3.2摩擦力教案——2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册word版含答案

第三章
相互作用-力
摩擦力
教学设计
科目
物理
课题
摩擦力
课时
1课时
教学目标与
核心素养
一．知识与技能
1.认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值；
2.知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；
3.会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小；
4.知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦的规律；
5.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。
二．过程与方法
1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力；
2.培养学生的实验探究能力,学会在实验中控制变量和实验条件；
3.通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观
1.利用实验和生活实例激发学生学习兴趣；
2.培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想；
3.在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。
教学重、
难点
教学重点：1、静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断；
正确理解做大静摩擦力的概念；
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。
教学难点：1.静摩擦力和动摩擦力方向的判断；
2.静摩擦力和动摩擦力大小的计算。
教学准备
教具：多媒体教学课件、长方体木块(每组3块)、弹簧秤、毛巾；玻璃板、毛刷(两个学生一组)．身边的物体(例如水杯、黑板擦、钢笔、橡皮、讲桌等物体)
教
学
过
程
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课：
【教师提问】生活中摩擦无处不在，请同学们举例说明
【教师引导】复习初中摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。
讲授新课：
静摩擦力
【教师提问】桌子静止在水平地面上，有无静摩擦力?
桌子静止在斜面上，有无静摩擦力?
手推桌子，桌子与地面有无静摩擦力?
【教师引导】
静摩擦力的概念（以手推桌子为例子）
①开始用很小的推力，推不动，分析桌子受力情况。
②再用稍大的力去推，还是静止不动，分析受力情况
③继续增大推力，讲桌开始运动，分析受力情况。
【教师引导】桌子在推力作用下相对地面静止，但在沿这个力的方向上有相对运动趋势，就是因为桌子跟地板之间发生了摩擦。这个摩擦力和推力都作用在桌子上，他们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此桌子保持不动，这时发生的摩擦叫静摩擦力。
结论：1.两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动。
摩擦力的产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动的趋势。
方向：总是跟接触面相切，与相对运动的趋势的方向相反。
最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力（静摩擦力随着推力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力。可见，静摩擦力的大小在一个范围内：0＜F静≤Fmax）
【教师提问】
1.探究静摩擦力大小与什么有关？
2.怎么判断静摩擦力的有无？
教师引导：静摩擦力的有无根据有很多种方法判断：
由相对运动趋势直接判断
用假设法判断
根据产生的效果来判断
根据平衡条件判断
根据牛顿第二定律判断（暂未学习）
根据牛顿第三定律判断（暂未学习）
滑动摩擦力
滑动摩擦力的概念（以手推桌子为例子）
【教师引导并提问】
以手推桌为例，继续增大推力直到桌子开始运动，一旦物体运动物体就受滑动摩擦力？
1.滑动摩擦力的概念：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力。
2.滑动摩擦力产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动
【教师提问】滑动摩擦力的大小和哪些因素有关?
教师引导学生做实验：那下面我们用实验来研究一下滑动摩擦力的大小和哪些因素有关？
【教师引导】在桌面上垫一张纸，把手压在纸上，然后手掌向前推，保持接触面的材料不变，在大小不同的压力下朝前推手掌(材料可以是纸、塑料、毛巾、木板、橡胶等)；然后保持压力不变，改变接触面的材料．
教师引导学生控制其他物理量的恒定条件下研究一个物理量对实验结果的研究（控制变量法）
【教师提问】通过比较，感受滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关？
【教师提问】那么下面我们就来研究一下滑动摩擦力的大小是否跟与正压力和接触面的粗糙程度有关，实验数据是怎样进行处理的?
对的，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拉力F／N摩擦力f／N
【教师提问】记录了数据以后是如何对数据进行处理的呢?
刚才两个同学的做法都很好，但是我还是建议用第二种做法，这样作出来的图象一目了然，很容易进行判断．如果你在测量中出现了错误的点，这个点可以在作图中舍去．以后大家要多采用图象的方法处理实验所得到的数据．
【教师提问】实验得到的结论是什么?
