高中物理摩擦力教案

時間：2021-06-10 20:28:58 教案我要投稿

高中物理摩擦力教案

　　3 摩擦力

高中物理摩擦力教案

　　整體設(shè)計

　　摩擦力是力學(xué)中的三大性質(zhì)力之一，正確認(rèn)識摩擦力對后面知識的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用.在摩擦力這節(jié)課中，要求會計算滑動摩擦力的大小和判斷其方向，以及靜摩擦力的大小和方向的判斷.教師在教學(xué)過程中要將學(xué)生在初中所學(xué)過的相關(guān)概念與本節(jié)內(nèi)容相結(jié)合，與生活中的實例相結(jié)合，逐步引導(dǎo)、循循善誘，對兩種摩擦力的大小和方向判定有個清晰的認(rèn)識.在探究過程中要充分利用初中二力平衡的知識，在物體從靜止到運動的過程中認(rèn)識靜摩擦力和滑動摩擦力大小變化情況，使學(xué)生的認(rèn)識從感性到理性發(fā)生質(zhì)的變化.對于動摩擦因數(shù)的教學(xué)最好通過實驗讓學(xué)生探究得出.由于本節(jié)課的特點，在整個教學(xué)過程中要充分體現(xiàn)新課標(biāo)的探究精神，讓學(xué)生多用所學(xué)知識揭示生活中的相關(guān)現(xiàn)象本質(zhì).

　　教學(xué)重點

　　1.滑動摩擦力的大小及方向的判斷.

　　2.靜摩擦力的有無及方向的判斷.

　　3.靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律.

　　教學(xué)難點

　　1.靜摩擦力有無的判斷和方向的判斷.

　　2.靜摩擦力大小的計算.

　　課時安排

　　3課時

　　三維目標(biāo)

　　知識與技能

　　1.知道什么是靜摩擦力、最大靜摩擦力、滑動摩擦力.

　　2.能計算靜摩擦力、滑動摩擦力的大小并會判斷它們的方向.

　　過程與方法

　　1.學(xué)生通過設(shè)計實驗，并使用控制變量法對影響滑動摩擦力和靜摩擦力大小的因素進(jìn)行實驗探究.

　　2.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,培養(yǎng)學(xué)生利用知識解決實際問題的能力.

　　情感態(tài)度與價值觀

　　通過靜摩擦力的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法.

　　課前準(zhǔn)備

　　教具準(zhǔn)備:木塊、彈簧秤、木板、毛巾、紙、鋼板、砂紙、水等.

　　知識準(zhǔn)備:搜集有關(guān)的摩擦力信息.

　　教學(xué)過程

　　導(dǎo)入新課

　　活動導(dǎo)入

　　準(zhǔn)備兩只碗，分別放入數(shù)量較多的玻璃小球，一只碗內(nèi)是光滑干凈的，另一只碗內(nèi)是粘有灰塵的.請兩個同學(xué)把玻璃球從碗中用筷子夾出來，比賽看誰夾得快.然后讓兩位同學(xué)分別說出自己的感想,從而引出摩擦力的問題.

　　情景導(dǎo)入

　　(課件展示)播放運動員滑雪的錄像,如圖3-3-1,讓學(xué)生說出滑雪要求的環(huán)境條件，然后導(dǎo)

　　出摩擦力的概念.

　　圖3-3-1

　　問題導(dǎo)入

　　粉筆在黑板上可以寫出字來,在玻璃上寫得出來嗎?試試看.想想若在外面的柏油路面上用粉筆寫字又會有何不同?為什么？你認(rèn)為摩擦力是一種什么樣的力？

　　讓學(xué)生用自己的語言敘述摩擦力.

　　推進(jìn)新課

　　學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過摩擦力，通過直接提問使學(xué)生回憶并敘述摩擦力的概念.

　　概念：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力叫做摩擦力.本節(jié)課就來深入研究摩擦力.

　　請學(xué)生做個小實驗：要求學(xué)生用逐漸增大的水平力推動在教室中放置的桌子，直到推動一段距離.(設(shè)計意圖:讓學(xué)生體會并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用，使學(xué)生產(chǎn)生對靜摩擦力和滑動摩擦力的感性認(rèn)識)

　　學(xué)生活動:學(xué)生按老師要求推桌子，并感受推力大小變化.

