高中物理人教版 (新课标)必修13 摩擦力教学设计

教材分析及内容

本节内容是初中摩擦力知识基础上的延伸和拓展，与弹力地位等同，本节知识是本章教学的重点，同时也是教学的难点，所以对这节课的教学内容要引起注意，由于摩擦力的问题复杂性，且在具体问题中又表现出“动中有静，静中有动”尤其静摩擦力在许多情形下似乎是“若有若无，方向不定”,因此对于初学者来说不易理解。

设计意图：

本课教学重点是围绕“摩擦力的大小与那些因素有关”这一问题，让学生提出假设，指导学生设计出合理易行的验证方案，开展科学验证。教学难点是对比实验中，学生对变量的选择与控制。这对刚刚接触“通过对比实验来搜集证据”的四年级学生来说是极具挑战性。方案设计不合理，影响操作的科学性；变量控制不严密，势必影响数据的真实性。以多元目标的实现为基础，帮助学生掌握科学的方案设计及变量控制的方法，使实验操作科学有效地进行是教师首先要关注的。

为解决上述难点，实现目标，教师调整了教材内容，淡化了摩擦力发生的条件和增大或减小摩擦力的方法部分，着重引导学生深入研究摩擦力的大小与什么有关的问题。教师强化了动手前的动脑环节，先让学生根据问题提出假设，并帮助学生将合理的假设进一步细化成具体的可操作的变量板书出来。在此基础上，让学生选择感兴趣的假设，设计验证方案，将操作的方法、步骤显性化，最后师生集中评议，提醒学生操作中的注意事项。有了这样的基础，学生操作的有效性，自然有了根本保障。

（一）、教学基本流程

教学过程：

    一、游戏导入，引导学生从生活中了解摩擦力。

     师：谁在家抓过鱼？（生纷纷举手示意抓过）

     师：我这里有两条泥鳅（师从讲台下取出装有泥鳅和细砂的水槽），谁能帮我把它们抓起来，放到另一只水槽中？

    生抓泥鳅。（他先用一只手，再用两只手，始终抓不住，显得焦急万分，当他准备用双手和前胸来捧时，台下学生和听课教师都被逗乐了，师示意他别弄湿了衣服停下。）

     师：你有什么感觉？

     生：太滑了，抓不住。

     师：看来还得老师给你帮忙。（师用网兜将泥鳅兜住，倒入装有细砂的水槽中，泥鳅翻腾挣扎）

     师：再请你把它们救回水中。

     生稍加努力，分别将泥鳅捉入水中。

     师：这一次，你又有什么感觉？

生：不太滑了，泥鳅身上有砂子。

     师：谢谢这位同学，其实他第二次比较容易抓住泥鳅，关键靠一种力帮忙，你知道是什么力吗？

     生: 摩擦力.

     【评析：学生抓过鱼、黄鳝等动物，对“滑”有切身体验，让学生在水中和砂中对比抓泥鳅，就是激起他们对已有经验的回忆，引出摩擦力，同时激发学生学习的兴趣。】

师: (板书:摩擦力)请同学们找一找生活中哪儿有摩擦力?

生1: 汽车刹车的时候有摩擦力.

师: 汽车刹车时哪儿有摩擦力, 能说具体点吗?

生1:汽车刹车时，轮子与路面之间有摩擦力。

生2: 擦黑板的时候, 黑板擦与黑板之间有摩擦力。

生3: 用橡皮擦错字时, 橡皮与纸之间有摩擦力。

生4: 玩滑滑梯时, 屁股与滑板之间有摩擦力(生笑)。

师: 让我们来感受一下摩擦力吧(师边说边示范)，请把手放在桌面上，由后向前移动。(生跟着做动作)

师: 再用干净些的手在自己的脸颊上擦一擦.。（生做动作)

师: 同学们感受到力了吗?

生:感受到了。

师: 那谁来说说摩擦力是一种什么样的力?

