《静摩擦力》创新教学设计
创新是教育的灵魂。
一、理论指导
1、物理学是以实验为基础的科学。物理实验可以给学生带来直觉兴趣、操作兴趣和探索兴趣。加强实验教学，给学生提供更多亲自动手操作的机会，有助于培养学生的科研意识、动手操作能力、观察能力、独立解决问题的能力，培养学生实事求是的科学态度和创新意识。
2、“动口不会动手，动手不会创造”，这是传统教育带来的弊端。“听一遍不如看一遍，看一遍不如做一遍”。懂创造必须先学会探索。学生在“多动手”的前提下，磨练“会探索”，在“会探索”的基础上才能进入“懂创造”。我们可以让学生利用手边的工具进行探索性实验，学生通过自己动手获取知识，变“老师教授知识”为“学生自己动脑又动手获取知识”，变“学生被动接受”为“学生主动探索”，探索式实验激发了学生的求知欲与创造力。
3、在物理教学中进行创新教育，要求教师在教学中应自始至终贯穿学法指导，使学生学会学习，从而达到“授之以渔”的教学目的。它具有以下特性：主体性：学生是物理教育活动中的主体，物理教育要给学生创设宽松和谐的环境，给他们一个大自由度的空间，让学生主动学习；创新性：在物理创新教育下，学生在学习物理知识的同时，还学习到物理科学家们高尚的创造心理、可贵的创造思维和智慧的创造技法。
二、教材分析
高中物理的难点在于受力分析，受力分析的难点在于摩擦力的分析。摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。而摩擦力中的静摩擦力是难点，尤其是静摩擦力方向的判断。因此在教学过程中应该多与实际相联系，通过许多小实验让学生自己体验，并结合手中的器材，研究静摩擦力的方向问题。对于静摩擦力的大小我们可以采用探究的办法。以静摩擦力与哪些因素有关为起点，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨静摩擦力与压力、接触面大小及接触面面粗糙程度的关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。同时，这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点。注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的静摩擦现象。
三、学情及目标分析
学生在初中的《力和机械》一章已经学习了摩擦力的基本知识，但还不会具体的计算。会分析简单的现象，但不深入。另外，通过前面几章的学习，学生基本适应了高中的学习方式，以及初步具备了探究和设计探究实验的能力。根据以上情况，我设计教学目标和重难点如下：
1、知识与技能
·知道静摩擦力产生的条件
·会判断静摩擦力的方向
·知道静摩擦力的变化范围及其最大值
·知道影响最大静摩擦力大小因素
2、过程与方法
·培养学生利用物理语言分析、思考、描述静摩擦力的概念和规律的能力
·培养学生的实验探究能力，学会在实验中控制变量和控制实验条件
·通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力
3、情感、态度与价值观
·培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理
·从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度和科学精神
·能与同学互相协作、友好相处。
分析：首先、本案例设计中所确定的学习目标包括了知识与技能、过程与方法及情感态度与价值观三个方面，也就是新课程所讲的课堂教学三维具体目标。这比传统课堂教学目标只关注基础知识与基本技能，即所谓的“双基”有了重大的突破。其次、学习目标是指“学生在教师的引导、支持和促进下并通过自己积极、主动、自主和创造性的学习能够达成和检测的目标。”因此学习目标所用的动词具有针对性和可操作性。总之，本堂课的学习目标的确定具体体现了“以学生的学习为本、以学生的发展为本”的新课堂教学设计理念。
四、重点和难点
1、重点
·静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断