【教师引导】滑动摩擦力的大小是否还跟接面的粗造程度有关？那么请同学们自主设计实验研究验证我们的猜想。
【教师提问】通过实验，我们能够得出什么样的结论?
【教师引导总结】更为精确的实验表明：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．
【教师提问】滑动摩擦力的方向是如何规定的?
【教师强调】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．
滚动摩擦力
【教师引导】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。
课堂练习：
1．下列关于静摩擦力的说法中，正确的是(　　)
A．两个相对静止的物体间一定有静摩擦力
B．受静摩擦力作用的物体不一定是静止的
C．静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用
D．静摩擦力一定比滑动摩擦力大
答案：B
2.水平力F作用在物体B上，A、B一起做匀速直线运动，如图所示，则(　　)
A．A、B之间无摩擦力
B．A受到的摩擦力水平向右
C．B与地面之间无摩擦力
D．地面对B的摩擦力水平向右
答案：AD
3.一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是(　　)
Ff甲＞Ff乙＞Ff丙　
B．Ff乙＞Ff甲＞Ff丙
Ff丙＞Ff乙＞Ff甲
D．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
答案：D
4.汽车橡胶轮胎表面凹凸不平，试从物理的角度说明制作的道理?
答案：将汽车橡胶轮胎表面做得凹凸不平，目的是增大车轮与地面间的动摩擦因数，提高汽车的最大静摩擦力，使汽车行进时动力更强劲、安全．
5.如图所示，一重为40
N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13
N，F2＝6
N．已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；
(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；
(3)若撤去的力不是F1而是F2，木块受到的摩擦力的大小和方向．
答案：(1)7
N　水平向左　(2)6
N　水平向右　(3)8
N　水平向左
学生举例说明生活中存在的摩擦力
学生回忆初中摩擦力的概念
学生积极回答：有？无？
学生根据老师的引导思考静摩擦力的概念
学生猜想：静摩擦力的大小与外力有关
学生猜想：根据物体的运动状态？
学生理解并记忆多种方法判断摩擦力的有无。
学生：不对，滑动摩擦力
学生猜想：粗糙程度，正压力，材料等
学生观察教师操作实验并积极思考
与正压力和接触面的粗糙程度有关？
学生回答：我们可以用表格的形式记录
．
学生回答：可以用每组得到的摩擦力和对应的重力相比．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．
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．
学生实验，教师巡回指导．
物体与地面间的滑动摩擦力与接触面积无关，跟物体运动的速度大小无关，跟接触面的粗糙程度有关．
滑动摩擦力跟物体相对运动方向相反．
学生回忆滚动摩擦力
学生练习
学生练习
引出本节课题摩擦力
让学生回忆起初中知识摩擦力
让学生理解静摩擦力的
概念
引导学生认识静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断
学生做身边的实验，感受与滑动摩擦力有关的因素，回答老师提出的问题．
理解滑动摩擦力的大小跟与正压力和接触面的粗糙程度有关
让学生了解滚动摩擦力
通过课堂练习熟练应用本节课知识内容
板书设计
§3.2
摩擦力
静摩擦力
概念：一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时产生的摩擦力
方向：跟接触面相切，跟物体阀相对运动趋势的方向相反
大小：0≤f≤fm
最大静摩擦力fm：静摩擦力的最大值:最大静摩擦力跟正压力成正比
滑动摩擦力
概念：一个物体在另一个物体表面上对于另一物体滑动时产生的摩擦力
方向：跟接触面相切，且与物体间相对运动方向相反
大小：滑动摩擦力跟压力成正比，即
动摩擦因数：无单位，与接触面的材料和粗度有关
滚动摩擦力
概念：一个物体在另一个物体表面上对于另一物体滚动时产生的摩擦力
在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多
教学后记
引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。