第3章第3節(jié) 3.3摩擦力教案（新必修1）

1、.3.3摩擦力一、 教材分析摩擦力是力學(xué)中的三大性質(zhì)力之一，正確認(rèn)識(shí)摩擦力對(duì)后面知識(shí)的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用.在摩擦力這節(jié)課中，要求會(huì)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小和判斷其方向，以及靜摩擦力的大小和方向的判斷.老師在教學(xué)過(guò)程中要將學(xué)生在初中所學(xué)過(guò)的相關(guān)概念與本節(jié)內(nèi)容相結(jié)合，與生活中的實(shí)例相結(jié)合，逐步引導(dǎo)、循循善誘，對(duì)兩種摩擦力的大小和方向斷定有個(gè)明晰的認(rèn)識(shí).在探究過(guò)程中要充分利用初中二力平衡的知識(shí)，在物體從靜止到運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中認(rèn)識(shí)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小變化情況，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)從感性到理性發(fā)生質(zhì)的變化.對(duì)于動(dòng)摩擦因數(shù)的教學(xué)最好通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究得出.由于本節(jié)課的特點(diǎn)，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中要充分表達(dá)新課標(biāo)的探究精

2、神，讓學(xué)生多用所學(xué)知識(shí)提醒生活中的相關(guān)現(xiàn)象本質(zhì).二、 教學(xué)目的知識(shí)與技能 1.知道什么是靜摩擦力、最大靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力. 2.能計(jì)算靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力的大小并會(huì)判斷它們的方向. 過(guò)程與方法 1.學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并使用控制變量法對(duì)影響滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力大小的因素進(jìn)展實(shí)驗(yàn)探究. 2.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維才能,培養(yǎng)學(xué)生利用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的才能. 情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)靜摩擦力的探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法.三、 教學(xué)重點(diǎn)1.滑動(dòng)摩擦力的大小及方向的判斷. 2.靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷. 3.靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律.四、 教學(xué)難點(diǎn)1.靜摩擦力有無(wú)的判斷和方向的判斷. 2.靜摩擦力大小的

3、計(jì)算.五、 教學(xué)過(guò)程活動(dòng)導(dǎo)入 準(zhǔn)備兩只碗，分別放入數(shù)量較多的玻璃小球，一只碗內(nèi)是光滑干凈的，另一只碗內(nèi)是粘有灰塵的.請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)把玻璃球從碗中用筷子夾出來(lái)，比賽看誰(shuí)夾得快.然后讓兩位同學(xué)分別說(shuō)出自己的感想,從而引出摩擦力的問(wèn)題. 情景導(dǎo)入 課件展示播放運(yùn)發(fā)動(dòng)滑雪的錄像,如圖3-3-1,讓學(xué)生說(shuō)出滑雪要求的環(huán)境條件，然后導(dǎo)出摩擦力的概念.圖3-3-1 問(wèn)題導(dǎo)入 粉筆在黑板上可以寫(xiě)出字來(lái),在玻璃上寫(xiě)得出來(lái)嗎?試試看.想想假設(shè)在外面的柏油路面上用粉筆寫(xiě)字又會(huì)有何不同?為什么？你認(rèn)為摩擦力是一種什么樣的力？ 讓學(xué)生用自己的語(yǔ)言表達(dá)摩擦力.推進(jìn)新課 學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)摩擦力，通過(guò)直接提問(wèn)使學(xué)生回憶并

4、表達(dá)摩擦力的概念. 概念：兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫做摩擦力.本節(jié)課就來(lái)深化研究摩擦力. 請(qǐng)學(xué)生做個(gè)小實(shí)驗(yàn)：要求學(xué)生用逐漸增大的程度力推動(dòng)在教室中放置的桌子，直到推動(dòng)一段間隔 .設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生體會(huì)并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用，使學(xué)消費(fèi)生對(duì)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的感性認(rèn)識(shí) 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生按老師要求推桌子，并感受推力大小變化. 問(wèn)題：為什么用力推桌子而桌子不一定運(yùn)動(dòng)？為什么想讓桌子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)還要繼續(xù)推？ 初步引出對(duì)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的感性認(rèn)識(shí). 一、靜摩擦力 由用力推桌子而不動(dòng)，師生討論引導(dǎo)出靜摩擦