　　問題：為什么用力推桌子而桌子不一定運動？為什么想讓桌子繼續(xù)運動還要繼續(xù)推？

　　初步引出對靜摩擦力和滑動摩擦力的感性認(rèn)識.

　　一、靜摩擦力

　　由用力推桌子而不動，師生討論引導(dǎo)出靜摩擦力的概念：兩個相互接觸的物體之間有相對運動趨勢而又保持相對靜止時,在接觸面間所產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力叫靜摩擦力.

　　問題：靜摩擦力是一恒定的力嗎？怎樣求靜摩擦力的大��？怎樣判斷靜摩擦力的方向？

　　【實驗探究】在水平桌面上放一木塊，用彈簧測力計沿水平方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動，并不斷緩慢地增大拉力.注意提示學(xué)生觀察彈簧秤的示數(shù)變化.

　　實驗如圖3-3-2：

　　圖3-3-2

　　實驗現(xiàn)象：我們可以看到隨著拉力的增大，彈簧秤的示數(shù)不斷增大.

　　結(jié)論：由二力平衡的知識可以知道，木塊受到的靜摩擦力大小等于彈簧秤的拉力，方向和拉力的方向相反.所以靜摩擦力不是一固定值，它隨外力的變化而變化，總是和外力大小相等、方向相反.

　　繼續(xù)試驗：在彈簧測力計指針下輕塞一個小紙團(tuán)，它可以隨指針移動，并作為指針到達(dá)最大位置的標(biāo)志.在剛才實驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)用力，當(dāng)拉力達(dá)到一定的值時木塊開始移動，此時拉力會突然變小.要求學(xué)生記下剛才的最大值.

　　結(jié)論：靜摩擦力的增大有一個限度，這個限度就是最大靜摩擦力Fmax，其值等于物體剛剛開始運動時的拉力.兩物體間實際發(fā)生的靜摩擦力F在0與最大靜摩擦力Fmax之間.

　　問題：最大靜摩擦力的'大小和什么因素有關(guān)呢？（教師提出問題，由學(xué)生自主設(shè)計實驗驗證最大靜摩擦力大小的決定因素）

　　學(xué)生活動:學(xué)生設(shè)計實驗并探究，整理分析實驗數(shù)據(jù).

　　參考設(shè)計：

　　1.裝置如上面的實驗，在木塊上面增加砝碼，驗證在不同的壓力作用下的最大靜摩擦力的大�。槐３謮毫Σ蛔�，分別在桌面上、棉布面上、毛巾面上驗證最大靜摩擦力的值.

　　2.用手握一油瓶，手的握力恰好使得油瓶不下落，此時最大靜摩擦力等于瓶的重力.不斷增加瓶中的油，要想瓶恰不滑落，應(yīng)該增加手的握力即壓力,由此判斷最大靜摩擦力和壓力的關(guān)系.換用不同粗糙程度的瓶子做實驗，驗證最大靜摩擦力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系.

　　活動:學(xué)生交流討論并得出結(jié)論:

　　1.靜摩擦力大小值并不唯一；

　　2.最大靜摩擦力與壓力和接觸面有關(guān)系.

　　引導(dǎo)學(xué)生說一下生活中和生產(chǎn)中利用靜摩擦力的事例.

　�。ㄕn件展示）圖片示例：

　　圖3-3-3

　　課堂訓(xùn)練（課件展示）

　　1.有關(guān)靜摩擦力的說法中正確的是（）

　　A.只有靜止的物體才受靜摩擦力 B.靜摩擦力與壓力成正比

　　C.靜摩擦力可能與運動方向垂直 D.靜摩擦力的方向與物體運動方向一定相反

　　解析：受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，故A錯.靜摩擦力的大小與壓力無關(guān)，而與物體的運動狀態(tài)及所受其他力的情況有關(guān)，故B錯.靜摩擦力的方向可與運動方向成任意角度，故C正確.靜摩擦力的方向與運動方向無關(guān)，但一定與相對運動方向相反，故D錯.

　　答案：C

　　2.如圖3-3-4所示，用外力F水平壓在質(zhì)量為m的物體上（設(shè)受力F的面絕對光滑），恰好使物體靜止，此時物體與墻之間的摩擦力為______；如果F增大為3F，物體與墻之間的摩擦力為______.

　　圖3-3-4

　　解析：物體受向下的重力為mg，由二力平衡條件知靜摩擦力大小也為mg，方向向上，當(dāng)推力增為3F時，物體重力不變，則靜摩擦力也不變.

