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高中物理《摩擦力》教学设计

(2016-08-04 12:40:23)
分类: 研修作业、故事

   高中物理《摩擦力》教学设计

               赵其飞 (重庆第42中学  400013)

一、教材分析

摩擦力是力学中的三大性质力之一,正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。摩擦力是高中物理的基础知识,也是高考的重点内容。因此,摩擦力教学是高中力学教学中的一个重难点,要突破这道难关,要从学生能直接感受的事例入手,帮助学生建立摩擦力的概念。在摩擦力这节课中,重点是研究滑动摩擦力,要求会计算其大小和判断其方向,难点是静摩擦力,尤其是静摩擦力方向的判断。教师要尽力将学生初中学过的相关概念与本节的内容有机地融合在一起。教学中要力图从两种摩擦力的区别与联系出发,让学生从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同。同时,这是一节科学探究课,很符合新课程课标的要求,体现了物理知识来源于生活,服务于生活的特点,教材从生活中的摩擦现象导入,以探究影响静摩擦力和滑动摩擦力的因素为主线,通过探究实验去科学验证,最后让学生由感性认识上升到理性认识,加深对摩擦力的认识。所以本节课在物理教学中的地位和作用非常重要。

二、学情分析

1.学生状况:学生为高一年级一个普通班,学生的学习基础处于年级中等水平,但班级中有一部分学生思维较活跃;

2.知识基础:学生已经在初中学习过《摩擦力》的有关知识,但只是感性认识,对摩擦力的方向未知,原有的基础对学习本节课内容有一定帮助。

三、教学目标

1.知识与技能

(1) 知道摩擦力产生的条件。

(2) 能在简单问题中,根据物体的运动状态,判断静摩擦力的有无、大小和方向;知道存在最大静摩擦力。

(3) 掌握动摩擦因数,会在具体问题中计算滑动摩擦力,掌握判定摩擦力方向的方法。

(4) 知道影响动摩擦因数的因素。

2.过程和方法

   通过观察演示实验,概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点,培养学生的观察、概括能力。通过静

   摩擦力与滑动摩擦力的区别对比,培养学生分析综合能力。

3.情感态度与价值观

   渗透物理学方法的教育。在分析物体所受摩擦力时,突出主要矛盾,忽略次要因素及无关因素,总结

   出摩擦力产生的条件和规律。

四、教学重点和难点

1.本节课的内容分静摩擦力和滑动摩擦力两部分。利用学生的已有知识引入摩擦力概念,重点是摩擦力

   产生的条件、特性和规律。

2.难点是学生有初中的知识,往往误认为压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相等,因此必须指出

   只有当两物体的接触面垂直,物体在水平拉力作用下,沿水平面滑动时,压力N的大小才跟物体所受

   的重力相等。

3.在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。

五、教学资源

 实验仪器:长方体木块、弹簧测力计、砝码、毛巾、玻璃板、牙刷

 教学方法:实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、应用举例、练习巩固

六、教学流程

 

教师活动

学生活动

达到目标

1.用手拿起一本书,问书为什么没有掉下来?(边演示边讲解)

2.提问导入新课。

那么我们大家一起来回顾一下初中我们学习的摩擦力的有关知识。

①什么是摩擦力?

②摩擦力的种类?(静、滑动和滚动摩擦力)

③摩擦力的方向?

 

1.学生获得感性认识。陶冶情操。

2.学生边回顾边思考提问。举手说出所知道的问题,并进行简单了解。

3.明确课堂所要研究的任务。

1.使学生了解摩擦力带给我们的生活的情况,培养热爱生活的思想感情。

2.激发学生学习的欲望和好奇心。培养学生发现问题的能力,体现从生活走向物理的教学观念。

1.展示生活中的实例:

a.将手放在桌面上,用力向前推,有什么感觉?

b.在足球场上滚动的足球,最终为什么停下来?

c.为什么把两本书页相互交叉后很难拉开?

 

2.滑动摩擦力和静摩擦力的概念

◆相对运动和相对运动的趋势

物体之间接触并且相互挤压

◆物体之间接触要粗糙。

3.让学生结合初中知识,归纳出摩擦力的概念。

1.学生进行思考,从中发现:物体受到摩擦力,与初中的知识进行比较,归纳出两种不同类型的摩擦力。

2.观察归纳得出静摩擦力和滑动摩擦力的定义及区别

3.学生根据物体的受力情况进行分析,判断得出结论。

1.培养学生从简单现象中判断得出简单结论的能力,同时由于学生已有知识,需要加强指导,培养深入分析归纳能力。

2.以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力。用学生对实例分析,让学生初步了解摩擦力,为下面的探究打基础。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

讲解静摩擦力中“静”的真正的含义

1.产生静摩擦力的条件

1)物体与物体之间有相对运动的趋势(没有发生相对运动);

2)物体与物体之间接触并且相互挤压(有形变);

3)两个接触面不光滑,应有粗糙程度。

2.提问:你能否根据实际情况,判断物体是否受到静摩擦力?

3.演示实验:体验静摩擦力

两本书交叉一页一页地对插,然后把书分开,看看受力的大小。

提问:那么静摩擦力的大小到底有多大呢?