5、力的概念：兩個(gè)互相接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而又保持相對(duì)靜止時(shí),在接觸面間所產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜摩擦力. 問(wèn)題：靜摩擦力是一恒定的力嗎？怎樣求靜摩擦力的大??？怎樣判斷靜摩擦力的方向？ 【實(shí)驗(yàn)探究】 在程度桌面上放一木塊，用彈簧測(cè)力計(jì)沿程度方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動(dòng)，并不斷緩慢地增大拉力.注意提示學(xué)生觀察彈簧秤的示數(shù)變化. 實(shí)驗(yàn)如圖3-3-2：圖3-3-2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：我們可以看到隨著拉力的增大，彈簧秤的示數(shù)不斷增大. 結(jié)論：由二力平衡的知識(shí)可以知道，木塊受到的靜摩擦力大小等于彈簧秤的拉力，方向和拉力的方向相反.所以靜摩擦力不是一固定值，它隨外力的變化而變化，總是和外力大小相等

6、、方向相反. 繼續(xù)試驗(yàn)：在彈簧測(cè)力計(jì)指針下輕塞一個(gè)小紙團(tuán)，它可以隨指針挪動(dòng)，并作為指針到達(dá)最大位置的標(biāo)志.在剛剛實(shí)驗(yàn)的根底上繼續(xù)用力，當(dāng)拉力到達(dá)一定的值時(shí)木塊開(kāi)場(chǎng)挪動(dòng)，此時(shí)拉力會(huì)突然變小.要求學(xué)生記下剛剛的最大值. 結(jié)論：靜摩擦力的增大有一個(gè)限度，這個(gè)限度就是最大靜摩擦力Fmax，其值等于物體剛剛開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力.兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力F在0與最大靜摩擦力Fmax之間. 問(wèn)題：最大靜摩擦力的大小和什么因素有關(guān)呢？老師提出問(wèn)題，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最大靜摩擦力大小的決定因素 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并探究，整理分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). 參考設(shè)計(jì)： 1.裝置如上面的實(shí)驗(yàn)，在木塊上面增加砝碼，驗(yàn)證在不同的

7、壓力作用下的最大靜摩擦力的大?。槐３謮毫Σ蛔?，分別在桌面上、棉布面上、毛巾面上驗(yàn)證最大靜摩擦力的值. 2.用手握一油瓶，手的握力恰好使得油瓶不下落，此時(shí)最大靜摩擦力等于瓶的重力.不斷增加瓶中的油，要想瓶恰不滑落，應(yīng)該增加手的握力即壓力,由此判斷最大靜摩擦力和壓力的關(guān)系.換用不同粗糙程度的瓶子做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證最大靜摩擦力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系. 活動(dòng):學(xué)生交流討論并得出結(jié)論: 1.靜摩擦力大小值并不唯一； 2.最大靜摩擦力與壓力和接觸面有關(guān)系. 引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)一下生活中和消費(fèi)中利用靜摩擦力的事例. 課件展示圖片例如：圖3-3-3課堂訓(xùn)練課件展示 1.有關(guān)靜摩擦力的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A.只有靜止的物體

8、才受靜摩擦力 B.靜摩擦力與壓力成正比 C.靜摩擦力可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直 D.靜摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一定相反 解析：受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，故A錯(cuò).靜摩擦力的大小與壓力無(wú)關(guān)，而與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所受其他力的情況有關(guān)，故B錯(cuò).靜摩擦力的方向可與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度，故C正確.靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，但一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，故D錯(cuò). 答案：C 2.如圖3-3-4所示，用外力F程度壓在質(zhì)量為m的物體上設(shè)受力F的面絕對(duì)光滑，恰好使物體靜止，此時(shí)物體與墻之間的摩擦力為_(kāi)；假如F增大為3F，物體與墻之間的摩擦力為_(kāi).圖3-3-4 解析：物體受向下的重力為mg，由二力平衡條件知靜摩擦力大小

9、也為mg，方向向上，當(dāng)推力增為3F時(shí)，物體重力不變，那么靜摩擦力也不變. 答案：mg mg 二、滑動(dòng)摩擦力 概念：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體外表上滑動(dòng)的時(shí)候，會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.滑動(dòng)摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.可以通過(guò)復(fù)習(xí)回憶得出，或者通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出，也可以直接給出 提出要求利用教材演示實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，定量研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素.設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生意識(shí)到應(yīng)采用控制變量法進(jìn)展多變量的研究；使學(xué)生體會(huì)摩擦力的大小的影響因素 1.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展實(shí)驗(yàn)原理的探究. 學(xué)生活動(dòng):考慮并交流討論得出利用二力平衡定量測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小 2.

