7.6 探究：摩擦力的大小与什么有关 ---2023-2024学年北师大版物理八年级下学期

探究摩擦力的大小与什么有关教案(新授课) 学科 物理 年级 八 授课时间 课题 章节六 探讨影响摩擦力变动的主要因素 课时 三维 目标 1. 关键技能的实践与锻炼： (1) 识别滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦的特点。 (2) 理解影响滑动摩擦力大小的主要因素。 (3) 通过实例分析，学会增强有益摩擦和减少无谓摩擦的策略。 2. 学习方法与能力提升： (1) 观察生活中的摩擦实例，增强学生发现和提出问题的能力。 (2) 通过实验操作，掌握对比分析的技巧。 (3) 在摩擦议题讨论中，找出问题关键并设计解决途径，以增强团队协作和表达能力。 3. 学习态度与价值观的塑造： (1) 学习摩擦相关的知识及其在生活中的应用，激发学生对物理学的兴趣和好奇心。 (2) 在学习过程中，注重培养学生的科学探究精神和创新能力。 重难点 1. 研究决定滑动摩擦力大小变化的各个因素，设计实验的执行步骤以及实验方案的规划 2. 灵活运用控制单一变量技术；学习测量摩擦力的专业技巧 课型 新授课 教 学 过 程 环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入新课 1. 设立情境，引发思考 (1) 观摩比赛：冰球赛事中冰球滑行的减速与停止；速滑选手冲刺后的减速静止；骑行者停止踏板后的惯性滑行。 (或者实验演示：木板从斜坡下滑至平整桌面最终停止滑动的全过程。) 教师提问：这些物体为何最终都停止了运动？ (2) 开展小组实践操作任务。 观看片段，分析相似之处以及形成因素。 学生：这个现象是摩擦力作用的结果。 实践操作：尝试用橡皮去除书本上的文字或用布擦拭桌面，体会和认识这种阻力。 新章节解析 2. 实施实践活动，进行预先判断 3. 团队成员交流，制定计划并构思策略 4. 执行实验，记录并收集数据 5. 探讨解析，获得结论 6. 总结与评价 7. 规划实验，解释静摩擦与滚动摩擦的科学原理 8. 举实例说明，区分不利摩擦与有利摩擦 (3) 老师：当一个物体在另一个物体表面移动时，产生的摩擦现象叫做滑动摩擦，它产生的力即为滑动摩擦力。 (4) 老师：滑动摩擦力会阻碍物体的运动，你知道它的方向有什么规则吗？ (5) 老师：你们是否注意到滑动摩擦的存在？（鼓励学生分享他们的看法） (6) 展示图片：用显微镜观察看似平滑的金属表面。 (7) 我们已经了解了滑动摩擦力的大小和作用点，现在你还有哪些问题想要探究？ (1) 安排实验任务。 (2) 老师：请大家猜测滑动摩擦力的大小可能与哪些因素有关，并说明你的依据。（鼓励各种猜测，赞扬合理的因素；引导学生提出如压力越大，滑动摩擦力越大或越小的猜想。）在黑板上列出各种猜测和依据。（对于不合理或猜想正确但依据有误的，可在得出结论后进行解释探讨。） (1) 演示：如何测量滑动摩擦力。 老师：使用弹簧秤水平拉动木块使其匀速移动，保证指针稳定。此时弹簧秤的读数显示了滑动摩擦力的大小。（强调“匀速”，无需解释，但要让学生明白这一要求。） (2) 老师：请各小组讨论如何设计实验来验证各个猜想。要求至少对两种猜想进行方案设计。（或者直接告诉学生首先研究压力和接触面的粗糙程度这两个因素，得出结论后再研究其他因素。） 参与一些小组的讨论，指导学生研究各个猜想因素与摩擦力的关系时，要逐一单独研究，且在研究某一因素如何影响摩擦力时，必须保持其他因素不变，以确定摩擦力的变化原因。这就是在研究多因素问题时常用的“控制变量法”。 (3) 请各小组汇报设计方案。 在讨论各方案的科学性和可行性时，注意介绍“控制变量法”。最后交流制定出研究各个因素的最佳方案，制定实验表格。示例如下： 老师：请大家根据以上讨论，修正自己的探究计划后进行实验，并做好记录。 老师：请各小组分析数据，得出结论，描述滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，以及它们的关系。（解释滑动摩擦力的大小与接触面材料性质有关，但不深入研究，仅作为了解，一般不考虑。） 老师：在实验过程中是否有新的发现？ 滑动摩擦力的大小是否还会与其他因素有关？你能否对现有结论进行更深入的研究？ (1) 演示实验：用筷子提起米。 (2) 老师：其实摩擦有三种，除了滑动摩擦外，还有静摩擦和滚动摩擦。两个有相对运动趋势但保持相对静止的物体之间的摩擦称为静摩擦，比如用手握住饮料瓶。一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦称为滚动摩擦，比如旱冰鞋与地面之间的摩擦。你能举出生活中这两种摩擦的例子吗？ (1) 播放视频：磁悬浮列车。 展示气垫船图片。 (2) 布置活动，要求学生找到几根圆铅笔。 总结使用滚动摩擦代替滑动摩擦可以减小摩擦力的大小。 (3) 展示图片，请大家指出图中采用的方法来减小有害摩擦和增大有益摩擦。图片有：有花纹的鞋底；用力刹车；光滑平整的雪橇；给车轮的轴加润滑油；轴承中的滚珠。 (4) 总结：增大有益摩擦的方法包括：增加接触面的粗糙程度；增大压力。 减小有害摩擦的方法包括：减小接触面的粗糙程度；减小压力；给接触面添加润滑油；用滚动摩擦代替滑动摩擦；使摩擦面脱离接触。 学生：运动的指向与相对指向存在差异。 学生：使用滑梯时裤子磨损；跌倒时皮肤擦伤；…… 学生：开始理解滑动摩擦形成的原因。 学生：滑动摩擦力受哪些因素影响？ 