·静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念
2、难点：
·静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断
·静摩擦力大小的简单计算
五、实验器材准备
教师用：自制摩擦力演示仪器、弹簧秤、木块、刷子、长木板、电动小车等
学生用：木块、弹簧秤、地毯、棉布、吹塑纸、记录单等。
六、教学流程
1、视频引入，实验配合、→激发兴趣；生活中的摩擦力→各种滑倒的姿势。
[师]看完这么多精彩的滑倒瞬间，我有一个问题：这么多人为什么滑倒了？
[生]接触面太滑了。
[师]我们在初中学过，两个相互接触的物体，有相对运动时，相互之间产生彼此阻碍对方的作用，我们把这个作用称之为摩擦力。
分析：滑倒是一种常见的现象，学生熟知，但很少有人去注意它为什么会滑倒，所以提出问题，引起思维的撞击，激发学生求知欲，引导学生主动去探究。
2、演示（1）手持一个杯子。
（做法：可以手持杯子悬于一个同学上方，该同学躲闪）
[师]你为什么要躲闪？
[生]我怕它掉下来砸我。
[师]可它并没有掉下来。
[生]它有可能掉下来。
[师]因为在竖直方向，它受到重力，也就是它有掉下来的想法，但并没有掉下来，说明手和杯子之间存在着一种作用，这个作用是阻碍杯子掉下来。
演示（2）弹簧称有读数，但木块不动。（学生自己动手做实验）
[师]提出以下问题：
①若你做的实验是如图示，那么在你拉动弹簧时，物体想要向哪里运动？
②物体没有运动的原因是什么？
③如果没有地面的阻碍作用，物体相对于地面还能静止吗？
[师]我们把实验（1）中手对杯子的阻碍作用，实验（2）中地面对木块的阻碍作用称之为静摩擦力。
3、静摩擦力产生的条件。
演示（3）手握杯子。
[师]提出出以下问题：
①将杯子放在桌面上时，手与杯子之间有静摩擦力吗？→物体间相互接触
②如果杯子表面是光滑的，会有静摩擦力吗？→接触面粗糙
③手持杯子观察杯口，杯口原来是圆的，为什么现在是扁的？→物体之间存在弹力
④如果你放手后，杯子向哪里运动，为什么没动？→物体之间存在相对运动趋势
投影：静摩擦力产生条件：
条件：①物体相互接触；②物体之间存在弹力；③接触面粗糙；④两物体之间有相对运动趋势。
[师]根据上面的条件，我们概括一下静摩擦力的概念：
两个相对静止的物体，当它们有相对运动趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动的力，叫静摩擦力。
思考一：相对静止≠静止（手持杯在空中子运动）
思考二：阻碍相对运动≠阻碍运动（手持杯子向上运动、电动车的演示）
思考三：相对运动趋势（电动车与纸之间的关系）
4、引导学生讨论交流、探究静摩擦力的三个要素。
（1）作用点：在接触面上，在受力物体上。
（2）方向：总跟接触面相切，并且与物体相对运动趋势的方向相反。
（学生实验（1）：将手中放一本书，倾斜、再倾斜，问此时的方向）
（学生实验（2）：手持杯子保持静止、二力平衡）
演示（4）：毛刷、扫帚实验，直观地显示静摩擦力的方向，效果良好。
（3）静摩擦力方向的判断方法。
①假如“光滑”法（又称解除法）：可假设接触面是光滑的，看物体间是否会发生相对运动。
②状态分析法：根据运动状态，运用平衡条件或牛顿定律来判断。
（从物体受其他力和物体的运动状态（加速度）来判断的）以后拓展用。
?（静摩擦力是本节课学习的难点,虽有以上的毛刷实验来帮助学生正确认识静摩擦力的方向,但在实际解题过程中,判断静摩擦力的存在和方向是学生遇到的普遍难题.在此可以介绍假设法。）
分析：学生通过观察和体验，得到：静摩擦力总是阻碍物体相对运动趋势。再由师生共同讨论静摩擦力方向，并在教学过程中采用了实验、观察、推理、分析、归纳等科学方法。
（4）大小。
[师]提出以下问题
①力用什么来测量？→弹簧称
②采用什么物理规律？依据是什么？→转换法、二力平衡
学生演示（3）杯子里逐渐加水。[师]提出以下问题：
①杯子所受的静摩擦力如何变化？你的依据是什么？→逐渐增大、二力平衡
②当杯中水一定时，用力握杯子，杯子所受静摩擦力如何变？为什么？→不变、静摩擦力与压力无关
演示（6）自制教学仪器。
教师演示，学生观察记录数据。（如下）
?
