8.3摩擦力（教学设计）初中物理人教版（2024）八下

人教版八年级物理（下册）第八章 运动和力
第3节 摩擦力（教学设计）
课题 8.3 摩擦力
教材分析 本节内容由“摩擦力”和“摩擦力的利用和防止”两部分内容，是本学期研究的第三种力。课本的设计是通过让学生经历感知、描述、测量和分析等认识摩擦力的过程，在二力平衡的基础上掌握如何测量滑动摩擦力，探究了影响滑动摩擦力大小的因素，提升了实验技能，深化了力的概念。
教学目标 物理观念：知道摩擦力的概念及摩擦现象，会分辨滑动摩擦、滚动摩擦；会用弹簧测力计测量滑动摩擦力；知道有益摩擦和有害摩擦，增大有益摩擦、减小有害摩擦的方法。 物理思维：体会怎样进行科学猜想与假设，理解在研究多因素问题中怎样运用“控制变量”的方法；结合生活实际，分析增大和减小摩擦力的方法。 科学探究：通过参与经历探究滑动摩擦力影响因素的过程，让学生学会制定简单的科学探究计划，能利用表格的形式收集实验数据。 科学态度与责任：通过观察和实验，使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想，培养学生实事求是地进行实验的科学态度以及与他人交流与合作的精神；通过看“传送带”“气垫船”“磁悬浮列车”了解摩擦力在生产、生活中的应用。
教学重难点 教学重点：摩擦力的概念及探究影响滑动摩擦力大小的因素 教学难点：探究影响滑动摩擦力大小的因素
教学方法 小组合作学习、实验探究、集体共学、独立学习
教学准备 弹簧测力计、木块、木板、砝码、毛巾、多媒体课件
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
创设情境，导入新课 播放图片，引导学生思考以下几个问题： 泥坑中的汽车为什么不容易出来？ 为什么我们能够握住杯子？ 拔河比赛胜利的关键是什么？ 学生交流，发表意见，教师小结，引出今天的课题——摩擦力 合作探究，推进新课 学习任务一：建立摩擦力的概念 动手做一做： 1．手平放在桌面上，用力推或拉，使手在桌面上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力。 2．手平放在桌面上，用力推或拉，但保持手不动，感受有没有一个阻碍手运动的力。 3．手平放在桌面上，保持手不动，也不用力推或拉，感受有没有一个阻碍手运动的力。 请同学回答：放在桌面上的手有没有受到桌面施加给手的力？这个力是什么样的？（学生基本都能回答出“摩擦力”） 提出问题：摩擦力的作用点在哪？摩擦力的方向又是怎样呢？ 学生小组讨论回答，其他小组补充，教师最后小结。 【小结】 1.摩擦力的产生：两个互相接触的物体，当它们发生或将要发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或者运动趋势的力，叫做摩擦力，常用字母f表示。 组织学生讨论摩擦力的定义，并指出定义中的重点词，如“相对运动”“阻碍”等，指出产生摩擦力的条件、位置、方向、作用。 2.摩擦力产生的条件：a.两个物体接触且相互挤压；b.有相对运动或相对运动趋势；c.接触面粗糙 3.摩擦力的方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反 4.摩擦力的分类：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力 【及时反馈1】 1. 判断下列物体间的摩擦属于哪一类摩擦 当用铅笔写字时，笔尖与纸面之间是_____摩擦，手与铅笔之间是_____摩擦。 汽车正常行驶时，前轮与地面之间是_____摩擦 圆珠笔写字时，笔尖与纸之间是_____摩擦 人走路时，鞋子与地面之间是_____摩擦 用转笔刀削铅笔时，笔刀与铅笔之间是______摩擦 【答案】滑动、静、滚动、滚动、静、滑动 2. 下列几种情况中物体间没有摩擦力的是（ ） A. 放在水平地面上静止的物体跟水平面之间 B. 放在斜面上静止的物体跟斜面之间 C. 沿斜面滑下的物体跟斜面之间 D. 啤酒瓶被握在手中，瓶口朝上 【答案】A 学习任务二：探究：探究影响滑动摩擦力大小的因素 力都是有大小的，那怎样测量滑动摩擦力的大小？ 指导学生阅读课本P23有关内容，学习测量滑动摩擦力的方法。 学生分小组讨论,教师指点：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。 技巧：拉动木块时,木块必须做匀速直线运动,这时拉力才等于摩擦力。 【过渡】由生活经验我们知道：当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。 我们会猜测：滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度……有关。 【提出问题】滑动摩擦力的大小可能与哪些因素有关呢？ 【作出猜想】影响滑动摩擦力的因素可能有①接触面所受的压力；②接触面的粗糙程度；③接触面的面积大小…… 【实验器材】弹簧测力计、带挂钩的木块、砝码、毛巾、棉布、长木板 【实验设计】每次只改变可能影响滑动摩擦力大小因素中的一个，其他因素保持不变，测出滑动摩擦力大小并记录。 思考：1、怎样改变木块的压力大小？2、怎样改变接触面的粗糙程度？ 根据实验设计步骤，设计数据记录表格 【进行实验】学生进行分组实验，记录实验结果，教师巡视，指导。 【分析归纳】 各小组根据自己的实验数据，思考摩擦力的大小跟接触面所受压力的大小、跟接触面的粗糙程度、接触面的面积的大小、物体的速度大小有什么关系？ 