7.6 探究——摩擦力的大小与什么因素有关 导学设计

六、 学生实验： 探究——摩擦力的大小与什么有关
教材解读
　对于摩擦现象，学生有丰富的感性认识，本节使学生的感性认识上升一步。摩擦力的测量涉及二力平衡知识和弹簧测力计的具体应用，“增大和减小摩擦的方法”是摩擦力知识在日常生活和生产中的具体应用。通过学习本节内容，有助于提高学生利用所学知识解决实际问题的能力。
　对于摩擦力概念，要求知道三种摩擦类型并作简要说明。对于“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，要让学生经历科学探究的整个过程，从而感悟科学探究方法，以此来提高学生的探究能力　
教学目标
知识与技能
　1.知道滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦现象。
　2.知道在相同条件下滚动摩擦比滑动摩擦小。
　3.了解产生滑动摩擦的原因。
　4.知道影响滑动摩擦力大小的因素
过程与方法
　1.通过联系实际，了解摩擦现象存在的普遍性，培养学生初步的观察能力和提出问题的能力。
　2.通过实验探究影响摩擦力大小的因素，初步体会科学探究的方法，培养学生收集、处理实验信息的能力。
　3.通过对生活中摩擦现象的讨论，培养学生初步的信息交流能力
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，体会交流合作的重要性。体现物理来源于生活，服务于生活的理念
重点难点
　重点：探究摩擦力大小与什么因素有关。这是一个比较完整的实验探究活动，建议教师引导学生自主进行探究。在整个探究环节中，建议主要突出“猜想与假设”“制订计划与设计实验”两个要素。
　难点：摩擦力的定义。建议用两个长毛刷毛对毛合在一起，并产生相对运动，让学生观察两个毛刷的毛的弯曲方向，进而引导学生总结出摩擦力的概念
合作
探究
　[探究课题] 摩擦力的大小与什么因素有关？
　[猜想假设] 引导学生亲自体验进行猜想。
　①将手平放在桌面上，用大小不同的力推或拉，体验手感，猜想摩擦力与压力大小有关。
　②将两手分别平放在桌面和腿上，用相同的力推或拉，体验两手的感觉，猜想摩擦力与接触面的粗糙程度有关。
　[设计实验] 教师引导学生突破以下两个问题。
　①摩擦力如何测量？(答案：利用二力平衡，用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，则拉力等于摩擦力)
　②摩擦力的大小可能与几个因素有关，实验中该如何处理？(答案：采用控制变量的方法进行探究)
　进行实验、记录数据、得出结论。
　[讨论交流] 利用此装置能否探究摩擦力与接触面积的关系？若能，应控制不变的量是什么？如何进行？
　(答案：控制压力大小与接触面粗糙程度不变，将木块分别平放和侧放，匀速拉动记下弹簧测力计示数)

【导入一】 (趣味活动“拔河比赛”引入新课)
[师]今天，我们班力气最小的女生将要和班里力气最大的男生利用一根不锈钢棒举行一次别开生面的拔河比赛，请两位运动员上场。比赛结果：女生获胜。
[师]知道男同学失败的原因是什么吗？请大力士自己说说。
[生]钢棒这端特别滑，握也握不住。
[师]表面上是老师帮助了女同学，在男同学握的棒的一端事先涂上了润滑油。实际上是谁帮助了女同学呢？是摩擦力！可见摩擦力就在我们身边。引入新课。
【导入二】 (观看生活画面引入新课)
利用多媒体播放生活画面：汽车在雪地上艰难地行走，而当轮胎上裹有铁链后就能前进自如了；沾了水的茶杯盖很难拧开，而用毛巾裹住时就很容易拧开了；生锈的铁锁打不开，当加了几滴油后就可以打开了；运动员赛跑时穿着带有铁钉的跑鞋等。
[提出问题] 这些现象都如何解释呢？引入新课。
学点1　摩擦力
观察：如图7－6－1所示。
图7－6－1
思考：
问题：两个互相__接触且相互挤压__的物体，当它们要发生或已经发生__相对运动__时，就会在接触面上产生一种__阻碍__相对运动的力，这种力叫作摩擦力。物体在光滑的表面上运动时，__不受__(选填“受”或“不受”)摩擦力。
观察：如图7－6－2所示。
图7－6－2
思考：
问题：甲物体按在墙壁上静止不动，与竖直墙壁之间的摩擦属于__静摩擦__。乙物体在推力作用下在水平面上运动，与水平面之间的摩擦属于__滑动摩擦__。丙钢球在水平面上滚动，与水平面之间的摩擦属于__滚动摩擦__。
学点2　探究——影响滑动摩擦力大小的因素
阅读教材P43～P45，思考并回答下列问题。
问题与猜想：
问题：在冰面上拉动一个物体比在一般地面上容易；在地面上推动质量较小的物体比推动质量较大的物体省力；擦黑板时，越是用力按板擦，板擦在黑板上滑动就越费力。根据上述生活现象，猜想滑动摩擦力的大小可能与__压力的大小、接触面的粗糙程度__有关。
制订计划：
问题：我们可以在压力相同的情况下探究滑动摩擦力的大小与__接触面的粗糙程度__的关系，在接触面的粗糙程度相同的情况下探究滑动摩擦力的大小与__压力大小__的关系。这种研究物理问题的方法，叫作__控制变量法__。
收集证据：
图7－6－3
问题：如图7－6－3甲、乙、丙所示，用弹簧测力计拉动木块在不同条件下的水平桌面上做__匀速直线__运动，根据__二力平衡的条件__可知拉力和滑动摩擦力大小相等。将实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中。
实验次数
压力情况
接触面情况
弹簧测力计
的示数/N
甲
乙
丙
分析与结论：
问题1：比较甲、丙两次实验结果，可以知道__接触面的粗糙程度__对滑动摩擦力有影响；比较甲、乙两次实验结果，可以知道__压力的大小__对滑动摩擦力有影响。
问题2：滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体间的__压力大小__和__接触面的粗糙程度__有关，接触面越__粗糙__，压力越__大__，滑动摩擦力也就越大。
学点3　改变摩擦力的方法
观察：如图7－6－4所示。
图7－6－4
思考：
问题：在日常生产和生活中，有时摩擦是有利的，需要增大。增大摩擦的方法：增大压力，__增大接触面的粗糙程度__，变滚动为滑动。有时摩擦是有害的，需要减小。减小摩擦的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，__变滑动为滚动__，__使接触面彼此脱离__。
1．几个同学在操场上进行爬杆比赛，使他们能够上升的力是(　　)
A．重力　　　　　B．静摩擦力　　　　C．弹力　　　　　　　　D．杆的拉力
[解析] B　摩擦力的概念：相互接触且相互挤压的两个物体，当它们要发生或已发生相对运动时，在它们的接触面上会产生一个阻碍相对运动的力，这个力叫摩擦力。人在爬杆时受到向下的重力与向上的静摩擦力，人在向上运动，所以使他们上升的力是向上的静摩擦力。