3.3 摩擦力 课时教案（表格式）2025--2026年鲁科版高中物理必修第一册

3.3《摩擦力》课时教案
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 鲁科版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节课选自鲁科版高中物理必修第一册第三章第3节《摩擦力》，是力学中承上启下的关键内容。在学习重力、弹力之后，学生进一步认识接触力中的另一重要类型——摩擦力。教材通过生活实例引入滑动摩擦与静摩擦的概念，结合实验探究影响滑动摩擦力大小的因素，并给出摩擦力方向的判断方法和计算公式f=μFN。内容贴近生活，逻辑清晰，注重科学探究过程，为后续牛顿运动定律的学习奠定基础。
学情分析
高一学生已具备初步的力学知识，理解了重力与弹力的基本概念，具有一定的观察和实验能力。但对“摩擦力”仍停留在感性认知层面，容易误认为摩擦力总是阻碍运动或与运动方向相反。学生的抽象思维和受力分析能力尚在发展中，尤其在判断静摩擦力方向和大小变化时存在困难。此外，部分学生缺乏主动提出假设、设计实验的能力。因此教学中应创设真实情境，引导学生动手实验、合作讨论，借助问题链层层推进，帮助其建立科学的物理观念。
课时教学目标
物理观念
1. 理解滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件，能准确判断其方向；
2. 掌握滑动摩擦力的计算公式f=μFN，知道动摩擦因数μ的意义及其决定因素。
科学思维
1. 通过实验数据分析归纳出滑动摩擦力与压力成正比的关系，发展归纳推理能力；
2. 能运用假设—验证的方法探究影响摩擦力的因素，提升模型建构与逻辑推理水平。
科学探究
1. 经历“提出问题—猜想假设—设计实验—收集数据—得出结论”的完整探究过程；
2. 学会使用弹簧测力计测量摩擦力，掌握控制变量法在实验中的应用。
科学态度与责任
1. 在小组合作中养成实事求是、尊重证据的科学态度；
2. 认识摩擦力在生活中的双重作用，增强将物理知识应用于实际的责任意识。
教学重点、难点
重点
1. 滑动摩擦力的产生条件、方向判断及大小计算；
2. 实验探究滑动摩擦力与压力之间的定量关系。
难点
1. 静摩擦力的方向判断及其随外力变化的规律；
2. 对“相对运动趋势”这一抽象概念的理解与应用。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法相结合
教具准备
弹簧测力计、木块、长木板、钩码、毛巾、砂纸、电子秤、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境激趣，引发认知冲突 （一）、播放视频并提问：
教师播放一段短视频：一名工人试图推动地面上沉重的货箱，起初推不动，后来逐渐加大推力后终于推动，货箱滑动一段距离后停下。
提问1：为什么一开始推不动？是什么力量在“抵抗”他的推力？
提问2：当他用力越来越大却仍未推动时，这个“抵抗”的力是在变大还是不变？
提问3：当货箱开始滑动后，又是什么力使它最终停下来？
引导语：同学们日常生活中都有过类似的经历——走路不打滑、手握瓶子不掉落、汽车刹车减速……这些现象背后都藏着一个看不见却极为重要的力——摩擦力。今天我们就一起揭开它的神秘面纱。
（二）、展示课题并构建任务主线：
教师在黑板上写下标题《3.3 摩擦力》，并宣布本节课我们将化身“摩擦侦探”，破解三大谜案：
谜案一：摩擦力从何而来？
谜案二：滑动摩擦力有多大？由什么决定？
谜案三：静止的物体真的没有摩擦力吗？它如何“隐身”？
过渡语：正如爱因斯坦所说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”现在，请各位“侦探”带上你们的好奇心，开启今天的科学探案之旅！ 1. 观看视频，思考问题。
