8.3 摩擦力 导学设计
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文档简介
教
材
解
读
对于摩擦现象，学生们有丰富的感性认识，本节使学生的感性认识进一步提升。本节教材中利用转换法测量滑动摩擦力的大小，通过具体例子说明“增大和减小摩擦的方法”，感知摩擦力知识在日常生活和生产中的具体应用。通过学习本节知识，有助于提高学生利用所学知识解决实际问题的能力。
对于摩擦力概念的要求可以点出三种摩擦力的名称并做简要说明。通过“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”让学生经历实验探究的整个过程，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.知道摩擦力的定义、方向。
2.通过实验探究了解摩擦力的大小与哪些因素有关。
3.知道摩擦力在实际生产和生活中的应用和意义。
过程与方法
1.经历探究影响滑动摩擦力大小因素的实验过程。
2.学习从实验数据中归纳简单的物理学规律，培养学生的分析、概括能力。
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的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理。
重点：探究影响滑动摩擦力大小的因素。这是一个比较完整的实验探究活动，建议教师引导组织学生自主进行探究，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”两个步骤。
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：探究影响滑动摩擦力大小的因素。
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，体会手的感觉。
②将两手分别平放在桌面和腿上，用相同的力推或拉，体会两手的感觉。通过手的不同感觉，猜想影响滑动摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度。
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？(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都有关时，实验中该如何处理？(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？ (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)
学点1 认识摩擦力
实验1：用较小的力水平拖货箱，货箱没被拖动；再用较大的力水平拖货箱，货箱滑动。
实验2：用同样大小的力水平推大木箱和小木箱，小木箱被推动，大木箱没被推动。
实验3：在水平的路面上骑自行车，当停止用力时，运动的自行车过一会儿会停下来。
分析与论证：上述事例中，相互接触的两个物体表面总是不光滑的，在压力作用下这些凹凸不平的部分会相互啮合，当两者之间有相对运动或相对运动趋势时，啮合部位就会产生阻碍运动的作用。
问题1：摩擦力的方向总是与物体的__相对运动__方向或__相对运动趋势__方向相反。
问题2：摩擦力产生的条件：(1)两物体相互__接触__；(2)两物体之间有__压力__；(3)两物体间存在相对__运动__或相对__运动趋势__；(4)接触面要__粗糙__。这四个条件必须同时具备，缺一不可。
问题3：摩擦力的作用点：实际上摩擦力是作用在整个接触面上的，但为了研究问题方便，将摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个等效点取在__接触面__上，也可以取在物体的__重心__上。一般情况下，滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的～，所以在地面滚动物体比推着物体滑动省力得多。
学点2 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验1：用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板匀速滑动，木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的拉力，从而测出摩擦力的大小(如图8－3－1甲所示)；控制接触面情况相同，在木块上放上砝码，从而改变木块与木板间的压力(如图乙所示)，测出滑动摩擦力的大小；改变钩码个数，分别测出滑动摩擦力的大小，并将实验数据记入表一中。
图8－3－1
表一
木块与木板间的压力/N
5
6
7
8
木块受到的摩擦力/N
1
1.2
1.4
1.6
实验2：把棉布、毛巾先后铺在木板上，用弹簧测力计拉着同一木块分别在木板、棉布、毛巾三种不同的表面上滑动，分别测出木块所受摩擦力的大小(如图丙所示)，将实验数据记入表二中。
