师：放在桌面上的黑板擦有相对运动趋势吗？生：没有.假设接触面光滑，黑板擦仍然会静止.师：现在请同学们认真观察实验，逐渐增大拉力。弹簧测力计的示数增大，静摩擦力如何变化？你是如何判断的？生：静摩擦力增大了。木块静止，受力平衡，静摩擦力大小等于弹簧的拉力大小.教师继续增大拉力，直至木块和木板发生相对运动。师：静摩擦力存在一个最大值，当超过这个最大值时，物体间发生相对运动，静摩擦力就变成了滑动摩擦力.演示实验：一把刷子放在桌面上，对刷子施加一水平力，保持刷毛下端静止。观察刷毛的弯曲方向.图 3师：刷毛与桌面接触的部分具有向哪个方向运动的趋势？静摩擦力向哪个方向？生：刷毛的运动趋势向左，静摩擦力向右.师：静摩擦力方向和刷毛的相对运动趋势方向有何关系？生：相反.三、课堂小结1.滑动摩擦力（1）定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，叫作滑动摩擦力。（2）大小：滑动摩擦力的大小与正压力的大小成正比，即Ff=FN，是物体间的动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关.（3）方向：滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反。2.静摩擦力(1) 两个相互接触的物体，当它们有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，叫作静摩擦力。(2)方向：与相对运动趋势的方向相反(3)大小：0<f静Fmax四、布置作业完成教材63页“练习与应用”1、2、3、4.板书设计：3.2 摩擦力一、滑动摩擦力1.产生条件2.f =FN3.方向：沿接触面，与相对运动方向相反二、静摩擦力1.产生条件2.大小：0<f静fmax3.方向：与相对运动趋势方向相反教学反思：相对运动趋势抽象，要通过具体实例分析帮助学生理解其含义，掌握用假设接触面光滑判断相对运动趋势方向的方法。静摩擦力的方向是本节的难点，需要多安排演示实验和学生能真实体验的活动，让学生亲身感受静摩擦力的方向，通过与相对运动趋势方向比较，得出静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反的结论.