　　答案：mg mg

　　二、滑動摩擦力

　　概念：當(dāng)一個物體在另一個物體表面上滑動的時候，會受到另一個物體阻礙它滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力.滑動摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體的相對運動方向相反.（可以通過復(fù)習(xí)回憶得出，或者通過演示實驗總結(jié)得出，也可以直接給出）

　　（提出要求）利用教材演示實驗儀器設(shè)計實驗，定量研究影響滑動摩擦力大小的因素.（設(shè)計意圖：使學(xué)生意識到應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行多變量的研究；使學(xué)生體會摩擦力的大小的影響因素）

　　1.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗原理的探究.

　　(學(xué)生活動:思考并交流討論得出利用二力平衡定量測量滑動摩擦力的大小)

　　2.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗方法的探究

　　(學(xué)生活動:思考并交流討論得出控制變量法)

　　3.組織學(xué)生利用已有器材進(jìn)行實驗探究

　　(學(xué)生活動:學(xué)生進(jìn)行分組實驗探究)

　　4.要求學(xué)生設(shè)計表格記錄數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)的分析初步得出自己的結(jié)論.

　　(學(xué)生活動:展示自己的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終定量得出壓力與滑動摩擦力的關(guān)系，對動摩擦因數(shù)有定性的認(rèn)識)（設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生實驗數(shù)據(jù)的分析處理能力）

　　小結(jié)：滑動摩擦力的計算公式f=μN.（設(shè)計意圖：訓(xùn)練學(xué)生語言表達(dá)及邏輯推理能力）

　　介紹動摩擦因數(shù)的物理意義及常見材料間的動摩擦因數(shù).

　　課件展示：

　　幾種材料間的動摩擦因數(shù)

　　材料動摩擦因數(shù) 材料動摩擦因數(shù)

　　鋼—鋼 0.25 鋼—冰 0.02

　　木—木 0.30 木頭—冰 0.03

　　木—金屬 0.20 橡膠輪胎—路面（干） 0.71

　　皮革—鑄鐵 0.28

　　例題.滑雪是北方地區(qū)人們喜愛的一種運動.有的地方人們用鹿拉滑雪板進(jìn)行滑雪比賽.已知滑雪板與冰面間的動摩擦因數(shù)為0.02，滑雪板和人的總質(zhì)量為180 kg.如果鹿拉著滑雪板做勻速直線運動，求鹿的拉力大小.

　　解析：由于滑雪板做勻速直線運動，可知鹿的拉力F與滑動摩擦力的大小相等，即F=f.同時，滑雪板與冰面的壓力N與滑雪板和人的重力相等，即N=G.

　　由滑動摩擦力公式，可求出鹿的拉力大小為

　　F=f=μN=μMg=0.02×180×9.8 N=35.3 N.

　　答案:35.3 N

　　課堂訓(xùn)練

　　質(zhì)量為2 kg的物體，靜止在水平面上.物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等.給物體一水平拉力.

　　(1)當(dāng)拉力大小變?yōu)? N時，地面對物體的摩擦力是多大？

　　(2)當(dāng)拉力大小變?yōu)?2 N時，地面對物體的摩擦力是多大？

　　(3)此后若將拉力又減小為5 N（物體仍在滑動），地面對物體的摩擦力是多大？

　　(4)若撤去拉力，在物體繼續(xù)滑動的過程中，地面對物體的摩擦力是多大？（取g=10 N/kg）

　　解析：（1）當(dāng)拉力F=5 N時，F(xiàn)＜fmax,物體沒有滑動，地面對物體的摩擦力為靜摩擦力,f=F=5 N；

　�。�2）當(dāng)拉力F=12 N時，F(xiàn)＞fmax,物體滑動起來，地面對物體的摩擦力為滑動摩擦力F滑=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N；

　�。�3）當(dāng)拉力又減小為5 N時，由于物體仍在地面上滑動，所以物體受到地面的摩擦力仍是滑動摩擦力，所以仍是10 N；

　　（4）當(dāng)拉力撤去后，由于物體繼續(xù)在地面上滑動，物體受到地面的摩擦力仍是滑動摩擦力，所以仍為10 N.

