《摩擦力》教案1.docx

《摩擦力》教案
教学目标
1、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。
2、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。
3、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
1、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。
2、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。
教学过程
1、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。
2、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……
[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。
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?(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。
问题2：
[生]让小华穿上一双有花纹的鞋。
[生]戴上有花纹的粗布手套或在手上抹上防滑粉。
[师]同学们想出了这么多的主意，下面我们通过科学的探究来看看摩擦力和什么有关。
（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。
a怎样测量摩擦力?
b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
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
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。
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?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。
3、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”。