10、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展實(shí)驗(yàn)方法的探究 學(xué)生活動(dòng):考慮并交流討論得出控制變量法 3.組織學(xué)生利用已有器材進(jìn)展實(shí)驗(yàn)探究 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生進(jìn)展分組實(shí)驗(yàn)探究 4.要求學(xué)生設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析初步得出自己的結(jié)論. 學(xué)生活動(dòng):展示自己的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析，最終定量得出壓力與滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系，對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)有定性的認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理才能 小結(jié)：滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式f=N.設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)及邏輯推理才能 介紹動(dòng)摩擦因數(shù)的物理意義及常見(jiàn)材料間的動(dòng)摩擦因數(shù). 課件展示：幾種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)材料動(dòng)摩擦因數(shù)材料動(dòng)摩擦因數(shù)鋼鋼0.25鋼冰0.02木木0.30木頭冰0.03木金屬0

11、.20橡膠輪胎路面干0.71皮革鑄鐵0.28 例題.滑雪是北方地區(qū)人們喜歡的一種運(yùn)動(dòng).有的地方人們用鹿拉滑雪板進(jìn)展滑雪比賽.滑雪板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，滑雪板和人的總質(zhì)量為180 kg.假如鹿拉著滑雪板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求鹿的拉力大小. 解析：由于滑雪板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可知鹿的拉力F與滑動(dòng)摩擦力的大小相等，即F=f.同時(shí)，滑雪板與冰面的壓力N與滑雪板和人的重力相等，即N=G. 由滑動(dòng)摩擦力公式，可求出鹿的拉力大小為 F=f=N=Mg=0.02×180×9.8 N=35.3 N. 答案:35.3 N課堂訓(xùn)練 質(zhì)量為2 kg的物體，靜止在程度面上.物體與地面間的動(dòng)摩擦因

12、數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小視為相等.給物體一程度拉力. 1當(dāng)拉力大小變?yōu)? N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？ 2當(dāng)拉力大小變?yōu)?2 N時(shí)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？ 3此后假設(shè)將拉力又減小為5 N物體仍在滑動(dòng)，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？ 4假設(shè)撤去拉力，在物體繼續(xù)滑動(dòng)的過(guò)程中，地面對(duì)物體的摩擦力是多大？取g=10 N/kg 解析：1當(dāng)拉力F=5 N時(shí)，F(xiàn)fmax,物體沒(méi)有滑動(dòng)，地面對(duì)物體的摩擦力為靜摩擦力,f=F=5 N； 2當(dāng)拉力F=12 N時(shí)，F(xiàn)fmax,物體滑動(dòng)起來(lái)，地面對(duì)物體的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力F滑=N=mg=0.5×2×10 N=10 N； 3當(dāng)拉力

13、又減小為5 N時(shí)，由于物體仍在地面上滑動(dòng)，所以物體受到地面的摩擦力仍是滑動(dòng)摩擦力，所以仍是10 N； 4當(dāng)拉力撤去后，由于物體繼續(xù)在地面上滑動(dòng)，物體受到地面的摩擦力仍是滑動(dòng)摩擦力，所以仍為10 N. 答案：15 N 210 N 310 N 410 N 知識(shí)拓展 增大有益摩擦： 1.增加物體外表的粗糙程度.如：鞋底、車(chē)輪胎、各種旋鈕外表都有花紋. 2.增大壓力.如：電動(dòng)機(jī)的皮帶拉得很緊，以便增大壓力來(lái)增大摩擦力，防止皮帶打滑. 減小有害摩擦： 1.用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦：用滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承. 2.減小外表粗糙程度：加光滑油.六、 課堂小結(jié) 1.兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，叫摩擦力.靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力符號(hào)及單位產(chǎn)生原因外