3.3 摩擦力 课时教案（表格式）2025--2026年粤教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 粤教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
本节内容位于粤教版高中物理必修第一册第三章“相互作用”的第三节，是力学中关于接触力的重要组成部分。教材通过生活实例引入摩擦力的概念，区分静摩擦力与滑动摩擦力，并借助实验探究滑动摩擦力的大小与正压力、接触面性质的关系，构建公式f=μN。内容由感性认知上升到理性建模，体现从现象到规律的科学思维过程，为后续学习牛顿运动定律和动力学问题打下基础。
学情分析
高一学生已具备初步的受力分析能力，掌握重力、弹力的基本概念，具备一定的实验观察能力。生活中对“摩擦”有丰富体验，但缺乏系统科学认识，常误认为摩擦力总是阻碍运动或与速度有关。学生抽象思维尚在发展，对“相对运动趋势”“最大静摩擦力”等概念理解困难。需通过情境创设、实验演示和类比推理帮助突破难点，引导其建立正确的物理观念。
课时教学目标
物理观念
1. 能准确说出静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件，理解摩擦力方向总是与接触面相切且与相对运动（趋势）方向相反。
2. 掌握滑动摩擦力的计算公式f=μN，能解释动摩擦因数μ的物理意义及其与材料、粗糙程度的关系。
科学思维
1. 通过分析推箱子未动、刚开始推动、匀速拉动等不同阶段的受力变化，运用逻辑推理判断静摩擦力的存在及大小变化规律。
2. 借助控制变量法设计实验方案，归纳滑动摩擦力与正压力成正比的关系，提升模型建构与科学论证能力。
科学探究
1. 能独立完成“探究滑动摩擦力与正压力关系”的实验操作，正确使用弹簧测力计测量拉力，记录并处理实验数据。
2. 能根据实验图像（f-N图）得出线性关系结论，并计算动摩擦因数，培养数据分析与证据推理能力。
科学态度与责任
1. 在小组合作实验中主动承担任务，尊重他人观点，形成实事求是、严谨细致的科学态度。
2. 认识摩擦力在生产生活中“有利有害”的双重性，增强将物理知识应用于实际问题的责任意识。
教学重点、难点
重点
1. 静摩擦力与滑动摩擦力的产生条件及方向判断方法。
2. 滑动摩擦力大小的决定因素及其计算公式f=μN的应用。
难点
1. “相对运动趋势”的理解与静摩擦力方向的准确判定。
2. 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的现象解释及其在实际中的表现。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、实验探究法、讲授法、合作学习
教具准备
弹簧测力计、木块、长木板、砝码、毛巾、砂纸、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入，感知摩擦
【5分钟】 一、创设生活情境，引发认知冲突。 （1）、播放视频并提问：
教师播放一段精心剪辑的生活片段：清晨起床，脚踩地板行走；用力推家里的衣柜却纹丝不动；汽车刹车时轮胎与地面剧烈摩擦发出声响；冰面上行人步履蹒跚甚至滑倒；运动员跑步起跑瞬间蹬地发力……画面定格在“为何有的物体容易滑动，有的难以推动？”这一问题上。
随后提出驱动性问题：“同学们，请回忆刚才的画面——当你用力推一张沉重的桌子却没能推动时，桌子真的不受力吗？如果不受力，它为什么会保持静止？这个‘看不见的力量’到底是什么？”引导学生思考隐藏在静止背后的力学机制。
（2）、组织讨论，激发探究兴趣。
邀请几位同学分享自己的想法。“小明说：‘我觉得是地面太粗糙了，所以推不动。’小红回应：‘可是我穿鞋底光滑的拖鞋走在瓷砖上也会打滑啊，这又是为什么呢？’”教师顺势总结：“看来，这种神秘的力不仅存在于运动之中，也潜藏于静止之间。今天我们就一起揭开它的面纱——走进《摩擦力》的世界。”
接着讲述一个真实故事：“上世纪初，美国工程师弗兰克·惠特尔在研发喷气发动机时曾遇到巨大阻力难题，后来发现并非空气阻力主导，而是内部轴承间的微观摩擦损耗能量惊人。正是对摩擦本质的深入研究，才让现代航空技术得以飞跃。”以此强调摩擦力虽微小却影响深远。