生1: 摩擦力在两个物体之间。

生2: 摩擦力在物体互相摩擦的时候才有。

生3: 摩擦力能产生热量。

师：当一个物体在另一个物体表面运动时(师用两个手掌同步作出动作)，在两个物体之间会产生一种阻碍物体运动的力，这种力就叫摩擦力。今天,我们就来研究摩擦力的秘密.(师板书完成课题)

【评析： 让学生举例、活动，既了解了学生原有的知识基础，又让学生加强了体验，便于教师对概念的阐述和学生对概念的理解。】

     二、提出问题,进行假设,确定验证方案

     师：关于摩擦力你最想研究什么问题？

生1: 摩擦力的大小(师板:大小)

生2: 摩擦力的大小与哪些因素有关?(师接上面问题板书:大小与那些因素有关?)

生3: 摩擦力的大小是否与物体的光滑程度有关?

生4: 是不是只有两个物体摩擦才有摩擦力,三个物体摩擦有没有摩擦力?

师: 你是想研究摩擦力的形成。(板书: 形成)

生5: 我想研究摩擦力的作用。(板书: 作用)

生6: 我想研究摩擦力的大小是不是与物体的轻重有关?

生7:我想研究空气与物体能否产生摩擦力?(板书: 空气与物体能否产生摩擦力)

 【评析：教师本意是让学生学会提出问题。课前教师为调查学生的知识基础，曾让学生思考过“摩擦力的大小可能跟哪些因素有关”，所以生3、生4的提出的问题有较强的指向性。其实，这一环节提出的众多问题，教师并未引导学生去开展研究，流于形式。教师应引导学生对提出的问题加以整合，如生1、生2、生3、生6的问题都可以整合成“影响摩擦力的大小的因素”这一问题，从而避免随后的教学环节中教师指定问题，强加给学生的现象】

师: 由于只有一节课的时间,我们就选一个问题来研究(师手指第一个问题),猜一猜,摩擦力的大小可能与那些因素有关?

生1: 可能跟物体的光滑程度有关

师: 能不能讲具体,比如光滑的情况下摩擦力怎么样,不光滑的情况下摩擦力又怎样?

生1: 光滑的情况下摩擦力小,不光滑的情况下摩擦力大.(师板书:

与物体的光滑度有关, 光滑-----小;粗糙-----大)

生2: 摩擦力的大小可能跟物体的轻重有关.

师: 也请你说具体,物体重了怎样?轻了怎样?

生2: 重了产生的摩擦力大,轻了产生的摩擦力小.(师板书:与物体轻重有关, 轻-----小; 重-----大)

生3: 与物体的大小有关，大的摩擦力大，小的摩擦力小。

师: 是指整个物体的大小，还是指物体摩擦时接触面的大小?

生3: 应该是接触面的大小，接触面大摩擦力就大，接触面小摩擦力就小。(师板书:接触面小-----小; 接触面大-----大)

生4:与物体的材料有关。

师: 怎么说?

生4: 比如海棉与木块的摩擦力就不一样.(师板书:与物体的材料有关)

生5：与物体的软硬有关，软的摩擦力大，硬的摩擦力小。（师板书：与物体的软硬有关，硬-----小；软-----大）

【评析：教师对学生的假设处理得很细致，目的在于使学生头脑中笼统抽象的猜想转化为具体清晰的可操作的实验变量，这对独立解决问题能力相对较弱的学生来说，是一种指导，教师的指导就应针对学生最感困惑的地方。】

师：同学们很爱动脑，提出了许多假设，假设需要…（生齐答：验证）。课前，老师为大家准备了一些实验材料，（师借助视频展示台一一介绍）有一面光滑一面粗糙的纤维板；有面积大小不同，并一面带胶皮的小木块；还有测力计，今天我们就借助测力计来测拉力，以此来了解摩擦力的大小。下面请同学们做两件事：1、小组商量一下，从这么多假设中选择一个你们最感兴趣的假设；2、根据选择的假设，设计一组实验来验证，并把实验的方法和步骤写下或画下，完成这张实验记录的上半部分（师举起实验记录单），材料员来取单子。