2. 结合生活经验进行讨论。
3. 明确学习任务与探究目标。
4. 进入“摩擦侦探”角色情境。
评价任务 观察专注：☆☆☆
问题回应：☆☆☆
兴趣投入：☆☆☆
设计意图 通过真实生活场景激发学生兴趣，制造认知冲突，引发深度思考；以“侦探破案”为主线贯穿全课，赋予学习任务趣味性和挑战性，增强课堂代入感与参与度。
新知探究一
【10分钟】 一、初识摩擦力：分类与产生条件 （一）、演示实验与概念建构：
教师将一块木块放在水平桌面上，用弹簧测力计缓慢施加拉力，但未拉动木块。此时弹簧测力计显示读数为2N。
提问：木块处于静止状态，说明受力平衡。除了拉力F=2N向右，必然还有一个力与之平衡。这个力是谁？方向如何？
待学生回答后，教师指出这就是“静摩擦力”。接着继续增大拉力至4N、6N，木块仍静止，测力计示数同步增加。
强调：只要物体相对接触面有运动趋势但尚未运动，就存在静摩擦力，其大小等于外力，方向与相对运动趋势相反。
随后突然拉动木块使其匀速滑动，测力计稳定在某一数值（如5N）。
讲解：此时木块受到的是“滑动摩擦力”，它发生在两个相互接触且发生相对运动的物体之间。
总结两种摩擦力定义：
1. 静摩擦力：两接触物体间存在相对运动趋势但未发生相对运动时产生的力。
2. 滑动摩擦力：两接触物体间发生相对运动时产生的力。
（二）、组织学生归纳产生条件：
教师引导学生回顾实验过程，分组讨论并填写表格：
条件是否满足示例接触且挤压是手压桌面接触面粗糙是木块与木板有相对运动或相对运动趋势是 推而未动 / 已经滑动
教师巡视指导，提醒学生注意“相对”二字的重要性，避免误解为“绝对运动”。
最后师生共同提炼出摩擦力产生的三个必要条件：
① 物体间直接接触并发生挤压（有弹力）；
② 接触面粗糙；
③ 有相对运动或相对运动趋势。
过渡语：古人云：“工欲善其事，必先利其器。”了解了摩擦力的“身份信息”，接下来我们要深入调查它的“行为特征”——究竟多大？怎么算？ 1. 观察实验现象并记录数据。
2. 分析受力情况，判断静摩擦力存在。
3. 小组合作归纳产生条件。
4. 完成表格填写并汇报交流。
评价任务 现象描述：☆☆☆
概念理解：☆☆☆
合作表达：☆☆☆
设计意图 通过可量化演示实验直观呈现静摩擦力随外力变化的特点，突破“静止即无摩擦”的误区；采用表格归纳法帮助学生系统梳理知识结构；强调“相对性”概念，培养严谨的物理思维习惯。
新知探究二
【15分钟】 一、实验探究：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ （一）、提出问题与猜想假设：
教师提问：当我们推动箱子时，箱子越重越难推动；地面越光滑越容易滑动。这说明滑动摩擦力可能与哪些因素有关？
鼓励学生大胆猜想：
预设1：可能与压力有关（物体重）；
预设2：可能与接触面粗糙程度有关；
预设3：可能与接触面积大小有关；
预设4：可能与运动速度有关。
教师肯定学生的积极思考，并引导：“科学的猜想需要实验来检验。我们该如何设计实验验证？”
（二）、设计实验方案：
教师组织学生四人一组，发放实验设计单，要求明确以下内容：
1. 自变量（要改变的量）；
2. 因变量（要测量的量）；
3. 控制变量（保持不变的量）；
4. 实验器材与步骤。
教师巡视各组，重点指导：
- 如何改变压力？可在木块上叠加钩码或使用电子秤称重；
- 如何测量滑动摩擦力？必须让木块做匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力；
- 如何改变接触面粗糙程度？可用木板、毛巾、砂纸三种表面；
- 如何控制接触面积？可用同一木块不同侧面放置。