最后引用达·芬奇的名言：“摩擦是一切运动的敌人，也是所有运动的朋友。”设问：“这句话矛盾吗？我们将在接下来的学习中寻找答案。” 1. 观看视频，联系生活经验。
2. 思考教师提出的驱动性问题。
3. 参与课堂讨论，表达个人观点。
4. 明确学习主题，产生探究欲望。
评价任务 表达清晰：☆☆☆
联系实际：☆☆☆
提出疑问：☆☆☆
设计意图 通过多场景视频唤醒学生已有生活经验，制造“推不动却静止”这一认知冲突，激发好奇心；以科学家的真实经历和哲人名言提升课程深度，赋予抽象概念人文色彩，使学生意识到摩擦力不仅是知识点，更是贯穿科技史的关键线索。
概念建构，区分类型
【12分钟】 一、剖析实例，建立静摩擦力概念。 （1）、演示实验：推而未动。
取一块质量适中的木块置于水平长木板上，连接数字式弹簧测力计。缓慢施加水平拉力，观察测力计示数逐渐增大，但木块始终未动。提醒学生注意：“尽管没有位移，但拉力已经存在，说明必然有一个反向的力在平衡它——这就是静摩擦力。”强调静摩擦力发生在两个接触且有相对运动趋势但尚未发生相对运动的物体之间。
进一步追问：“当拉力为2N时静摩擦力是多少？3N呢？若最大能加到8N仍未动，此时静摩擦力又是多少？”引导学生得出结论：静摩擦力大小随外力增大而增大，方向始终与相对运动趋势相反，具有自适应性。
（2）、引入“最大静摩擦力”概念。
继续增加拉力至某一临界值（如9N），木块突然开始滑动。指出：“在即将滑动前的一瞬间，静摩擦力达到了最大值，称为最大静摩擦力fm。”并通过慢动作回放强化这一转折点的印象。
对比滑动后的读数（如稳定在7.5N），提出问题：“为什么启动后反而用更小的力就能维持匀速？这说明什么？”引导学生意识到fm > f滑，为后续难点铺垫。
二、过渡到滑动摩擦力，明确产生条件。 （1）、定义滑动摩擦力。
一旦物体发生相对滑动，接触面间产生的阻碍相对运动的力叫滑动摩擦力。再次拉动木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计稳定示数即为滑动摩擦力大小。强调“匀速”是为了保证拉力等于摩擦力，满足二力平衡条件。
（2）、分析方向特征。
结合课本图示讲解：“无论物体A相对于B向右滑动，还是B向左滑动，只要A与B接触面存在相对运动，滑动摩擦力的方向就一定沿着接触面，且与相对运动方向相反。”举例说明：传送带运送货物时，货物所受摩擦力是动力而非阻力，帮助学生打破“摩擦力一定是阻力”的误区。
（3）、归纳产生条件。
师生共同总结：①两物体直接接触并挤压（有弹力）；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动趋势。三者缺一不可。特别强调“相对”二字的重要性，避免学生误判参考系。 1. 观察实验现象，记录测力计读数。
2. 分析数据，归纳静摩擦力变化规律。
3. 理解最大静摩擦力的概念及特点。
4. 判断滑动摩擦力方向，参与条件总结。
评价任务 现象描述：☆☆☆
规律归纳：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
设计意图 通过可量化演示实验让学生直观感受静摩擦力的“隐形”存在及其动态调节特性；利用临界状态揭示最大静摩擦力，设置悬念；结合典型反例纠正常见错误观念，强化“相对性”思维，帮助学生构建完整、准确的摩擦力分类体系。
实验探究，发现规律
【15分钟】 一、提出问题，设计实验方案。 （1）、设定探究任务。
教师提出核心问题：“滑动摩擦力的大小究竟由哪些因素决定？是否与接触面积有关？与速度快慢有关？还是取决于压力大小？”引导学生大胆猜想。
预设学生回答：“可能跟压得紧不紧有关”“表面越粗糙应该越大”“速度快是不是摩擦更大？”教师逐一记录并肯定其合理性。
（2）、指导控制变量法应用。
明确本次重点探究滑动摩擦力f与正压力FN的关系。解释“正压力”即垂直于接触面的压力，在水平面上等于物体重力与所加砝码总重。强调必须保持接触面材料不变（如均用木-木组合），仅改变压力大小，实现单一变量控制。