次序
测力计读数（N）
摩擦力的大小（N）
1
0.5
静摩擦力F1
0.5
2
1.0
静摩擦力F2
1.0
3
1.5
静摩擦力F3
1.5
4
2.0
静摩擦力F4
2.0
5
2.5
最大静摩擦力Fmax
2.5
6
2
静摩擦力F5
2
7
2
静摩擦力F6
2
表格数据分析：表面分析、excel分析。
结论：（1）静摩擦力无确定大小（是一个被动力），数值上等于运动趋势方向的外力。与压力无关。
（2）静摩擦力有一个限度，当外力逐渐增大到一定数值时，物体开始运动。此瞬间的拉力大小我们称之为最大静摩擦力。?。最大静摩擦力与压力、粗糙程度有关。
教师提出问题：
问题（1）：最大静摩擦力的大小如何确定呢？（由实验装置看）
问题（2）：最大静摩擦力与哪些因素有关呢？
讨论分析：
①可能和接触面的粗糙程度有关？→有关
②可能和两物体之间的压力有关？→有关
③可能和接触面的大小有关？→无关
学生分组实验：请同学们自己动手实验并得出规律。
学生实验：四人一组，设计实验，理论依据。
分析：①教师在各小组成员对以上探究的课题进行猜想、设计方案以及进行实验等阶段中进行及时 地巡视和引导，必要时进行指导，还要和学生一起交流、共同评价，以体现新课程对教师在教学过程中的定位---“教师是学习内容的组织者、引导者和促进者”。②关于科学探究的程序、如何控制变量、规范操作等问题还是有必要让学生注意，因为在高中这是第一次实验探究，必须让学生养成良好的实验习惯，当然重点还是放在探究方案的设计与完善上，以初步培养学生的实验设计能力、创新能力和合作能力。③要求每小组将自己的探究过程、注意事项、成果及存在问题写成实验报告并向全班汇报，目的有二：一是设计的实验方案一定要科学，这是科学实验探究的基础；二是通过相互交流，发现其它小组设计的优点和缺点，可强化学生的发散思维，这是创新思维和创新能力培养的前提。
5．前后呼应，巩固应用。
（1）判断所受静摩擦力的方向。
一辆汽车在平直的公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受静摩擦力的方向。
①汽车由静止开始前进时（木箱和车无相对滑动）
②汽车匀速前进时（二者无相对滑动）
③汽车有运动到停止时（木箱和车无相对滑动）
（2）物体静止在水平面上，求以下几种情况下，物体所受地面的静摩擦力是多少
甲中：拉力F=4N，此时地面给物体的静摩擦力是多少？方向如何？
乙中：拉力F=4N，FT=10N，此时地面给物体的静摩擦力是多少？方向如何？
（3）拓展研究：
①行走中的人所受摩擦力的判断。（静摩擦力，方向向前）
③自行车运动却脚未蹬时前后轮所受力情况、自行车在推动过程中前后轮的受力情况。（后轮驱动）
③后轮驱动的汽车前后轮所受摩擦力的情况。（后轮向前，前轮向后）
（4）静摩擦的应用
①小毛驴走不动了，我们如何去帮它？
②汽车的轮胎做的很粗糙，为什么？
【教学后反思】
该教学环节共分五步：提出问题，启发猜想→引导设计实验方案→实验展示→分析论证，归纳结论→交流与合作。整节课有以下特点：
1．打破了陈旧的课堂教学模式，课堂教学充满了生机和活力。
以新课程理念为指导，运用探究式的教学法，把学生推向教学的舞台，教学中，通过引导学生讨论、交流、合作，营造了积极的课堂环境，形成了浓厚的课堂氛围，学生在这种和谐的充满活力的课堂环境中，自主参与课堂教学，思维和动手能力得以发展，潜能得到充分挖掘，知识掌握更为牢固。
2．学生成为学习的主人，学生的多种能力得到培养。
“学生为主体，教师为主导”的教学原则在本节课中得到很好的体现。教师不再是知识的传授者，而是学生学习的指导者、帮助者和促进者。在教师的引导下，学生在探究中通过自己设计的实验方案，相互讨论、合作交流，经历了物理探究的美妙过程，学习了探究的方法，兴趣和自信心得到满足的同时，培养了自己的探索精神、实践能力、创新意识、收集并处理信息等多方面的能力以及大胆想象、尊重事实、与他人合作的科学态度和科学精神。
3．重视科学方法教育和物理与实际生活的结合，渗透新课程教育理念。
