6.4 摩擦力（教学设计）物理新教材沪粤版八年级下册

6．4 摩擦力 ◁设 计 意 图 ▷ 联系生活引入概念：从拔河比赛中选择体重较大同学且穿新运动鞋的场景导入摩擦力教学，旨在让学生从熟悉的生活现象出发，引发对摩擦力相关知识的思考，如摩擦力与体重（压力）、鞋底状况（接触面粗糙程度）的关系，从而自然地引出摩擦力概念，激发学生探究欲望。 通过实验探究原理：在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验设计中，意图让学生亲身体验科学探究过程，培养学生动手能力、科学思维和探究精神。如采用控制变量法探究压力和接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，使学生理解科学探究中变量控制的重要性。 分析利弊形成观念：对摩擦力利弊的分析以及增大和减小摩擦方法的教学，意图让学生全面认识摩擦力在生活中的作用，培养学生用辩证的思维看待事物，理解事物具有两面性，同时将物理知识与生活实际紧密联系，提高学生运用知识解决实际问题的能力。 ◁教 材 分 析 ▷ 知识体系的构建：教材将摩擦力知识按照从生活中的摩擦现象入手，逐步深入到滑动摩擦力的概念、测量、影响因素，再到滚动摩擦以及增大和减小摩擦的方法这样的逻辑顺序进行编排。这样的安排符合学生的认知规律，从感性认识到理性认识，有助于学生系统地构建关于摩擦力的知识体系。 重点知识的承载：教材重点通过“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一探究活动承载了影响滑动摩擦力大小的因素这一重点知识。通过实验探究过程，学生能够深入理解压力和接触面粗糙程度与滑动摩擦力大小的关系，为后续学习增大和减小摩擦的方法奠定基础。 难点知识的突破辅助：教材中的一些实验设计和思考提示有助于突破摩擦力定义、滑动摩擦力测量、探究实验等教学难点。例如通过毛刷在黑板上滑动观察摩擦力方向的实验，帮助学生直观地理解滑动摩擦力的方向；给出测量滑动摩擦力的实验操作步骤和提示，引导学生思考如何准确测量滑动摩擦力，逐步突破教学难点。 ◁学 情 分 析 ▷ 已有知识基础：在学习摩擦力之前，学生已经对力的基本概念有了一定的了解，如力的三要素、力的作用效果等。这有助于他们理解摩擦力作为一种力的存在，以及分析摩擦力的方向、作用效果等。但对于摩擦力产生的微观原因，学生可能缺乏相关的知识储备。 生活经验的干扰与助力：学生在日常生活中对摩擦力有一定的感性认识，如走路时鞋底与地面的摩擦、汽车刹车时轮胎与地面的摩擦等。这些生活经验有助于学生理解摩擦力的概念和作用，但也可能存在一些错误的观念，如认为摩擦力总是阻碍物体运动（忽略了静摩擦力是阻碍相对运动趋势，在某些情况下是使物体运动的动力）。在教学中需要引导学生正确分析生活中的摩擦现象，将生活经验与科学知识相结合。 学习能力与思维特点：初中学生具备一定的观察能力、动手操作能力和逻辑思维能力，但在探究实验过程中，可能存在实验操作不够规范、对实验数据的分析不够准确、缺乏科学探究方法等问题。在教学中需要注重对学生实验技能的训练和科学探究方法的指导，如控制变量法的运用、如何根据实验数据得出结论等。 ◁教 学 目 标 ▷ 【知识目标】 1．摩擦产生的原因：让学生理解摩擦力产生于两个相互接触的物体间，微观上由于表面凹凸不平和分子间作用力，在相对运动或有相对运动趋势时产生阻碍作用。这有助于学生从本质上认识摩擦力，为后续学习奠定基础。 2．影响滑动摩擦力大小的因素：掌握滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，且在接触面粗糙程度相同情况下，压力越大，滑动摩擦力越大；在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，与接触面面积和物体运动快慢无关。这一知识目标是本节课的重点内容，是理解摩擦力规律的核心知识。 3．增大和减小摩擦的方法：了解增大有益摩擦（如增大接触面粗糙程度、增大压力）和减小有害摩擦（如减小接触面粗糙程度、减小压力、用滚动摩擦代替滑动摩擦、加润滑油）的方法，使学生能够运用这些知识解释生活中的摩擦现象，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。 4．摩擦在生活中的应用：通过学习摩擦在行走、刹车等方面的应用，让学生认识到物理知识与生活的紧密联系，培养学生观察生活、用物理知识解释生活现象的能力。 