3.5 运动与摩擦力 教学设计

课 题 《运动与摩擦力》 备课人
【学习目标】 理解摩擦力的概念，明确一个物体在另一个物体表面运动时，接触面会发生摩擦，产生摩擦力。 掌握摩擦力是有大小的，物体由静止变成运动时需要克服摩擦力。 认识到摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。
【学习重点】 通过实验探究，理解摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。 学会用垫圈数表示摩擦力的大小，并能够对比不同运动方式下的测量结果。
【学习难点】 设计合理的实验方案，确保实验结果的准确性和可靠性。 引导学生从实验现象中分析总结出摩擦力与物体运动方式的关系，培养学生的科学思维和归纳总结能力。
【学习准备】 多媒体课件、硬纸盒若干、绳子若干、小木棍若干、轮子若干、曲别针若干等
任务学习设计 授课教师"二次备课"
【过程设计】（一）情境导入 教师播放一段关于物体运动的视频，画面中展示了各种物体在不同表面上的运动情况，如皮球在草地上滚动、汽车在马路上行驶、滑冰运动员在冰面上滑行等。 视频播放结束后，教师提问：“同学们，刚才我们看到了很多物体在运动，你们注意到这些物体在运动过程中有什么共同的现象吗？” 引导学生思考物体运动时的特点。 学生可能会回答：“物体在运动时会受到阻力。”“物体运动的速度会逐渐减慢。” 等。 教师进一步提问：“这种阻力是怎么产生的呢？它对物体的运动有什么影响呢？” 引发学生对摩擦力的思考。 教师揭示本节课的课题：运动与摩擦力（板书）。 （二）知识铺垫 教师引导学生回忆已经学过的关于力的知识。 提问：“同学们，我们在前面的学习中已经认识了一些力，谁能说一说力是什么？力有哪些作用效果？” 学生回答：“力是物体对物体的作用。力可以使物体发生形变，也可以改变物体的运动状态。” 教师进一步提问：“那么，摩擦力是一种什么样的力呢？它是怎么产生的呢？” 教师介绍摩擦力的概念。 提问：“当一个物体在另一个物体表面运动时，会发生什么现象呢？” 教师拿出一块木板和一个小木块，让小木块在木板上滑动，让学生观察小木块的运动情况。 学生可能会回答：“小木块在木板上滑动时，速度会逐渐减慢。” 教师解释：“当一个物体在另一个物体表面运动时，接触面会发生摩擦，产生一种阻碍物体运动的力，这种力就是摩擦力。” 教师板书：摩擦力是一个物体在另一个物体表面运动时，接触面产生的阻碍物体运动的力。 教师引导学生感受摩擦力。 让学生用手在桌面上滑动，感受手与桌面之间的摩擦力。 提问：“你们感受到摩擦力了吗？它的方向是怎样的？” 学生回答：“感受到了，摩擦力的方向与物体运动的方向相反。” 教师进一步提问：“摩擦力的大小与什么因素有关呢？” 引发学生对摩擦力大小的思考。 （三）实验探究一：摩擦力的大小测量 教师介绍实验器材和实验方法。 教师拿出硬纸盒、绳子、小木棍、轮子、曲别针、垫圈、木板等实验器材，向学生介绍它们的用途。 教师讲解实验方法：在硬纸盒中放入一些小重物，将纸盒放在木板上，在纸盒连接的绳子的另一端挂钩上逐渐增加垫圈，当纸盒开始运动时，记录下垫圈的数量。这个垫圈的数量就相当于纸盒受到的摩擦力大小。 教师强调实验的注意事项：要保证纸盒在水平方向上运动，避免倾斜；要逐渐增加垫圈，直到纸盒刚好开始运动；要进行多次实验，取平均值，以提高实验结果的准确性。 学生分组进行实验。 学生分成小组，每组领取一套实验器材，按照教师介绍的实验方法进行实验。 学生在实验过程中，要认真观察纸盒的运动情况，准确记录垫圈的数量。 教师巡视指导，及时解决学生在实验过程中遇到的问题。 实验数据处理和分析。 各小组将实验数据记录在实验报告表中，计算出平均值。 教师引导学生分析实验数据，思考以下问题：垫圈的数量与摩擦力的大小有什么关系？为什么要进行多次实验并取平均值？ 学生讨论后回答：垫圈的数量越多，说明纸盒受到的摩擦力越大；进行多次实验并取平均值可以提高实验结果的准确性。 教师对学生的回答进行总结和评价，强调用垫圈数表示摩擦力大小的方法是一种间接测量的方法，通过这种方法可以比较不同情况下摩擦力的大小。 （四）实验探究二：不同运动方式下摩擦力的大小比较 教师提出问题：“我们已经知道了可以用垫圈数表示摩擦力的大小，那么不同运动方式下的摩擦力大小有什么不同呢？” 学生提出假设。 教师引导学生思考不同运动方式下摩擦力的大小可能会有什么不同，并让学生提出自己的假设。 学生可能会提出以下假设：滚动时受到的摩擦力小，滑动时受到的摩擦力大；安装轮子后受到的摩擦力比直接放在木板上小等。 设计实验方案。 教师引导学生根据自己的假设，设计实验方案来验证不同运动方式下摩擦力的大小。 学生小组讨论，设计实验方案。