　　答案：（1）5 N （2）10 N （3）10 N （4）10 N

　　知識拓展

　　增大有益摩擦：

　　1.增加物體表面的粗糙程度.如：鞋底、車輪胎、各種旋鈕表面都有花紋.

　　2.增大壓力.如：電動機(jī)的皮帶拉得很緊，以便增大壓力來增大摩擦力，防止皮帶打滑.

　　減小有害摩擦：

　　1.用滾動摩擦代替滑動摩擦：用滾動軸承代替滑動軸承.

　　2.減小表面粗糙程度：加潤滑油.

　　課堂小結(jié)

　　1.兩個互相接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙物體間相對運動的力，叫摩擦力.

　　靜摩擦力滑動摩擦力符號及單位

　　產(chǎn)生原因表面粗糙有擠壓作用的物體間具有相對運動趨勢時表面粗糙有擠壓作用的物體間發(fā)生相對運動時摩擦力用f表示

　　單位:牛頓

　　簡稱:牛

　　符號:N

　　大小始終與外力沿著接觸面的分量相等 f=μN

　　方向與相對運動趨勢相反與相對運動方向相反

　　2.摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)，跟物體間接觸面的粗糙程度有關(guān).

　　常用增大壓力和使接觸面更粗糙的方法增大有益摩擦.減小有害摩擦的方法有:使摩擦面光滑，用滾動代替滑動，使摩擦面脫離接觸（加潤滑油、氣墊）這三種方法.

　　布置作業(yè)

　　1.教材第62頁，“問題與練習(xí)”2、3.

　　2.教材第60頁“做一做”.

　　板書設(shè)計

　　3 摩擦力

　　1.摩擦力產(chǎn)生的條件

　�。�1）接觸面粗糙

　　（2）在接觸面上有垂直作用的正壓力

　�。�3）有相對運動或者有相對運動趨勢

　　2.靜摩擦力

　�。�1）變力:0＜F靜≤Fmax

　　（2）方向：靜摩擦力的方向總跟接觸面相切，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反

　　3.滑動摩擦力

　�。�1）大�。篎=μFN

　�。�2）方向：滑動摩擦力的方向總是與接觸面相切，且與相對運動方向相反

　　活動與探究

　　1.設(shè)計實驗測量紙面間的動摩擦因數(shù).

　　2.觀察自行車上哪些地方存在摩擦，其中哪些是有益的，哪些是有害的，你能想出哪些辦法來增大或減小它們.

　　自主設(shè)計實驗.包括選擇實驗器材、設(shè)計實驗步驟,并設(shè)計、寫出實驗報告.

　　習(xí)題詳解

　　1.解答:手壓著桌面向前移動時,手受到桌面的滑動摩擦力作用.滑動摩擦力的方向與手指移動的方向相反,阻礙手指的運動.手對桌面的壓力越大,手指受到的滑動摩擦力越大,對手指相對桌面運動的阻礙作用越明顯.

　　2.解答:(1)不受.因為瓶子與桌面之間沒有相對運動的趨勢.

　　(2)受靜摩擦力作用,靜摩擦力的方向沿桌面斜向下.

　　(3)受靜摩擦力作用,靜摩擦力的方向豎直向上(瓶子處于豎直狀態(tài)).

　　(4)受滑動摩擦力作用,摩擦力的方向沿紙條相對瓶子的運動方向.

　　3.答案:35 N 30 N 0.3 20 N

　　設(shè)計點評

　　本節(jié)重點是理解動摩擦因數(shù)的意義和滑動摩擦力大小的計算和方向的判定.難點是對靜摩擦力的理解，尤其是靜摩擦力方向和大小的確定.教學(xué)中通過大量的實例，并借助受力分析等方法來突破.靜摩擦力是由于物體間具有相對運動趨勢而產(chǎn)生的，其方向與相對運動趨勢相反.如何判定靜摩擦力的方向?通過假設(shè)物體間不存在摩擦力，那么在其他力的作用下物體將往什么方向運動去思考確定.教學(xué)時特別注意了對于靜摩擦力大小與所受外力及所處運動狀態(tài)的關(guān)系.設(shè)計中基本遵循問題—理論—問題的模式進(jìn)行.

【高中物理摩擦力教案】相關(guān)文章：

高中物理摩擦力教案優(yōu)秀范文01-13

高中物理摩擦力教案優(yōu)秀范文03-16

高中物理摩擦力復(fù)習(xí)公式總結(jié)11-21