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視頻標簽：相互作用,摩擦力
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視頻課題：高中物理人教版必修1第三章相互作用3摩擦力-重慶
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高中物理人教版必修1第三章相互作用3 摩擦力-重慶市萬州高級中學
摩擦力教學設計
一、教學目標 知識與技能：
1、過實驗認識靜摩擦、滑動摩擦力，和它們的產生條作及其作用效果，會判斷它們 的方向
2、據物體的平衡條件測量靜摩擦力的大小。 3．能運用實驗的方法找到滑動摩擦力相關因素。 過程與方法
1、 通過控制變量法探究滑動摩擦力和正壓力、接觸面粗糙程度的關系。 2、 通過，培養小組分工協作能力 情感態度價值觀
1、 知道生產和生活中增大摩擦和減小摩擦的實例，有將物理知識應用于生產和生活的意識 2、 通過摩擦力產生原理還未完全弄清楚明白探究是無止境，培養一直探究的精神。
二、教學重點
1．靜摩擦力產生的條件及規律以及靜摩擦力方向的判斷。 2．正確理解最大靜摩擦力的概念。
3．滑動摩擦力大小的計算以及方向的判斷。
三、教學難點
1、靜摩擦力有無的判斷和靜摩擦力方向的判斷。 2、滑動摩擦力大小相關因素探究。
四、教學過程。 【引入】 實驗：拉書。
師：首先做一個簡單又有趣的游戲，這有兩本相互交錯夾著的書，請兩位同學幫老師把它們拉開。
這兩位同學你們有信心把它們拉開嗎？試試看……
師：你們想看到這兩位同學把它們拉開嗎？
師：請將書舉高后快速下蹲的同時用你最大的力氣拉，再來試試……
教學過程
師：最開始是什么原因讓如此輕而易舉的事做起來這么困難呢？ 生：摩擦力。
師：第二次用不同的方法又能拉開這又是為什么呢？帶著這個疑問走進今天的學習
摩擦也是一種常見的生活現象，試著說說你能舉出哪些呀？
學生發言：舉出生活常見摩擦力的例子。 生1：„„
師：還有沒有同學有補充的？ 生2„„
師：我們還可以來體驗摩擦力。拿出你的右手放在桌上，保持桌子不動，將手向后拉但沒拉動，記住這種感覺，再向后拉動起來。
請一位同學分享你剛才拉動和沒拉動時手都有什么體會？ 生：……
師：那就是摩擦力。
兩個相互接觸的物體，當它們發生相對運動或具有相對運動的趨勢時，就會在接觸面上產生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力叫做摩擦力。
（4分鐘） 師：（剛才學生舉的例子中的靜摩擦力） 推箱子箱子不動時箱子受到地面的摩擦力；在桌面拉手沒拉動時手受桌面的摩擦力；這類摩擦力都是兩個彼此接觸且相互擠壓的物體之間存在相對運動趨勢時，在接觸面間產生的摩擦力——靜摩擦力。 一、 靜摩擦力： 1. 定義
兩個物體間只有相對運動的趨勢，而沒有相對運動時的摩擦力叫靜摩擦力。
2. 產生條件：
師：學習彈力后知道彈力的產生是有條件的，請同學根據之前列舉的例子和生活經驗，找一找要產生摩擦力又需要哪些條件呢？小組討論后舉手回答。
找一找：結合例子和生活經驗找出靜摩擦力產生條件。
（學生易忽略粗糙，難點在于找出有擠壓） 生：„„
引導：握水杯如果是光滑的握不住——粗糙，不用力握住也要往下掉——擠壓。 如圖，物體就直接放在粗糙水平面上有靜摩擦力嗎？ 生：是沒有摩擦的。
師：有拉力作用在物體上后物體有向右走的“想法”后才有靜摩擦力，這種想動而未動就是是相對運動趨勢。
綜上所述，靜摩擦力產生條件是„„（板書）
兩物體相互接觸，接觸面粗糙，相互擠壓即有壓力，有相對運動趨勢。
師：為了深入理解“相對運動趨勢”我們一起來看看這幾個例子。
【演示】1、向前推桌子不動，箱子相對接觸面想向哪個方向運動？
這種“想動而未動”的感覺就是相對運動趨勢。你是怎樣判斷的？
師：假設地面光滑，桌子運動的方向就是相對運動趨勢的方向——假設。
2、將桌上的水瓶豎直握在空中靜止。水杯在和手的接觸面上有向哪個方向的相對運動趨勢呢？
3、握著水杯勻速上升呢？