交流总结出结论，并进行分享。 【得出结论】 1．接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关； （当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大） 2．接触面受到的压力一定时，滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关；（接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大） 3．滑动摩擦力与运动速度、接触面积无关。 4．本实验采用了控制变量法和转换法。 【交流与评估】 通过实验，回想该实验的操作过程，你认为该设计有什么不足？如何改进？ 不足：⑴很难控制木块作匀速直线运动；⑵测力计在运动，不方便读数。 改进： 此时木块相对于弹簧测力计是静止的，处于平衡状态，受平衡力。不需要让木板做匀速直线运动。 【及时反馈2】 3、如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验情景。 （1）用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做 　 　运动，此时弹簧测力计示数的大小等于滑动摩擦力的大小。若木块在运动过程中受到的水平拉力突然变大，则滑动摩擦力 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）通过图甲、乙两实验，可以探究滑动摩擦力的大小与 　 　是否有关；通过图 　 　两实验，可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关。 （3）某同学比较图甲、丁两实验，发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数，便得出了结论“滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关”，这个结论是 　 　（选填“正确”或“错误”）的。 【解答】解：（1）实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，根据二力平衡条件可知，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；若木块在运动过程中拉力突然变大，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力的大小也不变； （2）比较图甲、乙两实验，控制压力大小不相同，接触面的粗糙程度相同，可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关；探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关时，需要控制压力相同，接触面的粗糙程度不同，故需要比较图乙、丙两实验； （3）研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，要控制压力和接触面粗糙程度相同，由图甲、丁所示实验可知，压力的大小不同，由于没有控制压力不变，所以他的结论是错误的。 故答案为：（1）匀速直线；不变；（2）压力大小；乙、丙；（3）错误。 学习任务三：摩擦力的利用和防止 【过渡】刚才同学们认识了摩擦力，并从探究活动中知道了影响滑动摩擦力大小的因素。我们也发现生活中好多地方都存在摩擦力，那么摩擦力对我们到底是有害的还是有利的呢？请同学们结合影响滑动摩擦大小的两个因素，思考如何增大有利摩擦和如何减小有害摩擦？ 学生讨论交流，分享成果，教师点评，归纳小结。 【小结】 1、增大摩擦力的方法： （1）增大接触面粗糙程度；（2）增大压力；（3）变滚动为滑动。 2、减小摩擦力的方法： （1）减少压力； （2）减小接触面的粗糙程度； （3）变滑动为滚动； （4）使两个接触面彼此分离：a.加润滑油； b.气垫船和磁悬浮式列车 【及时反馈3】 4．小君同学搜集了一些日常生活中增大减小摩擦的事例，其中增大摩擦的例子是（　　） A．轮胎、鞋底的花纹 B．磁浮列车与轨道不接触 C．穿轮滑滑旱冰 D．滚珠轴承的使用 【解答】解：A、汽车轮胎上有花纹是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A符合题意； B、磁浮列车与轨道不接触是使接触面脱离来减小摩擦力，故B不合题意； C、穿旱冰鞋滑旱冰是用滚动代替滑动来减小摩擦力，故C不合题意； D、滚珠轴承的使用是用滚动代替滑动来减小摩擦力，故D不合题意。 故选：A。 回忆课堂，进行小结 结合板书，进行本节课小结，最后进行课堂检测 学生思考并讨论 自主探究，体验摩擦力 认真实验并总结出结论 学生根据自己的生活经验回答问题 做笔记 练习并解析 阅读教材，小组讨论，归纳答案，上台展示 结合生活经验说出猜想 在猜想的基础上设计实验 组内分工，进行实验 分析归纳，展示结论 生活现象中找到物理知识，进入物理课堂 切身体会，让学生切身体会摩擦力 锻炼学生的自学能力，提升学生的分析归纳能力 学生学会制定简单的科学探究计划，能利用表格的形式收集实验数据 增强与他人合作的能力