4.实验探究:探究静摩擦力的大小,测出最大值

 

高中物理《摩擦力》教学设计

用该实验装置进行研究:缓慢的拉动弹簧测力计读数和小木块的运动状态,并设计表格记录下物体的运动状态和物体所受静摩擦力的大小。

拉力F

 

 

 

 

 

 

 

 

物体运动状态

 

 

 

 

 

 

 

 

静摩擦力大小

 

 

 

 

 

 

 

 

注意:当物体开始运动后,就不再记录数据。

利用多媒体、实物投影仪进行分析、归纳。

 

5.但随后我们会发现,静摩擦力不会无限制增大,它的增大有一个限度,当超过这个限度时,物体将由静止变为运动。即由相对运动的趋势变为相对运动,此时所受摩擦力将变为滑动摩擦力。

静摩擦力的最大值Fmax叫做最大静摩擦力(将动未动时摩擦力)。它的数值等于物体刚开始运动时的拉力的大小。可见:两个物体间的静摩擦力可以是一个变力,它的大小可以在0Fmax之间,即                         0FFmax  

课本P57演示提出了一种测量最大静摩擦力的方法,由于静摩擦力的测量,要求物体间不能发生相对的滑动,在测量操作时,有一定难度,下图为另一种测量方法,可以给学生介绍。

高中物理《摩擦力》教学设计 

[最大静摩擦力的大小与哪些因素有关的探究]

回顾我们刚才的实验,我们一起来探究一下Fmax的大小与什么因素有关,关系怎样?

学生自己设计实验,得出结论。

1)与物体的所受压力(正压力)有关。

2)与物体的接触面的粗糙程度有关。

6.静摩擦力的方向

前面我们研究了静摩擦力的大小,现在我们来探讨一下静摩擦力的方向。

>静摩擦力的方向总是沿着接触面。(曲面则与接触面相切的方向)

让学生用桌面上的牙刷做一做

高中物理《摩擦力》教学设计 

高中物理《摩擦力》教学设计

静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反

此处相对运动趋势是指该物体相对于与它接触的物体(另一物体)而言的。

判断静摩擦力的两种方法

①假如法:可假设接触面是光滑的,看物体间是否会发生相对运动。

②状态分析法:根据运动状态,运用二力平衡方法或牛顿定律来判断。

(从物体受其他力和物体的运动状态(加速度)来判断的)以后拓展用。

高中物理《摩擦力》教学设计

4.静摩擦力的应用

阅读书本P58[说一说],了解静摩擦力的应用。

物体相对于传送带处于静止状态,判断下列传送带上物体有无静摩擦力以及其方向。

 

高中物理《摩擦力》教学设计

1.学生根据刚才的学习,归纳讲述“静摩擦力”产生的条件。

2.根据生活中的实例能判断物体是否受到静摩擦力。

3.学生动手参与实验,感受静摩擦力的大小。

4.进行探究实验,完成所要求的实验,得出结论。

结论:静摩擦力的大小随着拉力的增大而增大,并与拉力的大小相等。即当物体只是相对运动趋势时,此时:F=F

推论:静摩擦力与物体的压力、重力、接触面粗糙面的粗糙程度都有关。

 

5.学生根据具体的情景进行分析,从而得出实验探究的一些定性的理论分析拓展。

 

 

6.探究实验,目的在于学生的实验设计能力和探究能力,提高根据已有实验器材进行实验探究的能力。设计探究实验,得出结论。

 

7.学生分析问题,解决问题。清楚分析问题的过程。

 

 

 

 

 

 

 

8.学生通过具体问题的分析、求解,重在体验相对静止、相对运动、相对运动趋势的不同。理解“静”的深层含义,真正的体验,找出静摩擦力的方向。

 

 

 

 

 

 

 

 

9. 物理知识与应用有机结合在一起,达到活学活用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.让学生学以致用,真正的理解静摩擦力,并知道判断其方向。

1.使学生认识到复杂的事物由简单事物构成的道理。

2.会根据具体的情况判断静摩擦力的存在情况。

 

3.会用简单的实验感受到静摩擦力的大小,并设计出具体方案。

4.培养学生初步完整的探究实验的方案,通过实验的探究结论,同时加强实验的操作技能。

 

 

 

 

 

 

 

5.能从实际的情形中得出具体的结论,达到进一步研究的目的。

 

 

6.有问题通过实验探究来实现的思想。明确物理是一门以实验为主的学科的真实含义。

 

7.对具体问题的分析过程的理解,有增强克服困难的信心和决心,体验战胜困难,解决物理问题时的喜悦。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探索日常生活中的物理学道理,勇于探究日常生活中的物理学原理。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

滑动摩擦力的应用

前面我们研究了静摩擦力,现在我们继续做前面的实验,用力去拉木块,当力F>Fmax时,我们会发现木块在木板上开始滑动,拉力却明显减小,表明摩擦力明显减小,此时所受到的摩擦力为滑动摩擦力。学生在初中时已经做过探究。

1.当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时,会受到另一物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。

2.方向:滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,跟物体的相对运动的方向相反。

“相反”是指相对接触的物体,而不能相对别的物体。

所谓“相对运动”,指的是两个物体分别以对方为参照物所表现出来的运动,而不是相对地面或其他物体的运动。

高中物理《摩擦力》教学设计

观察AB上滑动时的情况进行具体的分析。理解相对运动含义。

3探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关呢

 

 通过实验让学生体会到不同物体间滑动摩擦力的大小会有所不同,进行思考:滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢?