二、分组实验，收集数据。 （1）、布置实验任务。
将全班分为6个小组，每组配备一套器材：带挂钩的木块、弹簧测力计、长木板、若干砝码、毛巾覆盖板。要求：①将木块放在木板上，逐次增加砝码改变压力；②每次匀速拉动木块，读取并记录弹簧测力计示数；③重复三次取平均值，填写实验表格。
提供结构化实验记录表：
实验次数 压力FN(N)摩擦力f(N)第一次12.0第二次24.0第三次36.0 平均值
（2）、巡视指导操作细节。
重点关注学生是否做到“匀速拉动”，提醒“视线平视刻度”“避免弹簧与外壳摩擦”“待指针稳定再读数”。对于使用毛巾面的小组，鼓励他们对比相同压力下摩擦力的变化，体会材料差异的影响。
三、数据处理，得出结论。 （1）、绘制f-FN图像。
邀请一组代表上台，在坐标纸上描点作图，横轴为FN，纵轴为f_avg。其他小组同步完成。
观察图像走势，提问：“这些点大致分布在一条什么样的线上？说明f与FN存在何种数学关系？”引导学生发现正比例关系。
（2）、引出动摩擦因数μ。
讲解：“我们将这条直线的斜率定义为动摩擦因数μ，即μ = f / FN。它反映了接触面本身的‘黏滞’程度，只与材料种类和表面状况有关，与接触面积和速度无关。”展示不同材料组合的μ值对照表（如钢-冰0.02，橡胶-混凝土0.7~0.8），拓宽视野。 1. 提出合理猜想，参与方案设计。
2. 分组合作完成实验操作与数据记录。
3. 处理数据，绘制f-FN图像。
4. 分析图像，得出正比关系结论。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据真实：☆☆☆
结论正确：☆☆☆
设计意图 通过自主探究活动落实“做中学”理念，让学生亲历科学发现全过程；采用控制变量法定量研究核心关系，强化科学方法训练；借助图像法直观呈现规律，提升数据处理能力；引入工程常用μ值表增强实用性，体现物理与生活的紧密联系。
深化理解，辨析疑难
【8分钟】 一、破解“相对运动趋势”难题。 （1）、案例分析：斜面上的物体。
出示一道经典例题：“一个木块静止在倾角为θ的斜面上，试分析其所受静摩擦力的方向。”先让学生独立思考，再请一位同学上台画出受力图。
引导步骤：①假设斜面光滑，木块会沿斜面向下滑动→说明实际存在向上阻止下滑的趋势→因此静摩擦力方向沿斜面向上。
强调判断流程：先确定“如果没有摩擦，物体将如何运动”——此即相对运动趋势方向——则静摩擦力方向与其相反。
（2）、动态情境模拟。
播放动画：传送带从静止启动加速，上面的小包起初随传送带一起加速而不打滑。提问：“此时小包所受摩擦力方向如何？是动力还是阻力？”
解析：小包相对于传送带有向后滑动的趋势，故摩擦力向前，正是这个力提供了加速度，成为动力。再次打破“摩擦力必为阻力”的迷思。
二、解释最大静摩擦力略大的原因。 （1）、微观机理简述。
展示两张高倍显微镜下的表面形貌图：看似光滑的金属表面实则凹凸不平。讲解：“当两个物体接触时，微观凸起点发生咬合。静止时咬合更深，需要更大的力才能‘拔开’；一旦滑动起来，咬合点不断断裂重建，平均阻力反而略小。”
（2）、生活应用举例。
“这就是为什么汽车起步时油门要稍大一点，一旦跑起来就可以减小动力；拧瓶盖时一开始最难，松动后就轻松多了。”帮助学生建立宏观现象与微观机制的关联。 1. 分析斜面静摩擦力方向。
2. 判断传送带情景中的摩擦力作用。
3. 理解微观解释，建立物理图景。
4. 联系生活实例，深化概念理解。
评价任务 方向判断：☆☆☆
机制理解：☆☆☆
实例迁移：☆☆☆
设计意图 针对两大难点设计递进式问题链，通过典型例题和动态情境强化方向判断能力；引入微观视角解释宏观差异，提升科学解释水平；用日常经验佐证理论，增强知识的可感性与说服力，促进深层理解。
课堂小结，升华主题
【5分钟】 一、结构化回顾核心知识。 （1）、梳理知识脉络。
带领学生共同构建本节课的知识框架：
摩擦力 → 分类：静摩擦力（有趋势未动，f随F外变，fm最大）与滑动摩擦力（已滑动，f=μN）
→ 方向：沿接触面，与相对运动（趋势）方向相反
→ 大小：滑动摩擦力f=μFN，μ由材料和粗糙度决定
→ 应用：有益（行走、抓握、传动）与有害（磨损、能耗）