实验方案不是由教师设计，而是由学生讨论完成。尽管实际教学中学生难以一下子设计完整而严密的实验方案，但可在讨论中不断的补充、完善。这样，一方面提高了学生对物理学科的学习兴趣，另一方面还在设计中接受了诸如控制变量法、转换法、数学方法等重要的科学方法的教育；同时教学中由实际问题导入→理论探究→解决实际问题的研究过程，符合学生的认知规律，且与实际生活紧密联系，体现了物理学科“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念。
板书设计：第三节静摩擦力（第一课时）
1、概念：
2、产生的条件：
3、静摩擦力的三要素：
（1）作用点：在接触面上
（2）方向：与接触面相切，且与运动趋势方向相反→判断方法：假设法、平衡法
（3）大小：
①可变的，被动的
②有一个范围：
③图象问题。
4、归纳提升、应用拓展
课件22张PPT。
第三章 相互作用 第3节 摩擦力
第3节 摩擦力生活因笑而精彩，生活因摩擦而存在！
第3节 摩擦力[轻拉木块不动] 拉动弹簧称时，木块想要向哪个方向运动？
木块没有运动的原因是什么？
如果没有阻碍作用，木块还能相对于地面静止吗？静摩擦力阻碍作用
第3节 摩擦力[手持杯子不动] 将杯子放在桌面上时，手与杯子之间会有静摩擦力吗？
如果杯子表面是光滑的，手与杯子之间会有静摩擦力吗？
手持杯子观察杯口，杯口形状是否发生了变化，为什么？
如果你放手后，杯子将要向哪里运动，为什么？
第3节 摩擦力 两物体相互接触
接触面不光滑
两物体间有弹力
两物体间有相对运动趋势1、静摩擦力产生的条件2、静摩擦力的概念 概念： 两个相对静止的物体，当它们有相对运动趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动的力，叫静摩擦力。思考1：如何理解静摩擦力中的“相对静止”字？思考2：如何理解静摩擦力定义中的“相对运动趋势” ？思考3：阻碍“相对运动” 与阻碍“运动”一样吗？
第3节 摩擦力3、静摩擦力的方向 与接触面相切，跟物体相对运动趋势方向相反。判断方法：假如“光滑”法状态分析法
第3节 摩擦力[手持杯子逐渐加水] 杯子里逐渐加水时，杯子所受静摩擦力如何变化？你的依据是？
当杯中水一定时，加大手的握力，杯子所受静摩擦变吗？为什么？
欲使杯子和手保持相对静止，杯中的水是否可以无限增加，为什么？
第3节 摩擦力物体间相对运动物体间相对静止4、静摩擦力的大小 静摩擦力无确定大小(被动力)，数值上等于运动趋势方向的外力。
静摩擦力的增大有一个限度，最大静摩擦力在数值上等于物体刚刚开始发生相对运动时的外力。思考4：静摩擦力与“压力”有关吗？思考5：最大静摩擦力与哪些因素有关？正压力、材料、接触面的粗糙程度
第3节 摩擦力（1）简单计算静摩擦力的大小。5、巩固练习 如图，物体与地面保持相对静止，求以下几种情况下，物体所受地面的静摩擦力是多少？
甲图中拉力F=4N，此时地面给物体的静摩擦力是多少？方向如何？
乙图中，拉力F1=4N，F2=10N，此时地面给物体的静摩擦力是多少？方向如何？甲乙
第3节 摩擦力（2）判断静摩擦力的方向。5、巩固练习 一辆汽车在平直公路上行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受静摩擦力的方向。
汽车由静止开始前进时（木箱和车无相对滑动）
汽车匀速前进时（木箱和车无相对滑动）
汽车由运动到停止时（木箱和车无相对滑动）
第3节 摩擦力6、静摩擦力有无的判断FFvvMMMMMFM（1）假设法
（2）抹油法
第3节 摩擦力[静摩擦力的应用] 静摩擦力大小与“正压力”有关吗？ 运动的物体能不能受“静摩擦力”的作用。
静摩擦力是“动力还是阻力？”链接 以下说法正确的是（ ）
A.静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同
C.静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直
D.静止的物体所受的静摩擦力一定为零AC
第3节 摩擦力[静摩擦力的应用] 用手握住一瓶油（竖直），下列说法中正确的是（ ）
A.瓶中的油越多，手必须握的越紧
B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C.不管手握的多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的