師：說明運動的物體間也可以有相對運動趨勢。相對運動趨勢是指相對誰的的運動趨勢。接觸面的運動趨勢。
師：請利用平衡知識分析水杯靜止時靜摩擦力方向是怎樣的？（舉手回答）
生：靜摩擦力沿接觸面豎直向上。
師：水杯勻速上升時受靜摩擦力嗎？
學生發言其他兩種模型靜摩擦力方向„„可見運動的物體也可以受到靜摩擦力，“靜”指相對接觸面靜止。
師：以上例子都說明靜摩擦力的方向是怎樣的？ 生：相反。
3、方向
靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，與物體相對運動趨勢方向相反。若接觸面是曲面 （12分鐘）
師：剛才的學習知道靜摩擦力方向判斷方法，接下來就要看靜摩擦力大小了。 4、大小：（板書）
師：回憶初中是用什么方法知道物體受到的靜摩擦力大小？討論以后舉手回答。
生：用彈簧測力計去拉物體，物體靜止時由而二力平可知拉力大小等于靜摩擦大小
測量靜摩擦力的方法
水平方向靜摩擦力等于拉力用了間接測量的方法。
儀器介紹：彈簧測力計固定在滑塊上，滑塊放在保持不動的木板上，保持二者相對靜止時，用手直接拉彈簧測力計測量二者靜摩擦力大小。
【實驗探究一】保持木板靜止，緩慢增大拉力，觀察滑塊沒有滑動之前彈簧測力計示數變化情況，靜摩擦力大小是怎樣變化?將探究情況寫在學案的實驗探究一下。1分鐘
師：小組代表分享你們探究的結論？
生：實驗觀察到靜摩擦力會隨拉力增大，„„
師：【思考】：靜摩擦力能否無限制增大？還有同學觀察到了什么現象？
學生發言。
生：實驗觀察到彈簧測力計示數先增大，后回落。 師：這說明物體受到的靜摩擦是可變的。
師：老師這有一套數字化摩擦實驗器能直觀反映靜摩擦力變化情況，研究對象小物體，把它放在能被電機勻速牽引的薄板上，相對滑動前，滑塊水平方向受到向左的拉力和向右的摩擦力（現場做出受力分析），滑塊靜止，由二力平衡得摩擦力等于拉力。拉力可用拉力傳感器測出，力傳感器的原理是以很短的時間間隔采集數據，將數據輸入電腦利用軟件作出力隨時間變化圖像。
邀請一位同學協助老師完成實驗。 展示軟件繪出的圖像。
師：由圖像可知靜摩擦力會增大。但增大是有限度的，到最大限度后小物體和滑塊發生相對滑動不再是靜摩擦力。
這個最大限度叫最大靜摩擦力。
這說明兩物體間的靜摩擦力確實是可以變化的，F在0 與最大靜摩擦力Fmax之間。（板書）Fmax在數值上等于物體剛剛開始運動時的拉力，
師：現在能試著解釋剛才拉開兩本相互交疊的書為什么這么困難嗎？ 因為兩本書之間最大靜摩擦力太大。
師：快速下蹲后能拉開就是減小了最大靜摩擦力，學了后面的知識就能更全面解釋這個問題。
剛才靜摩擦力增大到最大值后滑塊和木板產生相對滑動。靜摩擦力變成滑動摩擦力。
二、滑動摩擦力
當一個物體在另一個物體表面滑動的時候，會受到另一物體阻礙它滑動的力，這個力就叫做滑動摩擦力。
【討論】 師：請對照靜摩擦力產生條件找出滑動摩擦力產生條件和靜摩擦力產生條件的區別在什么地方？。舉手回答。
學生回答并引導強調不同點。
條件：接觸，粗糙，相互擠壓，有相對運動。
都是發生在接觸面上的。
所以滑動摩擦力方向與相對運動方向相反。 大小：
師：根據剛才的實驗現象（回憶初中學習的摩擦力知識）猜測滑動摩擦力大小可能與哪些因素有關？
生:壓力和接觸面粗糙程度„„ 師：還可能與哪些因素有關呢？ 生：……
師：科學探究就是要大膽假設，嚴密求證。細心撥開隱藏真理的層層迷霧，今天我們先研究
壓力和接觸面粗糙程度對滑動摩擦力的影響。
【問題】：老師提問，學生回答
師：一個物理量與可能多個因素相關，該用什么方法研究？ 生：（控制變量法，先控制接觸面粗糙程度不變，改變正壓力，觀察滑動摩擦力大小和正壓力的關系。）
師：我們先來做控制接觸面粗糙程度不變，改變正壓力，觀察滑動摩擦力大小和正壓力的關系。
【討論】請小組討論怎樣準確測量滑塊和木板間的滑動摩擦力？（1分鐘） 師：請第2組的同學說說你們是怎樣測量滑動摩擦力的？ 生：„„（用彈簧測力計拉著物體滑動。）
師：其他組對這個方法有沒疑問的？
怎樣保證物體滑動時彈簧測力計的拉力大小就是物體受到的滑動摩擦力呢？ 生：（勻速運動或者靜止）
師：如何保障小車勻速運動？有什么好的改進方案？