待多数小组完成设计后，选取一组代表展示方案，全班评议优化。
（三）、动手实验与数据采集：
各小组按照优化后的方案开展实验：
实验A：保持接触面相同（木板），改变压力（木块+0、1、2、3个钩码），测量对应的滑动摩擦力，记录数据；
实验B：保持压力相同，更换不同材料的接触面（木板、毛巾、砂纸），测量摩擦力；
实验C：保持压力和接触面不变，改变拉动速度（慢速、中速、快速），观察测力计示数是否变化；
实验D：保持其他条件不变，将木块侧放减小接触面积，比较摩擦力大小。
教师巡回指导，纠正操作错误，提醒学生多次测量取平均值，确保数据可靠性。
（四）、数据分析与规律总结：
各小组整理数据，在坐标纸上绘制“摩擦力f—压力FN”图像。
教师投影几组典型图像，引导学生观察：
提问：图像大致呈什么形状？说明f与FN之间存在何种关系？
学生发现：图像接近一条过原点的直线，表明滑动摩擦力f与压力FN成正比。
教师引出公式：f = μFN，其中μ称为动摩擦因数，反映接触面的粗糙程度，无单位。
再引导分析实验B结果：μ越大，相同压力下摩擦力越大；
实验C与D结果显示：摩擦力几乎不随速度和接触面积变化。
结论：滑动摩擦力大小只与压力和动摩擦因数有关，与其他因素无关。 1. 提出合理猜想并参与讨论。
2. 设计实验方案并完善细节。
3. 动手操作、分工协作完成实验。
4. 整理数据、绘制图像并得出结论。
评价任务 方案设计：☆☆☆
操作规范：☆☆☆
结论正确：☆☆☆
设计意图 通过完整的科学探究流程培养学生实验设计能力和实证意识；利用控制变量法突出核心变量关系；让学生亲历“从现象到规律”的思维升华过程，深化对f=μFN的理解，体现“做中学”的理念。
难点突破
【8分钟】 一、破解“静摩擦力”之谜 （一）、动态演示与图像辅助：
教师再次演示木块被缓慢拉动的过程，同时连接数字传感器实时采集拉力数据，投屏生成“拉力F—时间t”曲线图。
图像显示：拉力从0逐渐增大，木块始终静止，直到某一点突然下降（滑动开始）。
讲解：这段上升曲线代表的就是静摩擦力的变化过程。最大静摩擦力通常略大于滑动摩擦力。
强调：静摩擦力是一个“自适应”力，它的大小随外力增大而增大，方向始终与相对运动趋势相反，直到达到临界值才转变为滑动摩擦力。
（二）、典型案例辨析：
出示例题：一人用手握住一个竖直的玻璃瓶，瓶子静止不动。问：瓶子受到的摩擦力方向如何？若手握得更紧，摩擦力是否变大？
引导学生分析：
- 瓶子受重力向下，必有向上的摩擦力与之平衡；
- 此时静摩擦力大小等于重力，与手的压力无关；
- 加大握力只是提高了最大静摩擦力的上限，并未改变当前实际静摩擦力。
再举反例：若瓶子即将下滑，则握得越紧，最大静摩擦力越大，越不易滑落。
通过对比强化理解：
“实际静摩擦力” ≠ “最大静摩擦力”
前者取决于外力需求，后者取决于压力和材质。
过渡语：正如哲学家赫拉克利特所言：“万物流变。”静摩擦力虽无形，却能在静止中悄然调节自身，守护平衡，这正是自然界的精妙所在。 1. 观察图像变化趋势。
2. 分析静摩擦力的自适应特性。
3. 参与案例讨论与辨析。
4. 理解最大静摩擦与实际静摩擦的区别。
评价任务 图像解读：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
概念区分：☆☆☆
设计意图 利用数字化实验手段可视化静摩擦力的变化过程，化解抽象难点；通过典型例题对比辨析，澄清常见误区，提升学生逻辑思辨能力；融入哲理语言增强课堂人文气息。
巩固应用
【5分钟】 一、回归生活，解释现象 （一）、设置情境任务：
教师展示三幅图片：
1. 冬天结冰路面撒盐或铺草垫；
2. 足球守门员戴防滑手套；
3. 传送带运送货物。
提问：请用本节课所学知识解释这些做法背后的物理原理。
引导学生回答：