D.以上说法都正确ACABCFv 图1为连个物体一起向右匀速运动，则A、B之间有摩擦吗？
图2中若在F=10N的作用下三个物体均静止，判断摩擦力？AB
第3节 摩擦力[静摩擦力的应用] 静摩擦力大小与“正压力”有关吗？ 运动的物体能不能受“静摩擦力”的作用。
静摩擦力是“动力还是阻力？”。 以下说法正确的是（ ）
A.静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同
C.静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直
D.静止的物体所受的静摩擦力一定为零AC
第3节 摩擦力 两物体相互接触
接触面不光滑
两物体间有弹力
两物体间有相对运动1、滑动摩擦力产生的条件2、滑动摩擦力的概念 概念： 当物体在另一个物体表面上滑动时受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力。思考1：如何理解滑动摩擦力中的“相对运动”？思考2：如何理的“阻碍” ，滑动摩擦力一定是阻力吗？思考3：受滑动摩擦力的物体一定“运动” 吗？
第3节 摩擦力3、滑动摩擦力的方向 与接触面相切，跟物体相对运动方向相反。（1）不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来。（2）滑动摩擦力的方向可以与运动方向相反，也可以与运动方向相同。（3）滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力。
第3节 摩擦力4、滑动摩擦力的大小（1）μ为滑动摩擦力因数，它只与相互接触的两个物体的材料，接触面得粗糙程度，是一个没有单位的量。 高中阶段μ <1。（2）FN为两个物体表面间的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。 大小：滑动摩擦力跟正压力成正比，即：
第3节 摩擦力4、滑动摩擦力的大小（1）μ为滑动摩擦力因数，它只与相互接触的两个物体的材料，接触面得粗糙程度，是一个没有单位的量。 高中阶段μ <1。（2）FN为两个物体表面间的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。 大小：滑动摩擦力跟正压力成正比，即：（3）注意点：
1）滑动摩擦力与接触面的大小无关。
第3节 摩擦力4、滑动摩擦力的大小（1）μ为滑动摩擦力因数，它只与相互接触的两个物体的材料，接触面得粗糙程度，是一个没有单位的量。 高中阶段μ <1。（2）FN为两个物体表面间的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。 大小：滑动摩擦力跟正压力成正比，即：（3）注意点：
2）滑动摩擦力与相对运动方向的外力无关。
第3节 摩擦力（1）物体M的质量为1.0kg，M与P之间的动摩擦因数为0.2，物体在力F的作用下向右运动，则M受到桌面与之的摩擦力是多少？若在上面再加以个质量为1.0kg的物体，则M受到桌面与之的摩擦力是多少？
5、巩固练习MPF
第3节 摩擦力（2）如图所示，已知：物体P受到的最大静摩擦力Ffm=3N、P与水平桌面的动摩擦因数μ=0.2、P重GP=14N，现在P上加上水平拉力F。求：当F分别为下列值时，P受到的摩擦力分别为多少？
1）F=1N时
2）F=2N和F=2.9N时
3）F=4N和F=6N时
4）F=0N时
5、巩固练习PF
第3节 摩擦力（4）如图示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持静止，已知物体与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦等于滑动摩擦力，求：
（1）物体所受的摩擦力大小和方向；
（2）当只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；
（3）若撤去的力部是F1而是F2，则物体受到的摩擦力大小和方向又如何？
5、巩固练习F2F1