课堂检测 1．如图，木块沿粗糙斜面下滑，请画出木块受到重力和摩擦力的示意图。 【解答】解：木块所受重力的方向竖直向下；木块正在下滑，则受到的摩擦力的方向平行于斜面向上，作用点都画在木块的重心上；据此画出重力G与滑动摩擦力f的示意图，如图所示。 2．在图中画出沿斜面向上滑行的物块受到的摩擦力f的示意图。 【解答】解：物块沿斜面向上滑，则受到的摩擦力平行于斜面向上，从物块重心画带箭头线段，方向平行于斜面向下，为物块受到的摩擦力f。如图所示： 3．下列选项中，属于滚动摩擦的是（　　） A．花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦 B．用圆珠笔笔写字时，笔尖与纸的摩擦 C．自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦 D．人走路时，鞋底与地面之间的摩擦 【解答】解：A、滑冰时冰刀与冰面之间的摩擦是滑动摩擦，故A错误。 B、用圆珠笔写字时，笔头与纸之间的摩擦是滚动摩擦，故B正确。 C、自行车刹车时，闸皮与钢圈之间的摩擦是滑动摩擦；故C错误。 D、走路时鞋底与地面间的是静摩擦；故D错误。 故选：B。 4．假如没有摩擦，下列现象不可能发生的是（　　） A．地面上滚动的球、行驶的车辆很难停下来 B．手拿不住笔写字 C．用吹灰之力就可以将火车沿铁轨推动 D．人可以在地面上行走如飞 【解答】解：A、地面上滚动的球、行驶的车辆靠它与地面间的摩擦停下来，若没有摩擦，足球将很难停下来；故不符题意； B、写字时，手和笔之间有摩擦，我们才能拿住笔；故不符题意； C、由于火车与铁轨之间没有了摩擦，故一阵微风（即很小的力）就可以推动铁轨上的火车；故不符合题意； D、人走路依靠的就是脚与地面的摩擦力，如果没有摩擦力，人便无法走路；故符合题意； 故选：D。 5．生活中蕴含着很多摩擦力的知识，下列情形为了减小摩擦的是（　　） A．骑自行车时用力捏刹车闸 B．运动鞋底部有凹凸不平的花纹 C．淋浴室放有防滑垫 D．机器轴承加润滑油 【解答】解：A．刹车时用力捏自行车车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故A不符合题意； B．运动鞋底部有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B不符合题意； C．淋浴室放有防滑垫，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C不符合题意； D．机器轴承加润滑油，是通过使接触面分离来减小摩擦力，故D符合题意。 故选：D。 6．小明用木块、木板、毛巾、玻璃板、砝码、弹簧测力计等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。 （1）实验过程中，应用弹簧测力计水平拉着木块做 　 　运动，则木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。 （2）实验过程如图所示（木块均做匀速直线运动），其中F5＜F1＜F4＜F2＜F3。 ①相比甲实验，乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大 　 　的压力（选填“砝码对木块”“木块对木板”或“木板对桌面”）。对比甲、乙、丙三次实验可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力 　 　。 ②对比甲、丁、戊三次实验可知：压力相同时，　 　，滑动摩擦力越大。 （3）要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关，需要保持 　 　和 　 　不变，只改变 　 　。 （4）本实验主要运用的研究方法是 　 　。 【解答】解：（1）实验过程中，应用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动，根据二力平衡原理，则木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数； （2）①本实验中物体对支持面的压力大小等于物体的重力大小，相比甲实验，乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大木块对木板的压力大小；对比甲、乙、丙三次实验，因F1＜F2＜F3，可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大； ②已知F5＜F1＜F4，对比甲、丁、戊三次实验可知：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； （3）要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关，需要保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，只改变速度大小； （4）本实验主要运用的研究方法是控制变量法。 故答案为：（1）匀速直线；（2）①木块对木板；越大；②接触面越粗糙；（3）压力大小；接触面的粗糙程度；速度大小；（4）控制变量法。
板书设计 8.3摩擦力
教学反思 摩擦力是日常生活中常见的一种力，利用日常生活中的具体事例来引入新课，以激发学生的学习欲望，体现了从生活走向物理的教学思想。“在探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程。