（材料员取实验记录单，学生分组讨论填写。师在巡视的过程中发现有些学生选用了课堂上不具备的材料，及时提醒学生要用教师提供的或身边已有的材料来设计实验，以保证实验能当堂进行。大约5分钟后，教师示意学生停止。）

【评析：教师对实验材料的介绍，同样有对对比实验方法的暗示作用。】

师：下面哪个小组愿把你们的设计方案展示给大家看？

生1：（带着方案放在视频台上）我们选择的假设是摩擦力的大小与物体的光滑程度有关。具体的方法是：用测力计拉小木块，先在纤维板光滑的一面拉，拉三次；再在纤维板粗糙的一面拉三次；最后比较它们拉力的大小。

师：对他们小组的方案，有没有什么看法或建议？

师：（学生毫无反应）是不是大家觉得他们的方案已很好了？我倒是有两个问题，照他们的方案，只有什么条件不同？哪些条件必须相同？

生1：不同的条件是：一个要在光滑的一面拉，一个要在粗糙的一面拉。

生2：相同的条件是：拉的都是同一个木块。

师：也就是什么相同？

生2：也就是重量相同。

生3：要用同一个测力计来测。

生4：要用一样的力气来拉。

师：也就是说，拉的时候，尽量让小木块不快不慢按一样的速度前进。

生5：小木块摆放的姿势要一样。

师：对，否则它们接触面的面积就不一样了。

师：（见无人举手）总之，这是一组什么样的实验？（生齐答：对比实验）那只允许一个条件不同，其他条件要…（生齐答：完全相同）对，至少要尽量相同。方案有问题的小组，呆会儿继续讨论完善，没问题的，材料员拿材料进行实验验证。动手前我还想提醒大家：什么时候读数呢？

生6：拉的时候。

生7：指针停下来的时候。

师：对，当小木块匀速前进的时候，测力计的指针会相对的稳定在某一位置，这时就可以读数了。

（学生修改方案后，所有小组都派人上来取材料，然后小组展开实验，活动约进行了7分钟。）

【评析：针对某一方案进行集中评议，突出了变量控制的细节，强调什么时候读数以及让小木块匀速前进，突出了实验操作的细节，这些都是实验能有效进行的保障。若能让研究其他因素的小组也能这样汇报交流就更好了。这也反映了科学探究活动的深入与有限的课堂教学时间的矛盾。】

三、组织交流，汇报研究发现

师：（示意学生停下）下面哪个小组愿把自己的研究成果与大家分享？

生1：（走上讲台，将研究实验记录放在视频台上，以下汇报都是这样）我们小组选择的假设是：摩擦力的大小可能与物体的光滑程度有关。我们先用一块小木块竖着在纤维板光滑的一面拉了三次，分别是：0.1牛，0.15牛，0.1牛；又竖着在粗糙的一面拉了三次，分别是：0.2牛，0.25牛，0.2牛；我们发现，在光滑的一面拉用的拉力小，也就是摩擦力小；在粗糙的一面拉用的拉力大，也就是摩擦力大。