表二
接触面情况
木块与木板
木块与棉布
木块与毛巾
木块受到的摩擦力/N
1
1.9
3.3
实验3：控制接触面与压力都不变，把木块侧放、平放，比较匀速拉动木块时弹簧测力计的读数，发现读数一样(如图8－3－2所示)。
图8－3－2
表三
接触面积的大小
小(侧放)
大(平放)
木块受到的摩擦力/N
1
1
分析与论证：(1)由表一数据得出：在接触面相同时，作用在物体表面的压力越大，滑动摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比。
(2)由表二数据得出：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(3)由实验三得出：滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关。
问题1：上述实验中采用了__控制变量__法。通过实验可知，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和接触面间的压力__有__关，与接触面积__无__关。
问题2：用弹簧测力计拉动桌面上的物体，使其做__匀速直线__运动，弹簧测力计的示数等于物体滑动时受到的__摩擦力__。
问题3：实验时，必须__均匀__施力，多试几次使木块__匀速__运动，待弹簧测力计示数稳定后再读数。
问题4：由于弹簧测力计本身受到__重力__的作用，为了保证拉力在水平方向上，牵引木块时，可握住弹簧测力计的__外壳__，而不是拉住吊环。
学点3 增大或减小摩擦的方法
现象1：用粉笔在玻璃上写字写不上。
现象2：衣服上的拉链拉不动了，打一些蜡就能拉动了。
现象3：自行车的车轮转动时，轴与轴承之间总会存在摩擦，加些润滑油可以减小这种摩擦。
现象4：手抓黄鳝要用很大的力才能将黄鳝抓起。
分析与论证：(1)因为玻璃太光滑，粉笔与玻璃间的摩擦力太小，所以粉笔很难在玻璃上写字。(2)衣服上的拉链拉不动，打一些蜡，使表面更光滑，就能拉动了。(3)自行车的车轮转动时，在轴与轴承之间加润滑油，可以使接触面脱离，能够减小摩擦。(4)黄鳝的表面很滑，需用很大的力，即增大压力来增大摩擦。
问题1：无论怎样减小，摩擦总是__存在__的，在实际应用中将多种增大(或减小)摩擦的方法综合运用，效果会更好。
问题2：皮带轮打滑说明摩擦力太小，可以__张紧__皮带，增大皮带对轮的__压力__从而__增大__摩擦；也可以用打皮带油的方法，注意皮带油是一种黏稠的胶体，能增大皮带与轮间__接触面的粗糙程度__，从而增大摩擦，而不是起润滑作用。
材
解
读
对于摩擦现象，学生们有丰富的感性认识，本节使学生的感性认识进一步提升。本节教材中利用转换法测量滑动摩擦力的大小，通过具体例子说明“增大和减小摩擦的方法”，感知摩擦力知识在日常生活和生产中的具体应用。通过学习本节知识，有助于提高学生利用所学知识解决实际问题的能力。
对于摩擦力概念的要求可以点出三种摩擦力的名称并做简要说明。通过“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”让学生经历实验探究的整个过程，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.知道摩擦力的定义、方向。
2.通过实验探究了解摩擦力的大小与哪些因素有关。
3.知道摩擦力在实际生产和生活中的应用和意义。
过程与方法
1.经历探究影响滑动摩擦力大小因素的实验过程。
2.学习从实验数据中归纳简单的物理学规律，培养学生的分析、概括能力。
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的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理。
重点：探究影响滑动摩擦力大小的因素。这是一个比较完整的实验探究活动，建议教师引导组织学生自主进行探究，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”两个步骤。
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：探究影响滑动摩擦力大小的因素。
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，体会手的感觉。
②将两手分别平放在桌面和腿上，用相同的力推或拉，体会两手的感觉。通过手的不同感觉，猜想影响滑动摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度。
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？(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都有关时，实验中该如何处理？(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？ (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)
