《摩擦力》教学设计
第三章 相互作用
第三节 摩擦力
一、基本说明
1．教学内容所属模块： 高中物理必修一
2．年级： 高一
3．所用教材出版单位： 人民教育出版社
4．所属的章节：第三章 第三节
5．学时数： 45分钟
二、教学设计
1、教学目标：
①通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力。
②知道滑动摩擦力概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向。
③会运用公式计算滑动摩擦力的大小。
④会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向。
⑤知道生产和活动中增大摩擦和减小摩擦的实例，有将物理知识应用于生产和生活的意识。
2、内容分析：
本节教材在处理摩擦力的内容上有所调整，从静摩擦力入手，然后介绍滑动摩擦力。这样处理是从学生的认知规律和实验现象发生的先后顺序考虑的。
3、学情分析：
学生在本节学习的过程中最难把握的是“相对运动趋势”，因此对静摩擦力的有无及静摩擦力的方向的判断是个难点。
4、设计思路：
教学中首先让学生理解相对静止的两个物体之间，也可能产生摩擦力，然后通过教科书的演示实验，运用学生已有的二力平衡的知识来讲述什么是静摩擦力，以及静摩擦力的大小和方向。
滑动摩擦力的教学中首先应该让学生感受到滑动摩擦力的存在，其次，要通过实验让学生体会不同物体间滑动摩擦力的大小会不同，从而激发学生去思考“物体间滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？”然后通过相关实验说明“物体间滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度有关，跟物体间的压力有关”。
三、教学过程描述
教学环节及时间
教师活动
学生活动
对学生学习过程的观察和考
查以及设计意图
一、
引
入
新
课
5分钟
请同学们伸出右手按住桌面，然后向前移动手，感觉掌心。。。
提出问题：
【问题1】回忆初中所学的内容，阐述所学摩擦力的概念。
【问题2】当用力推课桌时，课桌为什么没有运动？
【问题3】思考静摩擦力存在的条件是什么？
思考讨论回答问题：
【问题2】因为课桌与地面之间有摩擦力的作用。
（静摩擦力）
【问题3】①两个物体间的接触面不光滑；
②有相对运动趋势；
③接触并且相互挤压
让学生亲自体会摩擦力，激发学生学习的兴趣
二、
静
摩
擦
力
20分钟
【实验探究】
通过实验探究静摩擦力的大小和方向。
(1)用弹簧测力计水平地拉静止在水平桌面上的木块，逐渐增大拉力，直到木块运动为止。观察在此过程中弹簧测力计的示数变化，并将实验数据填入表格中．
(2)在木块上增加砝码，重复上述实验，将实验数据填入表中．
实验
次数
木块的运动情况
木块(或含砝码)的重力G／N
弹簧测力计的示数F／N
l
2
3
【教师总结】
一般静摩擦力的大小没有一个确定的值，类似上述情况，当物块不动处于平衡状态时，静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化，总是等于拉力的大小．静摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向，跟物体间相对滑动趋势方向相反．静摩擦力增大到某数值后就不再增大了，这时静摩擦力达到最大值，叫做最大静摩擦力，用Fmax表示．最大静摩擦力的方向，也总是沿接触面切线方向，跟物体间相对运动趋势相反．
【教师】对于静摩擦力，我们还要讨论几个问题，首先考虑第一个问题：静摩擦力能不能发生在运动的物体之间?
【教师】对，静摩擦力中的“静”是指的相对静止．第二个问题是静摩擦力的大小如何确定?
【学生】可以根据平衡条件来做．
继续刚才的分组实验，当拉力大于物体与地面间的最大静摩擦力时，物体的运动情况发生了怎样的变化?
学生继续做实验，仔细观察实验现象，并对实验现象进行解释．
【学生】物体由静止变为了运动．
【教师】这时候物体与地面之间还有没有摩擦力?如果有，是什么性质的摩擦力?
