高中物理第3章相互作用第3节摩擦力教案鲁科版必修1

第3节 摩擦力

第1课时

整体设计

本节课我们来从下面三个方面谈一谈教学的构思.

一、教材分析

本节教材的地位和作用:本节教材中摩擦力的测量涉及到二力平衡知识的具体应用，“增大和减小摩擦的方法”是摩擦力在日常生活和工农业生产中的具体应用.通过学习本节教材的知识，提高了学生利用知识解决实际问题的能力，因此这一节课无论在知识学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用.

二、教法和学法

施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍.引导、转化作用就是教师的主导作用，不能简单地把“启发式教学”看作是一种教学方法，而是要运用启发式教学的思想去指导教学.本着教学有法，但无定法，贵在得法的原则，本节课我打算采用以教师引导、学生探究和实验为主的启发式教学方法.

三、教学程序的设计

依据本节教材编排的顺序，依据学生的认识规律，我设计了下面的教学程序和相应的具体操作：

教学重点

1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用f=μN解决具体问题.

2.静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念.

教学难点

1.正压力N的确定.

2.静摩擦力的有无、大小的判定.

3.摩擦产生的原因和滑动摩擦力的方向.教材对滚动摩擦没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来讲的.

课时安排

1课时 三维目标

知识与技能

1.描述滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力的定义，能区分滑动摩擦力、静摩擦力、最大静摩擦力.

2.了解动摩擦因数、最大静摩擦因数的含义，能区分动摩擦因数、最大静摩擦因数.

3.会计算滑动摩擦力的大小.

过程与方法

1.学生通过设计实验，并使用控制变量法对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的因素进行实验探究.

2.培养学生的逻辑思维能力、利用知识解决实际问题的能力.

情感态度与价值观

1.体验实验探究的乐趣，通过探究活动既能学会表达自己又能倾听别人.

通过实验的设计、数据的整理过程，养成实事求是的科学态度.

2.体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系.

教具准备

器材：木块、弹簧秤、木板、毛巾、纸、钢板、砂纸、水等.

教学过程

导入新课

1.你听说过摩擦力吗?摩擦力出现在哪些地方?试着将之写出来.

摩擦力其实是无所不在的!

2.粉笔在黑板上可以写出清晰的字来,在玻璃上写得出清晰的字来吗?试试看.

(1)比较这些字的异同,并想想造成异同的原因.

(2)想想若在外面的柏油路面上以粉笔写字又会有何不同?为什么？

3.今天上课之前，我带了几个小玻璃球准备和同学们一起进行科学研究.但在来学校的路上，小玻璃球变脏了.老师把它们洗干净了.现在，请两个同学把玻璃球夹起来.（请两个同学上台２０ s夹球）

提出问题：玻璃球为什么不好夹？

你认为摩擦力是一种什么样的力？

学生用自己的语言叙述摩擦力.

推进新课 一、摩擦力

创设情境：

请学生做个小实验：要求学生用逐渐增大的水平力推在教室中放置的桌子，直到推动一段距离.(学生活动:学生按老师要求推桌子，并感受推力的大小变化)(设计意图:让学生体会并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用，使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识)

提出问题：为什么用力推桌子而桌子不一定运动？为什么想让桌子继续运动还要继续推？(学生活动:思考教师提出的问题并提出自己的解释)

（小结）

初步引出滑动摩擦力和静摩擦力的概念.

二、滑动摩擦力

（提出要求）利用已有实验仪器设计实验定量研究影响滑动摩擦力大小的因素.（设计意图：使学生意识到应采用控制变量法进行多变量的研究；使学生体会摩擦力的大小的影响因素）

1.引导学生进行实验原理的探究.(学生活动:思考并交流讨论得出利用二力平衡定量测量滑动摩擦力的大小)

2.引导学生进行实验方法的探究(学生活动:思考并交流讨论得出控制变量法).

3.组织学生利用已有器材进行实验探究(学生活动:学生进行分组实验探究).

4.要求学生设计表格记录数据，并通过对数据的分析初步得出自己的结论.(学生活动:展示自己的数据，并对数据进行分析，最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系，对动摩擦因数有定性的认识)（设计意图：培养学生对实验数据的分析处理能力）

（小结）（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）

滑动摩擦力的计算公式f=μN.

介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数.

［例题剖析1］（设计意图：训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力）

滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动.有的地方人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛.已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02，滑雪板和人的总质量为180 kg.如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动，求鹿的拉力大小.

解：由于滑雪板做匀速直线运动，可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等，即F=f.同时，滑雪板与冰面的压力N与滑雪板和人的重力相等，即N=G.

由滑动摩擦力公式，可求出鹿的拉力大小为 F=f=μN=μmg=0.02×180×9.8 N=35.3 N.

三、静摩擦力

（提出问题）根据所学知识及实验体会，提出滑动摩擦力的产生条件.(学生活动:学生交流总结后得出滑动摩擦力的产生条件)

（提出问题）引导学生思考并交流讨论滑动摩擦力的计算公式能否计算静摩擦力的大小.(学生活动:学生交流讨论并得出结论）

1.静摩擦力的大小并不唯一，且不能用滑动摩擦力的公式计算；

2.静摩擦力与压力和接触面也有关系.

（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）

提出最大静摩擦力的概念，并区分一般静摩擦力与最大静摩擦力.