A.与接触面的粗糙程度有关

B.跟物体间的压力(正压力)有关

C.跟物体接触面积的大小有关

 

根据以上几条猜测,设计实验去进行验证探索。(利用控制变量法来进行探究)

高中物理《摩擦力》教学设计

压力FN

 

 

 

 

 

摩擦力Ff

 

 

 

 

 

作出FN——Ff图象,寻找其中规律。

对实验过程和结论进行评估和交流。

③滑动摩擦力大小与接触面积无关。

滑动摩擦力的大小与正压力成正比,其比例系数由接触面的材料决定,称之为动摩擦因数(μ)即:   F=μFN

“μ”跟相互接触的两个物体的材料有关,还跟接触面的粗糙程度有关,没有单位。

[阅读P591了解几种材料间的动摩擦因数]

在上面的实验中,我们还可以得出一些其他结论:

①与面积无关;②在速度变化不大的情况下,滑动摩擦力的大小与速度也无关。对其他条件不变时,测出其由静止到运动一段时间内的摩擦力,作拉力―摩擦力的图象

高中物理《摩擦力》教学设计

【例题分析】

例题:P63页进行分析、板书过程体验。

1.学生小组讨论后提出问题。并确定探究的方向。

2.学生进行对比学习,得出滑动摩擦力的特点。

3.学生通过自己的比较探究过程,并分享其他同学的成果,修正自己的不足之处。

4.学生对成果进行分析论证。得出它们的特点。

5.就此结论进行实验探究。

6.鼓励学生在学习完静摩擦力的基础上提出问题,进行更深层探究。

7.师生一起对问题进行初步的评价和筛选,确定合理的问题进行探究,并就此进行猜想和假设,设计出实验方案并进行实验探究。

8.学生进行实验时进行个别指导,使得后进生能完成实验进展。(实验中还可让学生观察两次灯泡的亮暗)

9.分析论证后形成结论:

①滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。

②滑动摩擦力大小与(正压力)成正比。

 

10.学生就实验结论进行分析、深层拓展,达到最优。

1.培养学生在观察物理现象或物理学习过程中发现问题,有初步提出问题的能力和胆量。

 

2.学习拟定简单的科学研究的计划和实验方案。完成对知识的初步探究和理解过程。

 

 

 

3.鼓励学生从物理现象和实验中归纳科学规律,并能书面或口头表达自己的观点,使学生认识到实验、分析,论证在科学探究中的重要性。

 

 

4.培养合作的精神,敢于提出与别人不同的见解,勇于放弃或修正自己的错误观点,既坚持原则,又尊重他人。

 

 

5.培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探索日常生活中的物理学道理,勇于探究日常用品中的物理学原理。

 

6.具体问题的分析过程,让学生能从中了解到解决问题的规范和过程的重要性,养成良好习惯。

三、滚动摩擦

1、一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,叫滚动摩擦。

2、滚动摩擦比滑动摩擦小得多。

【做一做】体验滚动摩擦的大小。

【阅读】P60“科学漫步”――液体的阻力

1.学生之间交流,表达自己的观点,不懂的问题协商解决,不同的看法进行辩论。

2.从日常生活中发现物理学问题。

了解学生在日常生活中的观察能力,判断能力,同时指导学生用所学的知识分析实际问题。

小结和思考

1.请学生谈谈本节课的收获。

2.如何判别静摩擦力和滑动摩擦力?

3.完成问题与练习。补充一些与摩擦力有关的知识。

1 学生自己总结

2.了解一些判别方法。

3.完成思考题。

 

及时复习巩固,让知识系统化。

七、板书设计 

3节、摩擦力

1.静摩擦力

1)定义:有相对运动的趋势

2)产生条件:

3)大小: 0FFmax  (多由二力平衡来判断大小)

4)方向:

     2.滑动摩擦力

(1)定义:发生相对的运动

     2)产生条件:

     3)大小: F=μFN (由公式可知影响的因素)

     4)方向

3.滚动摩擦

八、教学反思

    本节课通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。本节课将教材安排的教师演示实验改为学生分组探究实验,鼓励学生在自己设计实验方案的基础上去探究,在讨论交流的过程互相学习,以培养学生的实验设计能力,动手操作能力和友好合作精神,从而使学生积极、主动地参与到探究过程中来,从中体验科学探究与发现的成就感。通过一段时间的教学,我基本了解了所教学生的学习现状和发展潜能,确定合适的教学起点、教学侧重点,使教学设计和教学实施具有针对性,避免盲目性。本堂课的学习目标的确定具体体现了“以学生的学习为本、以学生的发展为本”的新课堂教学设计理念。

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