（2）、回应导入名言。
回到达·芬奇的话：“摩擦是一切运动的敌人，也是所有运动的朋友。”现在我们明白了——没有摩擦，人无法行走，车不能启停，机器无法传动，它是“朋友”；但同时，它造成机械磨损、消耗能源、降低效率，又是“敌人”。
正如古人云：“天下皆知美之为美，斯恶已；皆知善之为善，斯不善已。”事物总有两面性。关键在于我们能否科学认识它、合理利用它、有效控制它。
展望未来：“下节课我们将学习如何在复杂情境中综合运用三种接触力进行受力分析，解决真实的动力学问题。希望你们带着今天的收获，继续探索力的世界。” 1. 跟随教师梳理知识结构。
2. 理解摩擦力的双重属性。
3. 回顾导入问题，获得认知闭环。
4. 明确后续学习方向。
评价任务 知识整合：☆☆☆
哲理领悟：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 采用结构化方式系统总结，帮助学生形成清晰的知识网络；首尾呼应，用哲学视角升华主题，培养学生辩证看待物理现象的能力；以激励性语言结束，既肯定当下成果，又点燃对未来学习的热情，实现情感态度的双重提升。
作业设计
一、基础巩固
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到滑动摩擦力。（ ）
（2）摩擦力的方向总是与物体运动方向相反。（ ）
（3）静止的物体不可能受到滑动摩擦力。（ ）
（4）滑动摩擦力的大小与接触面积无关。（ ）
2. 一个重50N的物体放在水平桌面上，用10N的水平拉力未能拉动它，此时物体所受静摩擦力大小为______N；当拉力增至15N时物体恰能匀速滑动，则滑动摩擦力为______N，动摩擦因数μ=______。
二、能力提升
3. 如图所示，A物体叠放在B物体之上，B置于水平地面。现用水平力F拉B，使A、B一起向右做匀速直线运动。请画出A物体的受力示意图，并标出各力名称。
（提示：A与B之间、B与地面之间均有摩擦）
三、实践拓展
4. 设计一个小实验：如何利用身边的物品（如书本、橡皮、尺子等）粗略比较不同表面（桌面、毛巾、玻璃）的动摩擦因数大小？写出实验步骤和判断依据。
【答案解析】
一、基础巩固
1. （1）× 改正：只要发生相对滑动，无论整体是否运动都受滑动摩擦力。
（2）× 改正：摩擦力方向与相对运动（趋势）方向相反，不一定与运动方向相反。
（3）× 改正：静止的物体可以受到另一运动物体施加的滑动摩擦力，如传送带上的箱子。
（4）√
2. 10N；15N；0.3
二、能力提升
A物体受力：竖直向下重力GA，竖直向上支持力NAB，水平向右静摩擦力fAB（提供A的加速度）。
注：因A匀速运动，合力为零，故fAB存在且向右。
板书设计
摩擦力
├─ 定义：相互接触的物体间阻碍相对运动（趋势）的力
├─ 分类：
│ ├─ 静摩擦力
│ │ ├─ 条件：接触、挤压、粗糙、有相对运动趋势
│ │ ├─ 特点：0 ≤ f ≤ fm，方向与趋势相反
│ │ └─ fm ≈ μsFN（静摩擦因数）
│ └─ 滑动摩擦力
│ ├─ 条件：已发生相对滑动
│ ├─ 大小：f = μFN（μ为动摩擦因数）
│ └─ 方向：与相对运动方向相反
├─ 决定因素：
│ ├─ 材料性质
│ ├─ 表面粗糙程度
│ └─ 正压力（仅影响大小，不影响μ）
└─ 应用：
├─ 有益：行走、抓握、制动、传动
└─ 有害：磨损、发热、能耗
【中间配简笔画：左侧为推箱子未动（标f静），右侧为匀速拉动（标f滑=μN）】
教学反思
成功之处
1. 以“推而未动”的真实困境切入，有效激发学生探究动机，整节课围绕核心问题层层推进，逻辑清晰。
2. 实验设计突出学生主体地位，通过亲手操作、绘图分析，切实提升了科学探究能力，多数小组能准确得出正比关系。
3. 引入微观解释和哲学思辨，使课堂不止于知识传授，更渗透科学本质与人文关怀，学生反馈积极。
不足之处
1. 实验环节时间略紧，部分小组未能充分讨论误差来源，如未完全匀速拉动导致数据波动。
2. 对“相对运动趋势”的判断仍有个别学生混淆，需在下一课时通过更多变式训练加以巩固。
3. 板书中可增加f-t图像对比静摩擦与滑动摩擦的变化过程，视觉化呈现会更直观。