【能力目标】 1．摩擦力的感知与实验操作：通过观察和简单实验（如用手在桌面滑动感受摩擦力）感知摩擦力的存在，在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，学会使用弹簧测力计准确测量滑动摩擦力，掌握实验操作技能，如沿水平方向匀速拉动弹簧测力计、控制变量等。这有助于提高学生的动手能力和实验操作技能，培养学生的科学探究能力。 2．领悟科学探究方法：在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，深刻领悟控制变量法这一重要的科学探究方法。通过设计实验、进行实验操作、分析实验数据等过程，培养学生的逻辑思维能力、数据分析能力和创新精神，提高学生的科学素养。 【素养目标】 对事物两面性的认识：通过对摩擦力利弊的分析，如摩擦力在行走时是有益的，在机器运转时轴与轴套间是有害的，使学生认识到事物具有两面性，培养学生辩证思维能力和全面看待事物的能力，有助于学生树立正确的科学观。 ◁教 学 重 难 点 ▷ 【教学重点】 1．探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关：这一内容是本节课的核心，通过实验探究得出滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度的关系，是理解摩擦力特性的关键。在教学过程中，需要引导学生设计合理的实验方案、准确进行实验操作、科学分析实验数据，以掌握这一重点知识。 2．增大摩擦和减小摩擦的方法：掌握增大和减小摩擦的方法对于学生理解摩擦力在生活中的应用具有重要意义。通过联系生活实际，让学生分析各种生活场景中增大或减小摩擦的实例，如鞋底花纹增大摩擦、自行车轴承滚珠减小摩擦等，加深学生对这一重点知识的理解。 【教学难点】 1．摩擦力的定义：明确摩擦力是两个相互接触物体在相对运动或有相对运动趋势时产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，需要区分滑动摩擦力和静摩擦力。对于初中学生来说，理解相对运动和相对运动趋势这一概念存在一定难度，在教学中可以通过实例（如推未推动的箱子是静摩擦力，推动箱子滑动是滑动摩擦力）进行对比分析，帮助学生理解。 2．滑动摩擦力的测量：在测量滑动摩擦力时，要保证物体做匀速直线运动，使拉力等于滑动摩擦力，同时准确读取弹簧测力计的示数。学生在实验操作过程中可能难以控制物体做匀速直线运动，导致测量结果不准确。在教学中可以通过改进实验方案（如抽动木板，让弹簧测力计固定不动）来降低实验难度，帮助学生准确测量滑动摩擦力。 3．探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验：该实验涉及到控制变量法的运用，学生需要在实验中准确控制压力或接触面粗糙程度不变，只改变一个变量进行探究。此外，在实验操作过程中，还需要注意实验器材的选择、实验步骤的设计、实验数据的记录和分析等问题。在教学中需要加强对学生实验设计和操作的指导，以突破这一教学难点。 ◁教 学 方 式 ▷ 1．探究式教学：在教学过程中，以“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”为核心，采用探究式教学方式。教师提出问题，引导学生进行猜想，设计实验方案，进行实验操作，收集和分析实验数据，得出结论并进行交流和评估。这种教学方式能够充分发挥学生的主体作用，培养学生的科学探究能力和创新精神。 2．直观教学：利用生活中的摩擦现象（如图片、视频展示）、简单的实验演示（如毛刷在黑板上滑动、用弹簧测力计测量滑动摩擦力等）进行直观教学。通过直观的现象和操作，帮助学生理解抽象的摩擦力概念、方向、大小等知识，降低学习难度，提高学习效果。 3．小组合作学习：在探究实验和课堂讨论环节，组织学生进行小组合作学习。小组成员共同讨论问题、设计实验方案、进行实验操作和数据处理等。这种教学方式能够培养学生的团队协作能力、沟通能力和解决问题的能力。 ◁教 学 过 程 ▷ 一、新课导入 拔河比赛时，一般都会选择那些体重较大的同学参加比赛，且要求这些同学穿上新的运动鞋，你知道其中的原因吗？ 二、教学步骤 探究点1　生活中的摩擦 [阅读课本]P19“生活中的摩擦” [思考]观察图6⁃4⁃1，你能找出产生摩擦的两个物体吗？ [提示]冰刀和冰面，轮胎和地面，行李和传送带，防滑靴和山地。 [归纳提升]产生摩擦的两个物体都是相互接触的。 [思考]用毛刷在黑板上滑动，观察摩擦力的方向有什么特点？ [提示]当毛刷向上运动时，毛刷的毛形变方向向下;当毛刷向左运动时，毛刷的毛形变方向向右。 [小结]摩擦力的方向与毛刷相对黑板运动的方向相反。 [归纳提升]一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦，叫做滑动摩擦。滑动摩擦中阻碍物体相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 探究点2　探究滑动摩擦力 [阅读课本]P20~22“探究滑动摩擦力” [思考]测量木块受到的滑动摩擦力时，你是沿什么方向拉动弹簧测力计的？ [提示]木块受到的摩擦力方向是水平的，为了让弹簧伸长的方向和摩擦力的方向一致，需沿水平方向匀速拉动弹簧测力计。 [思考]如何操作可使木块做匀速直线运动？ [提示]均匀、缓慢地拉动木块沿直线向前运动，关键是拉力要均匀。 [思考]你认为什么时候读数更准确？ [提示]拉动木块时，眼睛要观察弹簧测力计的指针，当指针静止时，弹簧测力计的示数就等于木块受到的滑动摩擦力大小。 [思考]实际操作中，遇到的最大困难是什么？ [提示]实际操作时，很难控制弹簧测力计的指针不颤动。 [思考]你能设计一个更简便的实验方案吗？ [提示]如图，将木板放在水平的桌面上，木块放在木板上，将弹簧测力计的吊环固定，弹簧测力计的挂钩水平拉住木块，然后抽动木板，使木板在木块下滑动。这时，由于弹簧测力计是静止的，更容易读数。 [思考]先把手轻轻地压在课桌上滑动，再将手用力压在课桌上滑动，感受两次滑动摩擦力的大小，由此说明滑动摩擦力的大小与什么因素有关？ [提示]将手用力压在课桌上时，感受到手较难滑动，说明手用力时受到的滑动摩擦力较大，由此说明滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关。 [思考]用同样大小的力，先把手轻压在课桌上滑动，再将手轻压在玻璃上滑动，感受两次滑动摩擦力的大小，由此说明滑动摩擦力的大小与什么因素有关？ [提示]感受到手在玻璃上更容易滑动，说明在玻璃上受到的滑动摩擦力较小，由此可以认为滑动摩擦力的大小与接触物体表面的粗糙程度有关。 [思考]仅凭这样的推断，我们就可以得出影响滑动摩擦力大小的因素吗？ [提示]探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，需要通过实验测量进行定量比较，然后才能得出科学的结论。 [思考]实验时，如何才能保证压力不变，只改变接触面的粗糙程度呢？ [提示]用弹簧测力计拉动同一木块，先在木板上拉动，再在木板上铺上毛巾和玻璃，这样就能改变接触面的粗糙程度，同时也能保证压力不变。 [思考]如何保证接触面的粗糙程度不变，只改变压力的大小呢？ [提示]在木板上用弹簧测力计拉动同一木块，先直接拉动，再在木块上放上砝码，这样就能改变压力的大小，同时保证接触面的粗糙程度不变。 [思考]我们能说接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大吗？ [提示]探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应控制压力不变。得出结论时，需强调“当压力不变时”，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 [思考]探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验设计采用了什么方法呢？ [提示]压力的大小和接触面的粗糙程度都会影响滑动摩擦力的大小。实验时需采用控制变量法进行探究。 [归纳提升]滑动摩擦力的大小与物体间压力大小和接触面的粗糙程度有关。在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大;在压力一定的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 [思考]滑动摩擦力的大小与接触面的面积有关吗？ [提示]实验时，需控制接触面的粗糙程度和压力的大小相同，只改变接触面的面积。