2021学年第三章 相互作用——力2 摩擦力教案

3.2 摩擦力

【教材分析】

本节内容是在初中摩擦力基础上的延伸和拓展，它是学生充分掌握了重力、弹力后，接触到的另外一种性质的力。本节既是力学的基础，也是高中物理的基石。重点的同时也是难点，故应对该节内容的教学引起高度的重视。本节课的教学重点是通过定量实验认识摩擦力的规律，教材通过真实物理情境的创设，引导学生思考滑动摩擦力与压力的大小关系，从而进入滑动摩擦力的学习；通过人推沙发未推动这样一个真实情景引入静摩擦力。极好的体现了新教材让学生在体验知识的形成与发展过程中，主动获取知识的精神。在通过实验得出有关摩擦力的知识后，注重引导学生运用所学知识去分析解释生产生活中的摩擦现象，并能用这些知识解决实际生活中遇到的问题。

【教学目标与核心素养】

[物理观念]知道滑动摩擦力概念及产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向并计算大小；知道静摩擦力概念及产生的条件，会判断静摩擦力的方向并根据受力平衡计算大小；会区分滑动摩擦力和静摩擦力。

[科学思维]通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力。

[科学探究]让学生通过真实情境体会摩擦力，经历从静摩擦力到滑动摩擦力的研究过程，在此过程中培养学生的观察、实验和分析问题的能力。

[科学态度与责任]能从物理学的视角正确描述和解释自然现象，能综合应用物理知识解决实际问题。

【教学重难点】

教学重点：认识静摩擦力，知道最大静摩擦力。

教学难点：利用滑动摩擦力的概念及产生条件，判断滑动摩擦力的方向。

【课前准备】

多媒体课件、木块、弹簧秤、钩码等。

【课时安排】

1课时

【教学过程】

[新课导入]

物体为何可以静止在斜面上？

用手握住水杯，水杯为何不会掉落？

公路上关闭发动机的汽车，为何会停下？

教师活动：展示课件，提出问题。

[新课讲授]

一、滑动摩擦力

学生活动：参与“感受摩擦力”活动。阅读课本内容找到滑动摩擦力的定义和产生条件。

归纳总结：

1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对滑动时，在接触面上会产生的一种阻碍相对滑动的力。

2．条件：两个物体相互接触并且挤压；两个物体间的接触面粗糙；两个物体间发生相对运动。

教师活动：展示图片，提出问题——滑动摩擦力的方向如何？

教师活动：滑动摩擦力的大小和什么有关系呢？研究多个变量之间的关系时，采取什么方法？引导学生思考设计实验装置。

播放实验视频。

学生活动：学生就老师提出的问题思考并观看实验视频。

归纳总结：滑动摩擦力与运动状态、接触面积无关。与物体间的压力、接触面的粗糙程度有关。当木块对木板的压力越大，表面越粗糙时弹簧秤的示数越大。进一步的实验表明，滑动摩擦力与压力成正比，摩擦力的方向与相对运动方向相反。

3．方向：跟物体相对运动的方向相反。

4．大小：Ff =μFN

μ：动摩擦因数

教师活动：展示一道求解摩擦力的例题。

学生活动：阅读题目后分析求解，代表板演至黑板上。

例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为4.9×103 kg。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？g取10 N/kg。

思考：

1．若v1=0，v≠0，A所受摩擦力方向如何？

2．若v1≠0，v≠0，且v1>v，A所受摩擦力方向如何？

3．若v1≠0，v≠0，且v1<v，A所受摩擦力方向又如何？

结论：滑动摩擦力与运动方向无关，与相对运动方向相反。

教师活动：播放视频。

提出问题——相互接触的物体处于相对静止，是否也可能存在摩擦力？

学生活动：观看视频，思考老师提出的问题，讨论后得出结论：存在。

教师活动：展示小朋友推沙发未动的情景，提出问题——这种摩擦力是滑动摩擦力吗？产生条件是什么？方向又如何？

学生活动：观察图片且阅读课本，思考老师提出的问题，讨论后得出结论：据二力平衡的知识，这时一定有一个力与推力平衡，阻碍相对运动发生的力，这个力不是滑动摩擦力，因为沙发与地面仅有相对运动趋势，而未发生相对滑动。这种摩擦力是静摩擦力。

归纳总结：

1．定义：两个相互接触的物体之间只有相对运动的趋势而没有相对运动，受到阻碍相对运动趋势的力。

2．方向：阻碍物体相对运动趋势的方向。

3．条件：两个物体相互接触并且挤压；两个物体间的接触面粗糙；两个物体间有相对运动趋势。

教师活动：静摩擦力的大小又如何呢？播放视频。

学生活动：观看视频。结合人推沙发的实际体验思考老师提出的问题，组内交流讨论后得出结论，静摩擦力有最大值。

4．大小：0＜f≤fmax

fmax：物体刚刚要滑动时的摩擦力。

教师活动：展示课堂引入时的问题。

学生活动：思考问题后交流讨论，代表给出结论后继续观看有关静摩擦力的视频，加深对静摩擦力的理解。

情景一中物体受到静摩擦力、支持力、重力，合力为零。

情景二中水杯受到静摩擦力与重力平衡。

情景三中关闭发动机的汽车仅受滑动摩擦力一个阻力最终会停下。

教师活动：展示生活中的一些情景，提出问题——哪些情景需要减小摩擦力的影响呢？

学生活动：观看图片，思考讨论提出的问题，得到结论——轮胎表面、鞋底通常有凹凸不平的纹路，增大摩擦力。

课后思考题：

1．只有静止的物体才受静摩擦力作用？

运动的物体可不可能有静摩擦力？

2．只有运动的物体才受滑动摩擦力作用？

静止的物体可不可能有滑动摩擦力？

3．摩擦力可不可以是动力？

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