教师可以提供一些提示，如可以改变纸盒的运动方式，分别进行直接放在木板上滑动、在纸盒下方放 “滚木” 滚动、给纸盒安装轮子滚动等实验。 各小组将设计好的实验方案记录在实验报告表中，并向全班同学进行汇报。其他小组的同学可以对实验方案提出质疑和建议，进行完善。 学生分组进行实验。 学生按照自己小组设计的实验方案进行实验，分别测量不同运动方式下纸盒受到的摩擦力大小，即记录下刚好使纸盒运动时的垫圈数量。 教师巡视指导，提醒学生注意实验安全，正确使用实验器材，如实记录实验数据。 实验数据处理和分析。 各小组将实验数据记录在实验报告表中，计算出不同运动方式下的平均值。 教师引导学生分析实验数据，比较不同运动方式下摩擦力的大小，并与自己的假设进行对比。 学生讨论后回答：通过实验数据可以看出，滚动时受到的摩擦力比滑动时小；安装轮子后受到的摩擦力最小。这与我们的假设一致。 教师对学生的回答进行总结和评价，强调摩擦力的大小与物体的运动方式有关，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。 （五）研讨与交流 教师提出问题：“通过三次实验，你知道怎样搬运重物最省力吗？哪一种方式搬运重物产生的摩擦力最小？” 学生小组讨论。 学生根据实验结果，讨论怎样搬运重物最省力，以及不同搬运方式产生的摩擦力大小。 教师可以引导学生从摩擦力的大小、搬运的难易程度等方面进行思考。 各小组汇报讨论结果。 各小组选派代表上台，汇报本小组的讨论结果。 学生可能会回答：用安装轮子的方式搬运重物最省力，因为这种方式产生的摩擦力最小。 教师对学生的回答进行肯定和鼓励，并引导学生进一步思考：为什么安装轮子搬运重物最省力？ 教师提出问题：“生活中，哪些地方需要增大摩擦力？哪些地方需要减小摩擦力？” 学生思考并回答。 教师引导学生从生活中的实际例子入手，思考哪些地方需要增大摩擦力，哪些地方需要减小摩擦力。 学生可能会回答：鞋底需要增大摩擦力，以便行走时更稳；自行车的刹车需要增大摩擦力，以便及时停车；而自行车的轴承、车轮与轴之间需要减小摩擦力，以便骑行时更省力等。 教师对学生的回答进行总结和评价，强调人类可以根据实际需要，通过不同的方法来增大或减小摩擦力。 （六）拓展与应用 教师介绍气垫船和悬浮列车减小摩擦力的原理。 教师出示气垫船和悬浮列车的模型或图片，向学生介绍它们减小摩擦力的原理。 教师讲解：气垫船以空气在船只底部承托，行驶时船身自水面抬升而起，大幅减小船体与水面的摩擦力；悬浮列车由于磁力使之悬浮在空中，行走时无须接触轨道，也减小了轨道对车身的摩擦力。 教师提问：“这两种交通工具使用了不同的技术方式来减小摩擦力，你还能想到其他减小摩擦力的方法吗？” 学生思考并回答。 学生可能会回答：在机器的转动部位添加润滑油、使用滚珠轴承等。 教师对学生的回答进行肯定和鼓励，让学生体会到科学技术在减小摩擦力方面的重要作用。 教师布置课后作业。 教师让学生课后观察生活中的摩擦力现象，思考如何增大或减小摩擦力，并记录下来。 教师可以提醒学生从身边的物品入手，如书包的背带、自行车的部件、鞋子的鞋底等。 课堂总结 教师与学生一起回顾本节课的主要内容。 提问：“同学们，今天我们学习了运动与摩擦力，谁能说一说我们都学到了哪些知识呢？” 学生回答：“我们知道了摩擦力是一个物体在另一个物体表面运动时，接触面产生的阻碍物体运动的力。摩擦力的大小可以用垫圈数来表示，不同运动方式下摩擦力的大小不同，一般滚动时所受到的摩擦力小，滑动时所受到的摩擦力大。我们还知道了怎样搬运重物最省力，以及生活中哪些地方需要增大摩擦力，哪些地方需要减小摩擦力。” 强调科学探究的方法和重要性。 教师引导学生体会科学探究的过程，强调观察、提出问题、假设、设计实验、进行实验、分析数据、得出结论等方法在科学研究中的重要性。 提问：“在今天的实验探究中，我们是如何发现摩擦力与物体运动方式的关系的呢？” 学生回答：“我们通过设计不同的实验方案，测量不同运动方式下摩擦力的大小，然后进行分析和比较，得出了摩擦力与物体运动方式的关系。” 教师对学生的回答进行肯定和鼓励，让学生认识到科学探究是一个不断探索、发现和总结的过程。 鼓励学生继续探索科学世界。 教师激发学生对科学的兴趣和探索精神，鼓励学生在课后继续观察和研究生活中的科学现象，探索更多的科学奥秘。 提问：“同学们，通过今天的学习，你们对摩擦力还有哪些疑问呢？课后可以通过查阅资料、实验探究等方式继续探索。”
【学后反思】 在教学过程中，要注重引导学生自主探究和思考，充分发挥学生的主体作用。对于实验探究环节，要给予学生足够的时间和空间，让他们亲身体验科学探究的过程，提高实验操作能力和归纳总结能力。同时，要关注学生的个体差异，提供有针对性的指导和帮助，确保每个学生都能在本节课中有所收获。此外，要加强与生活实际的联系，让学生感受到科学知识在生活中的应用价值，激发学生的学习兴趣和创新精神。