学点1 认识摩擦力
实验1：用较小的力水平拖货箱，货箱没被拖动；再用较大的力水平拖货箱，货箱滑动。
实验2：用同样大小的力水平推大木箱和小木箱，小木箱被推动，大木箱没被推动。
实验3：在水平的路面上骑自行车，当停止用力时，运动的自行车过一会儿会停下来。
分析与论证：上述事例中，相互接触的两个物体表面总是不光滑的，在压力作用下这些凹凸不平的部分会相互啮合，当两者之间有相对运动或相对运动趋势时，啮合部位就会产生阻碍运动的作用。
问题1：摩擦力的方向总是与物体的__相对运动__方向或__相对运动趋势__方向相反。
问题2：摩擦力产生的条件：(1)两物体相互__接触__；(2)两物体之间有__压力__；(3)两物体间存在相对__运动__或相对__运动趋势__；(4)接触面要__粗糙__。这四个条件必须同时具备，缺一不可。
问题3：摩擦力的作用点：实际上摩擦力是作用在整个接触面上的，但为了研究问题方便，将摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个等效点取在__接触面__上，也可以取在物体的__重心__上。一般情况下，滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的～，所以在地面滚动物体比推着物体滑动省力得多。
学点2 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验1：用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板匀速滑动，木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的拉力，从而测出摩擦力的大小(如图8－3－1甲所示)；控制接触面情况相同，在木块上放上砝码，从而改变木块与木板间的压力(如图乙所示)，测出滑动摩擦力的大小；改变钩码个数，分别测出滑动摩擦力的大小，并将实验数据记入表一中。
图8－3－1
表一
木块与木板间的压力/N
5
6
7
8
木块受到的摩擦力/N
1
1.2
1.4
1.6
实验2：把棉布、毛巾先后铺在木板上，用弹簧测力计拉着同一木块分别在木板、棉布、毛巾三种不同的表面上滑动，分别测出木块所受摩擦力的大小(如图丙所示)，将实验数据记入表二中。
表二
接触面情况
木块与木板
木块与棉布
木块与毛巾
木块受到的摩擦力/N
1
1.9
3.3
实验3：控制接触面与压力都不变，把木块侧放、平放，比较匀速拉动木块时弹簧测力计的读数，发现读数一样(如图8－3－2所示)。
图8－3－2
表三
接触面积的大小
小(侧放)
大(平放)
木块受到的摩擦力/N
1
1
分析与论证：(1)由表一数据得出：在接触面相同时，作用在物体表面的压力越大，滑动摩擦力越大，且滑动摩擦力与压力成正比。
(2)由表二数据得出：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(3)由实验三得出：滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关。
问题1：上述实验中采用了__控制变量__法。通过实验可知，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和接触面间的压力__有__关，与接触面积__无__关。
问题2：用弹簧测力计拉动桌面上的物体，使其做__匀速直线__运动，弹簧测力计的示数等于物体滑动时受到的__摩擦力__。
问题3：实验时，必须__均匀__施力，多试几次使木块__匀速__运动，待弹簧测力计示数稳定后再读数。
问题4：由于弹簧测力计本身受到__重力__的作用，为了保证拉力在水平方向上，牵引木块时，可握住弹簧测力计的__外壳__，而不是拉住吊环。
学点3 增大或减小摩擦的方法
现象1：用粉笔在玻璃上写字写不上。
现象2：衣服上的拉链拉不动了，打一些蜡就能拉动了。
现象3：自行车的车轮转动时，轴与轴承之间总会存在摩擦，加些润滑油可以减小这种摩擦。
现象4：手抓黄鳝要用很大的力才能将黄鳝抓起。
分析与论证：(1)因为玻璃太光滑，粉笔与玻璃间的摩擦力太小，所以粉笔很难在玻璃上写字。(2)衣服上的拉链拉不动，打一些蜡，使表面更光滑，就能拉动了。(3)自行车的车轮转动时，在轴与轴承之间加润滑油，可以使接触面脱离，能够减小摩擦。(4)黄鳝的表面很滑，需用很大的力，即增大压力来增大摩擦。
问题1：无论怎样减小，摩擦总是__存在__的，在实际应用中将多种增大(或减小)摩擦的方法综合运用，效果会更好。
问题2：皮带轮打滑说明摩擦力太小，可以__张紧__皮带，增大皮带对轮的__压力__从而__增大__摩擦；也可以用打皮带油的方法，注意皮带油是一种黏稠的胶体，能增大皮带与轮间__接触面的粗糙程度__，从而增大摩擦，而不是起润滑作用。