要求学生利用已有实验仪器设计实验，研究影响最大静摩擦力的因素（方法、步骤同上）.

（学生活动:学生进行实验探究，记录并分析整理实验数据，得出结论：最大静摩擦力与压力成正比；最大静摩擦因数与接触面性质有关；落实滑动摩擦力计算公式，加深对动摩擦因数的理解）

有益摩擦、有害摩擦

增大有益摩擦：

1.增大物体表面的粗糙程度.如：鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹;

2.增大压力.如：电动机的皮带拉得很紧，以便用增大压力来增大摩擦力，防止皮带打滑.

减小有害摩擦：

1.用滚动摩擦代替滑动摩擦：用滚动轴承代替滑动轴承;

2.减小表面粗糙程度：加润滑油.

［例题剖析2］（设计意图：训练学生利用物理概念和规律解决实际问题的能力）

质量为2 kg的物体，静止在水平面上.物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,给物体一水平拉力.

（1）当拉力大小变为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

（2）当拉力大小变为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

（3）此后若将拉力又减小为5 N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多大？

（4）若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？（取g=10 N/kg）

解：（1）当拉力F=5 N时，F＜fmax,物体没有滑动，地面对物体的摩擦力为静摩擦力.f=F=5 N.

（2）当拉力F=12 N时，F＞fmax,物体滑动起来，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力.f=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N.

（3）当拉力又减小为5 N时，由于物体仍在地面上滑动，所以物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍是10 N.

（4）当拉力撤去后，由于物体继续在地面上滑动，物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍为10 N.

课堂小结

1.两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动的力，叫摩擦力.

2.摩擦力的大小跟压力大小有关，跟物体的接触面的粗糙程度有关.

3.常用增大压力和使接触面更粗糙的方法增大有益摩擦.减小有害摩擦的方法有：使摩擦面光滑，用滚动代替滑动，使摩擦面脱离接触（加润滑油、气垫）这三种方法.

滑动摩擦力 静摩擦力 符号及单位

产生原因 表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时 表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时 摩擦力用f表示单位：牛顿简称：牛符号：N 大小 f=μN 始终与外力沿着接触面的分量相等

方向 与相对运动方向相反 与相对运动趋势方向相反

布置作业

观察自行车上哪些地方存在摩擦，其中哪些是有益的，哪些是有害的，你能想出哪些办法来增大或减小它们.

板书设计

（1）接触面粗糙.

（2）在接触面上有垂直作用的正压力；

（3）有相对运动或者有相对运动趋势.

（1）大小：f=μN

（2）方向：滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，且与相对运动方向相反.

（1）变力0＜F静≤Fmax

（2）方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反.

活动与探究

1.设计实验测量纸面间的动摩擦因数.

2.调查分析日常生活中调控摩擦力大小的实例.

3.科幻小论文——假如没有摩擦力,生活将变成……

（要求1 000字左右）

例：小议摩擦力

在人类生存繁衍的自然界，无处不存在着摩擦.那么，在我们的身边究竟有哪些常见的摩擦呢？

当太阳重又点亮一个新的黎明时，你睁开双眼，此刻你的眼球和眼皮之间已经完成了今天的第一次摩擦而你却全然不知.接着，你撩开被子伸手去抓衣服，衣服被抓过来靠的是它与手之间的静摩擦.如果这个力消失了，即使你勉强将衣服揽在怀里，但鬼才知道你如何才能将它穿到身上，因为你根本抓不住衣襟，纽扣一个都甭想扣上，姑娘的裙带是永远系不住的.穿好衣服蹬上鞋子，你迈步走向洗漱间.这时，鞋子与地面及鞋子与脚之间都产生了较大的摩擦力，使你稳步前进.接下来牙刷又利用它与牙齿之间的滑动摩擦帮你除去牙垢.我们口腔中的牙齿根据功能可分成切牙、磨牙、尖牙等不同种类.其中磨牙的作用是磨碎食物，有人认为食物是被压碎的，这纯属错误，不信你可以做一个咀嚼动作体会一下.这使我们马上意识到一个正常的人用餐是离不开磨牙的，而磨牙的工作是离不开摩擦力的.

完成上述事情之后，你可能去上学或去上班.当你骑上自行车时，你可曾知道，它的后轮是主动轮，所受地面的摩擦力是向前的，起动力作用；而其前轮则是从动轮，所受地面的摩擦力是向后的，起阻力作用.当你拐弯时千万要减速慢行，因为拐弯所需的向心力是由地面与车轮之间的摩擦力提供的.因为这种摩擦力是有限的（最大值叫最大静摩擦力），故车速也是有限的.如果地面上有冰雪，更要注意，因为这时摩擦力是很小的，弄不好会人仰车翻造成交通事故.如果你想刹车，千万不要误认为只有轧皮与车轮之间才有摩擦力，车轮与地面之间的摩擦力也起制动作用.

如果你在机关、学校工作或学习，那么写字和画图是常用铅笔和圆珠笔的.用铅笔时，“铅”是靠纸将其磨掉而在纸上留下径迹的；圆珠笔笔端的“圆珠”只有受到纸的摩擦力才会转动，从而把油墨引出来，留下印迹.在特别光滑的纸面如油纸上是无法使用铅笔或圆珠笔的.