师：对他们小组的实验情况，同学们还有什么问题？

生2：我觉得他们拉的不准，每一种情况拉出来的拉力应一样大，他们都不一样，我觉得她们拉的有问题。

师：你觉得他们没用一样的力来拉？（似觉有妥，又做补充）没有使小木块匀速前进？

生2：是。

生1：我们的数据是不一样，但差距很小。

师：数字之间差距很小，（对生2）这种解释能接受吗？

生2：我还是觉得她们测得不准。

师：你们测的结果前后都一致吗？

生2：是。

师：那么像曲艺（即生1）小组那样，测量的结果有细微的差别，也是正常的。曲艺，由你们的实验，我们能得出怎样的结论（师手指黑板上的假设记录）

生1：我们认为摩擦力的大小与物体的光滑程度有关，光滑的物体摩擦力小，粗糙的物体摩擦力大。

师：也就是说，你认为这个假设是对的？其他研究相同假设的小组同意吗？大家同意吗？（生点头后，师划钩。）

师：还有哪个小组愿意汇报？（生举手踊跃）

生3：我们研究的假设是：摩擦力的大小可能跟物体的轻重有关。我们的方法是，先用一个小木块在桌上拉，第一次是0.25牛，第二次是0.25牛，第三次是0.3牛；第二回加个小木块拉，第一次是0.6牛，第二次是0.6牛，第三次是0.55牛。我们发现：不加小木块产生的摩擦力小，加木块产生的摩擦力大。

（生2再次举手，师示意他发言）

生2：他们拉的前后数字也不一样，有问题。

师：你对这个问题似乎很有意见，看来，你拉的比他们好。

师：（对生3）由你们的实验，可以得出什么结论？

生3：摩擦力的大小与物体的轻重有关系。

师：同意吗？（生同意后，师在这一假设后划钩）

【评析：生2两次针对不同小组在相同情况下测不出相同数据提出看法，他提出问题源于他们每次的结果都是一致的，说明这是个执着又有思想的孩子。可能他的操作更规范，观察更仔细，教师在此处如果不忙于走教案，而是停下来，让他说说他们是怎么拉的，怎么读数的，不仅是对这位同学的鼓励和肯定，同时对提高其他同学的操作技能和细致态度也有帮助。】

师：还有哪个小组研究了不同假设？

生4：我们研究的是：摩擦力的大小可能跟接触面有关。验证的方法或步骤是：先把小木块躺着摆，再竖着摆，各拉三次。躺着摆，第一次是0.15牛，第二次是0.15牛，第三次还是0.15牛；竖着摆，结果三次也是0.15牛。我们的发现：虽然它们的面积不一样大，但它们产生的摩擦力一样。

师：他们有了这样的发现，下面还有研究这种假设的吗？

师：（见无人举手，对生4）那你们能得出什么样的初步印象？

生4：摩擦力的大小与接触面的大小没有关系。（师在该项假设后打叉）

师：还有验证其它假设的吗？（学生没有反应）

师：那我们看第一种假设（指与物体光滑程度有关），验证的举手，都同意这种假设吗？（绝大多数学生都举手并表示同意）。那研究第二种的呢（指与物体的轻重有关）？你们也都赞同这种假设吗？（三个小组举手并表示同意）。第三种假设（指与物体的接触面有关）只有他们一个组验证的。那么现在我们可以初步作出什么结论了？（此时下课铃响起）

生：摩擦力的大小与物体的光滑程度有关，与物体的轻重有关，与物体的接触面无关。（师在三种假设前画星）

四、总结反思，课后延伸

师：已经下课了，学了今天这节课，你最想说句什么话？

生1：我知道了摩擦力跟哪些因素有关。

生2：我知道了什么是摩擦力。

生3：我知道了怎样设计实验验证摩擦力与哪些因素有关。

教学评析：

本课根据课程标准与课堂教学的实际，淡化了教材中研究摩擦力发生的条件和针对不同情况设计增大或减小摩擦力的方法部分，着重引导学生深入研究摩擦力的大小与哪些因素有关。教学活动中，除强调动手做外，更强调动脑。真正的学习并非发生在学生的手上，而是发生在他们的头脑内部。因此，整个探究活动，教师引导学生对影响摩擦力大小因素进行猜测，为验证猜测制定研究计划，考虑变量的选择与控制，对获得的数据进行整理分析等处理，在与同伴的对话与交流台相互质疑和评价等等。增加了学生探究活动的思维含量，提高了探究活动的有效性。