如取一个长方体的木块，注意木块各个面的粗糙程度相同，首先用面积较小的面与木板接触，沿直线匀速拉动，再用面积较大的面与木板接触，沿直线匀速拉动，比较两次弹簧测力计的示数，即可得出结论。 [思考]滑动摩擦力的大小与物体运动的快慢有关吗？ [提示]实验时，需控制接触面的粗糙程度和压力的大小相同，只改变木块运动的快慢。先快速匀速直线拉动，再慢速匀速直线拉动，比较两次弹簧测力计的示数，即可得出结论。 [归纳提升]滑动摩擦力的大小与压力大小和物体接触面的粗糙程度有关，且与物体所受的压力成正比，而与两物体相接触的面积的大小无关，与滑动速度的快慢无关。 [思考]如果将木块的底部放置几根圆柱形的铅笔，摩擦力的大小会改变吗？ [提示]放置圆柱形的铅笔后，木块在铅笔上滚过，这时产生的摩擦力比滑动摩擦力小得多。 [归纳提升]一个物体在另一个物体上滚动时所产生的摩擦，叫做滚动摩擦。在相同压力的情况下，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多。 [思考]某同学用力推教室地面上一很重的桌子，并未推动，此时该桌子与地面会产生摩擦吗？该桌子受到摩擦力吗？若受到摩擦力，该摩擦力属于哪种摩擦力？ [提示]该桌子与地面会产生摩擦，该桌子受到静摩擦力的作用。 [归纳提升]一个物体在另一个物体表面上具有相对运动的趋势，但未发生相对运动时也会产生摩擦，这种摩擦叫做静摩擦，静摩擦中阻碍物体相对运动趋势的力，叫做静摩擦力。 探究点3　增大摩擦与减小摩擦的方法 [阅读课本]P23“增大摩擦与减小摩擦的方法” [思考]摩擦力对我们的生活是有益还是有害呢？ [提示]走路时，如果脚和地面间的摩擦力太小，人就会跌倒，这说明摩擦力是有益的;骑自行车时，如果轴与车轮之间的摩擦力过大，骑起来就会很费力，这说明摩擦力是有害的。因此，摩擦力具有两面性。 [思考]生活中是如何增大有益摩擦的呢？ [提示]拔河比赛时同学们都会穿上新鞋参加比赛，是因为新鞋的底部更粗糙，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;一般会选择体重较大的同学参赛，是因为体重较大的同学对地面的压力大，这是通过增大压力的方法来增大摩擦。 [归纳提升]增大有益摩擦的方法:增大接触面的粗糙程度或增大压力。 [思考]生活中是如何减小有害摩擦的呢？ [提示]自行车的轴承中装有滚珠，用滚动摩擦代替滑动摩擦，可以大大减小有害摩擦;在自行车转轴处加润滑油，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦。 [归纳提升]减小有害摩擦的方法:减小接触面的粗糙程度和压力、用滚动摩擦代替滑动摩擦等。 三、板书设计 6．4　摩擦力 1．生活中的摩擦 （1）滑动摩擦 （2）滑动摩擦力 （3）滑动摩擦力的方向 2．探究滑动摩擦力 （1）滑动摩擦力的测量 （2）影响滑动摩擦力大小的因素 （3）滚动摩擦 3．增大摩擦与减小摩擦的方法 （1）增大有益摩擦的方法 （2）减小有害摩擦的方法 ◁作 业 设 计 ▷ 1．学习摩擦力时，老师做了以下实验：如图1，将牙刷放在木板上，向左拉动牙刷，观察到刷毛向右弯曲：如图2，保持牙刷不动，向右拉动木板，观察到刷毛还是向右弯曲．刷毛弯曲，说明力能使物体发生 ，图1中木板相对于刷毛向 运动，图2中刷毛受到的摩擦力方向为 。 2．9月22日是世界“无车日”，倡导绿色环保，低碳出行。小茗骑上自行车后，车轮发生一些凹陷，说明力可以改变物体的 （选填“形状”或“运动状态”）：车轮上刻有花纹，这是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦力。 3．一个足球在学校的操场上向右滚动，请在图中画出足球所受力的示意图。 4．如图所示，是我国少数民族的“押加”体育项目比赛时的情景。运动员穿着鞋底花纹很深的运动鞋，主要是为了 摩擦力；运动员用力向后蹬地就能获得向前的力，这是因为物体间力的作用是 的。 5．如图所示，放在水平面上的小车在水平向右的拉力F的作用下向右运动，物体A处于静止状态。拉力F的大小为6N，弹簧测力计（自重不计）的示数为4N，则物体A所受摩擦力的方向为 ，其大小为 N。 6．下列实例中，属于减小摩擦的是（　　） A．汽车轮胎上刻有花纹 B．轴承中装有滚珠 C．运动鞋底有凹凸不平的花纹 D．打球时用力握紧球拍 7．