【学生】物体与地面之间仍然有摩擦力，不过摩擦力的性质由静摩擦力变为滑动摩擦力．
根据实验结果，讨论回答问题：
【问题1】木块在水平桌面上，不用外力去拉时有没有受到摩擦力的作用？
【问题2】用弹簧测力计轻轻拉木块，但木块不动，木块有没有受到摩擦力的作用？
【问题3】摩擦力的大小和方向如何,
依据是什么
【问题4】当物体刚开始相对于桌面滑动时，物体所受的静摩擦力叫什么？它的大小和方向呢？
【学生1】我看不可以，因为这种摩擦力是静摩擦力．
【学生2】我不同意刚才这位同学的看法，静摩擦力中的“静”应该是指的相互接触并且有相对运动趋势的物体之间的摩擦力，它应该是指的相对静止．
三、
滑
动
摩
擦
力
四、
滚
动
摩
擦
15分钟
5分钟
【问题1】阅读教科书58页，结合上面的实验，然后说出什么叫做滑动摩擦，什么叫做滑动摩擦力．
【问题2】根据静摩擦力产生的条件和滑动摩擦力的定义，滑动摩擦力产生的条件是怎样的．
【学生】接触面粗糙的两个物体之间有弹力并且有相对运动．
【问题3】通过比较，感受滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关．
【教师】下面我们自己设计一个实验，看一下滑动摩擦力到底与正压力之间的关系是什么．首先大家考虑一下实验器材的选择，然后探究如何用这些器材进行实验，也就是实验原理是什么，最后我们进行实验．
第一个问题，实验前你选择的器材是什么?
对木块的运动情况有没有限制?
是的，这一点一定要注意．实验过程中是如何改变木块对地面的压力的呢?
生：可以在木块上添加砝码．
师：实验数据是怎样进行处理的
生：我们可以用表格的形式记录下在不同压力下物体做匀速运动的拉力大小，而在水平面上运动时物体对地面的压力大小等于物体的重力，所以我们要测量木块及砝码的重力从而得到木块对地面的压力．为记录数据设计的表格如下：
实验次数
1
2
3
4
压力FN/N
压力F/N
摩擦力f/N
【问题4】如何对数据进行处理？
可以作摩擦力f随压力FN变化的图象，如果图象是一条直线，说明二者成正比．
【问题5】实验得到的结论是什么?
在其他条件不变的情况下物体与地面间的滑动摩擦力与物体对地面的压力成正比．
【教师总结】滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体间的垂直作用力成正比．如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则有F=μFN，其中μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两物体间的动摩擦因数也不同．动摩擦因数还跟接触的情况(如粗糙程度)有关．
【问题6】滑动摩擦力的方向是如何规定的?
(强调)需要注意的是，滑动摩擦力的方向虽然是跟相对运动方向相反，但是要把相对运动方向跟运动方向这两个概念区分开，不能混为一谈．
一个物体在另一个物体表面上滚动时，物体之间存在的摩擦叫做滚动摩擦．在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体间滚动的作用力，叫做滚动摩擦力．在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多。
【教师举例】自行车、汽车在行驶过程中车轮受到的摩擦。
学生阅读教材后回答：
从上面的实验可得出，两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦．在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体间相对滑动的作用力，叫做滑动摩擦力．
【学生】与正压力和接触面的粗糙程度有关．
【学生】.探究如何进行实验，包括实验器材的选择、实验过程的设计、实验数据的处理等等．
【学生】我们可以继续刚才那个实验，只不过是让木块运动起来．
【学生】木块要匀速运动或缓慢地移动，因为只有这样才可以保持拉力等于滑动摩擦力．
滑动摩擦力跟物体相对运动方向相反
四、教学反思
摩擦力是物理教学中的难点，这节课突破难点的方法是利用我们身边随手可见的例子和简单的学生实验来进行的，一定要注意避免的是把知识点强加给学生，应该让学生自己去感受、去体会．滑动摩擦力这个概念的难点在于滑动摩擦力的方向和物体相对运动方向相反，而不是和物体运动方向相反，滑动摩擦力的计算等等．静摩擦力则更是一个难点集中的知识点，包括静摩擦力有无的判断、静摩擦力方向的判断、静摩擦力大小的判断等等，这些问题不可能在我们这一节课就能完全解释清楚，让学生全部了解，应该让学生先熟悉解决问题的基本方法，然后在以后的学习中逐步解决这些问题，因为静摩擦力不止一次地将会出现在将来的学习中．
附：
课件见（附件）