- 撒盐降低冰点，使冰融化，减少接触面粗糙程度，从而减小摩擦，防止打滑；
- 防滑手套增加手掌与球之间的粗糙程度，提高摩擦力，便于抓握；
- 传送带靠静摩擦力带动货物前进，若货物太重或皮带太光滑，可能发生打滑。
（二）、拓展延伸：
提问：如果没有摩擦力，世界将会怎样？
鼓励学生想象发言：
预设：无法行走、拿不住笔、车辆无法启动或刹车、建筑物倒塌……
教师总结：摩擦力是一把双刃剑，既有有益的一面（如行走、传动），也有有害的一面（如磨损、能耗）。我们要学会趋利避害，合理利用摩擦。 1. 观察图片并提取信息。
2. 运用知识解释生活现象。
3. 展开想象进行合理推测。
4. 表达观点并参与交流。
评价任务 解释合理：☆☆☆
联系实际：☆☆☆
表达清晰：☆☆☆
设计意图 通过真实情境问题检测知识迁移能力，体现“从物理走向社会”的课程理念；引导学生辩证看待摩擦力的作用，培养科学态度与社会责任感。
作业设计
一、基础巩固题
1. 判断下列说法是否正确，错误的请改正：
（1）只有运动的物体才受滑动摩擦力。（ ）
（2）摩擦力的方向总是与物体运动方向相反。（ ）
（3）压力越大，滑动摩擦力一定越大。（ ）
（4）静止的物体不可能受到滑动摩擦力。（ ）
2. 一个质量为5kg的木箱放在水平地面上，动摩擦因数为0.4。求：
（1）当用水平拉力拉动木箱匀速前进时，滑动摩擦力多大？
（2）若在木箱上再放一个2kg的重物，滑动摩擦力变为多少？（g取10m/s ）
二、实践探究题
回家后尝试以下实验并记录：
找一本较厚的书，将其平放在桌面上，用手水平缓慢推动，感受刚开始推动时的阻力与滑动后的阻力差异。思考：
1. 推动前感受到的力属于哪种摩擦力？
2. 为什么刚开始最难推动？
3. 描述你手部肌肉的感觉变化，并尝试用本节课知识解释。
【答案解析】
一、基础巩固题
1. （1）× 改正：静止的物体也可能受滑动摩擦力（如刷墙时刷子与墙面）。
（2）× 改正：摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，不一定与运动方向相反（如传送带上的货物所受静摩擦力向前）。
（3）√
（4）× 改正：静止的物体可以受到滑动摩擦力，只要它与其他物体有相对运动即可。
2. 解：
（1）FN = mg = 5 × 10 = 50N，f = μFN = 0.4 × 50 = 20N
（2）总质量7kg，FN = 70N，f = 0.4 × 70 = 28N
二、实践探究题
参考答案：
1. 推动前是静摩擦力。
2. 因为要克服最大静摩擦力，通常略大于滑动摩擦力。
3. 初始阶段肌肉紧张用力大，一旦滑动后用力减小，说明最大静摩擦 > 滑动摩擦。
板书设计
3.3 摩擦力
【左侧】两大类型：
静摩擦力滑动摩擦力产生条件接触、挤压、粗糙、趋势 接触、挤压、粗糙、相对运动大小0 - fmax，自适应 f = μFN 方向 ：与相对运动趋势相反与相对运动方向相反
【右侧】实验结论：
f ∝ FN → f = μFN
μ：动摩擦因数（材料、粗糙度）
无关因素：速度、接触面积
教学反思
成功之处
1. 以“摩擦侦探”为主线串联整节课，情境生动有趣，极大提升了学生的参与热情和探究欲望；
2. 数字化传感器实时绘图有效破解了静摩擦力变化过程不可见的难题，帮助学生直观理解其“自适应”特性；
3. 实验探究环节组织有序，学生经历了完整的科学探究过程，动手能力与合作意识明显增强。
不足之处
1. 部分小组在控制变量操作上不够严谨，如未保证匀速拉动，导致数据偏差；
2. 对“相对运动趋势”的判断训练不足，个别学生仍难以准确分析复杂情境下的摩擦力方向；
3. 时间分配稍显紧张，最后拓展环节未能充分展开深度讨论。
改进方向：下次可增加微课视频辅助预习，提前熟悉实验操作；增设更多方向判断的阶梯式练习题，逐步提升思维难度。