如图所示为探究“影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验过程中，应该用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动； （2）小华刚开始拉木块时（如图甲），他的水平拉力逐渐增大，但木块仍静止，木块所受的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）比较甲、乙两次实验可知：滑动摩擦力的大小与接触面受到的 有关；比较甲、丙两次实验可得结论： ； （4）如图丁所示，将木块沿竖直方向切掉一半再次实验时，与图甲实验相比，弹簧测力计示数减小，小华认为不能说明滑动摩擦力的大小与接触面积有关，原因是 。 8．在同一水平地面上，小明沿水平方向用10N的力推课桌，使它做匀速直线运动；当他将推力增大到11N时，地面对课桌的滑动摩擦力为 N；如果在推此课桌的过程中某同学将该课桌上的书拿走了，则地面对该课桌的滑动摩擦力 10N。 9．如图所示，一物体沿斜面向下运动，请作出该物体所受重力和摩擦力的示意图。    参考答案 1．形变 右 向右 2．形状 增大 3． 4．增大 相互 5．水平向右 4 6．B 7．匀速直线 变大 压力 压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 没有控制压力相同 8．10 小于 9．   ◁教 学 反 思 ▷ 一、亮点 1．探究实验达成目标 在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，学生成功地运用控制变量法进行探究。通过设计实验、操作实验以及对数据的分析处理，学生较好地掌握了滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度的关系，有效地达成了知识目标中的这一重要内容。这一过程也培养了学生的科学探究能力、逻辑思维能力以及动手操作能力。 2．联系生活激发兴趣 教学过程中大量引用生活中的摩擦现象，如拔河比赛、鞋底花纹、自行车轴承等。从拔河比赛中体重较大同学和新运动鞋的选择引入新课，使学生从熟悉的场景进入摩擦力知识的学习，激发了学生的学习兴趣。并且在讲解增大和减小摩擦的方法时，再次以生活实例为依据，让学生深切感受到物理知识与生活的紧密联系，提高了学生运用物理知识解释生活现象的能力。 3．小组合作体现协作 在探究实验和课堂讨论环节，小组合作学习模式发挥了积极作用。小组成员共同参与实验操作、数据处理和问题讨论，这有助于培养学生的团队协作能力、沟通能力，同时也让学生在交流中加深对知识的理解，增强了学习的自信心。 二、不足 1．实验操作部分学生存在问题 在滑动摩擦力测量的实验操作中，部分学生不能很好地控制物体做匀速直线运动，导致弹簧测力计的示数不稳定，影响测量结果的准确性。这反映出这部分学生对实验原理的理解不够深入，操作技能有待提高。 2．抽象概念理解不透彻 对于摩擦力的定义，尤其是静摩擦力中相对运动趋势这一概念，部分学生理解起来存在困难。在教学过程中虽然有实例讲解，但仍有部分学生未能完全掌握，这可能会影响他们对摩擦力概念体系的构建以及后续相关知识的学习。 3．教师小组指导参与度不足 在小组活动时，教师没有充分参与到各个小组的活动之中，未能广泛了解不同层次学生的交流合作效果。这可能导致部分学习基础较差的学生在小组活动中得到的引导不足，影响他们对知识的掌握和能力的提升。 三、改进措施 1．强化实验操作训练与指导 针对实验操作不熟练的学生，增加实验操作练习的机会。在练习过程中，教师进行个别指导，强调实验原理和操作要点，如匀速直线运动的重要性以及如何缓慢均匀地拉动弹簧测力计。也可以通过制作实验操作指南视频等方式，让学生在课后也能复习实验操作步骤。 2．深化抽象概念教学方法 采用更多直观的教学手段来解释抽象概念，如制作动画演示相对运动趋势的形成过程。增加更多不同类型的实例进行对比分析，让学生在多种情境下理解摩擦力的定义，并且鼓励学生自己举例分析，加深对概念的理解。 3．提高教师小组活动参与度 在今后的小组活动中，教师要合理安排时间，积极参与到各个小组的讨论和实验操作中。关注不同层次学生的表现，及时给予指导和帮助，确保每个学生都能在小组活动中有所收获，提高小组合作学习的效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$