學生討論看看他們有沒有改進方法。學生展示他們的方法，做適當點評。
生：拉動下面的木板，和滑塊間產生滑動摩擦力。 師：滑板的運動狀態是怎樣的？ （作圖）一起對滑板做受力分析，根據滑動摩擦力方向的相對運動方向關系找出滑動摩擦力的方向。 生：„„ 師：
介紹自制的實驗儀器：
（展示實物圖）研究對象——小滑塊。薄木板用一根細線通過搖輪拉動，把固定有彈簧測力計的滑塊放在薄木板上，測力計另一端固定在水平支架上，搖動手柄緩慢拉薄板，類比到間接測量靜摩擦的方法，滑塊靜止，彈簧測力計示數得出滑動摩擦力大小。 在滑塊上增加砝碼改變正壓力后，再次搖動手柄使木板滑動，讀出滑塊靜止時彈簧測力計讀數。改變砝碼質量，將測量讀數記錄到表格里。
【實驗】：學生分組實驗：控制接觸面材料不變，探究滑動摩擦力和正壓關系。 注意：
1、 小組就是基本學習單位，講究分工合作，一人搖手柄，一人讀數，一人將器材還原，一
人操作改變砝碼，一人負責實驗安全。
2、 彈簧測力計每次都要調零，穩定時再讀數，讀數時視線垂直于刻度。
實驗時同學可站起來操作。用設計好的表格記錄數據。
第（）組探究摩擦力和正壓力關系數據記錄表 砝碼質量
滑塊質量 g，重力N 加100g砝碼，重力 0.98N 加200g砝碼，重力為
1.96N 加300g砝
碼，重力2.94N 加400g砝碼，重力 3.92 N 加500g砝碼，重力4.90N 總質量 正壓力（N）
滑動摩擦
力(N)
31分鐘
師：請兩組同學愿意展示你們的實驗數據。
師：請同學們根據你們組的數據猜測滑動摩擦力和正壓力的關系。
師：你是出于什么原因有這種猜測呢？
同學的猜測是遵從科學研究的“簡單性”原則，先從簡單的關系開始猜測驗證。
有多組數據后可用作圖法找出摩擦力和正壓力的關系。今天用電腦上代替我們以正壓力為橫軸，摩擦力為縱軸作圖。
（作圖）
根據點的走勢猜測可能是怎樣的圖像？
添加趨勢線后反向延長，觀察測得的數據點并不是都在線上，均勻分布在兩端，這其實是一個求平均值的過程。 （作另一個圖）
在實驗誤差允許范圍內，這兩個圖像可認為是過原點的。大量實驗表明：當接觸材料不變時，滑動摩擦力和正壓力成正比。
當在兩組圖像中控制壓力不變時，從圖像讀出的摩擦力不同，這是什么原因呢？
請兩組同學拿起小車觀察，觀察發現兩組的接觸面材料不一樣。，所以作出圖像的傾斜程度也不同。
綜上分析可得出結論： 接觸材料不變時，滑動摩擦力的大小跟壓力成正比，也就是跟兩個物體接觸面間的垂直作用力成正比。
F=uFN.
解釋其中每一個物理量的物理意義。FN為垂直的正壓力。u是比例常數，叫做動摩擦因數，沒有單位，它反應了接觸面的粗糙程度，高中階段接觸的材料都是小于1。
書上介紹幾種材料間的動摩擦因數。
知道這個關系后就能通過改變正壓力和接觸面粗糙程度改變物體間的摩擦力。
摩擦力的應用與防止
師：請利用今天學習的關于摩擦力的知識舉例說明生活中減小有害摩擦力的方法。
機械表上油減小摩擦，機器零件間涂潤滑油減小摩擦，磁懸浮列車減小摩擦„„
師：摩擦力一定是有害的嗎？生活中有哪些需要增大摩擦的例子？
生：汽車輪胎表面花紋以及防滑鏈增大摩擦體，操運動員涂防滑粉增大摩擦。
物理這門自然科學講究的是“從生活走向物理，從物理走向社會”，希望大家能用今天所學想辦法解決生活中利用和減小摩擦力的現象。
小結：
愉快的學習時間即將結束，今天這節課在知識和方法上你有哪些收獲呢？
稍顯遺憾的是同學猜測滑動摩擦力影響因素有這么多，但我們今天在課堂上只研究了兩種，還有面積和速度驗證，下來后用今天學的知識和方法以及借助網絡工具二次驗證。
雖然摩擦力這么常見，但還有到目前為止，科學界仍然未完全的弄清楚摩擦力的產生原理，說明以我們的眼光看似完整的知識實際上有許多領域有待研究，雖然這一節課結束了，正如摩擦力還有待研究一樣，我們求知和探索的腳步不能隨著下課鈴聲而停止。
五、板書設計
3、3摩擦力
一、靜摩擦力
1、條件：接觸、粗糙、擠壓、有相對運動趨勢 2、方向。
3、大小：0<F<FMAX 二、滑動摩擦力
大小：
結論：
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