小活动：手掌在桌面上滑动，在衣物上滑动，脚在地上拖动，轻轻尝试，然后用力尝试，感受滑动摩擦力的大小。 学生：摩擦力的大小与接触面的光滑程度（粗糙程度）成反比，接触面越光滑，移动物体越容易。 学生：摩擦力的大小与物体的重量成正比，物体越重，拖动越困难。 学生：摩擦力的大小与接触面的材料有关，旱冰在水泥地面上比在地毯上滑行更顺畅。 学生：摩擦力的大小与接触面的面积无关，接触面越大，阻力也越大。 学生：摩擦力的大小与物体的运动速度无关，滑动摩擦是相对运动引起的，应该与速度有关。滑滑梯时速度越快，屁股感到的热度越高。…… 学会使用弹簧测力计来测量滑动摩擦力的大小。 小组讨论，包括实验设备和步骤，评估实验的可行性。 学生：研究接触面粗糙度对摩擦力的影响，先将木块平放在木板上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小；然后将木块平放在毛巾上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小。 学生：研究压力对摩擦力的影响，先将木块平放在木板上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小；然后在木块上增加重物，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小。 学生：研究接触面材料特性对摩擦力的影响，先将木块平放在薄毛巾上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小；然后将木块平放在平整的厚海绵上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小。 学生：研究接触面积对摩擦力影响，先将木块平放在木板上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小；然后将木块横放（或竖放）在木板上，用弹簧测力计匀速水平拉动，记录摩擦力大小。 学生：研究运动速度对摩擦力影响，先将木块平放在木板上，用弹簧测力计以较慢的速度匀速水平拉动，记录摩擦力大小；然后将木块平放在木板上，用弹簧测力计以较快的速度匀速水平拉动，记录摩擦力大小。 进行实验，真实记录收集到的数据。 分析数据，并形成结论。 小组汇报，交流得出结论： 滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度成正比，接触面越粗糙，摩擦力越大。 滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，压力越大，摩擦力越大。 滑动摩擦力的大小与接触面材料特性有关。 滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。 滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。 激发兴趣，并对实验中出现的问题或其他学生和老师提出的问题进行深入思考。 思考杯子和米之间的受力情况。 了解静摩擦和滚动摩擦的概念，并举例说明。 学生：推动桌子但桌子不动时，与地面存在静摩擦；人走路时依赖鞋与地面的静摩擦；司机转动方向盘时手与方向盘之间存在静摩擦；各种绳结。…… 学生：带轮子的行李箱拖动时与地面存在滚动摩擦；用圆珠笔写字时笔尖滚珠滚动，笔与纸之间存在滚动摩擦。…… 思考设计意图，认识到目的是为了减少摩擦力。 小活动：手掌在桌面上移动，感受受到的阻力；在手掌下垫几根圆铅笔再在桌面上移动，感受受到的阻力。对比发现，摩擦力变小了。 学生：鞋底的花纹是为了通过增加接触面的粗糙程度来增加与地面的有益摩擦；刹车时通过增加刹车皮和轮间的压力来增加有益摩擦。 学生：雪橇是通过减小接触面的粗糙程度来减小有害摩擦；通过添加润滑油来减小轴间的有害摩擦；轴承使用滚珠是利用滚动摩擦来减小有害摩擦。 能举出生活中更多增大有益摩擦和减小有害摩擦的例子。 巩 固 检 测 课堂小结 相关的练习材料；微型研究课题：设想一下，如果我们的星球上没有摩擦力，那会创造出怎样的一番景象。 作业布置 板 书 设 计 第四章 研究滑动摩擦的特性及其决定因素 一、滑动摩擦的初步介绍 1. 两物体接触并发生相对滑动时，会在接触面产生一种抵抗滑动的力，这就是滑动摩擦力，它是滑动过程中一个显著的特点。 2. 滑动摩擦力的方向始终与物体间的相对滑动方向相反。 3. 通常观察到的滑动摩擦力主要集中在接触点附近。 二、探究影响滑动摩擦力大小的因素 1. 提出一系列可能影响摩擦力大小的假设。 2. 设计实验计划并准备数据记录表。 3. 分析实验中收集的数据。 4. 实验结果显示：物体的表面粗糙度以及作用力的大小与摩擦力成正比，即表面越粗糙或作用力越大，摩擦力也越大。 三、静态摩擦与滚动摩擦的比较 四、讨论增强有利摩擦和减少不利摩擦的方法 课后 反思 (1) 学生虽然学习了关于摩擦力的基本理论，但在实际操作时往往难以完全领悟其效应，这可能让他们在开始时对这一概念的重视程度不够。 (2) 学生在构建科学假设时，常常依据个人感觉，这些假设往往不够精准。 (3) 学生在实验过程中经常遇到困难，难以准确测量物体在恒速运动时的一系列参数。 (4) 学生们对与摩擦力相关的现象以及在日常生活中的应用表现出了浓厚的好奇心。 根据教学反馈，建议课程内容分为两个主要部分：首先介绍决定滑动摩擦力大小的因素，然后深入研究静态摩擦和滚动摩擦的机制，并讨论如何调整摩擦力的大小。 学科网（北京）股份有限公司 $$