第4节 摩擦力（教学设计）物理沪科版（五四学制）2024八年级上册

第4节 摩擦力－教学设计 一、教材分析 本节“摩擦力”是学生在学习了“力”“重力”“弹力”之后接触的又一类常见力。本节通过冬奥会冰壶运动的情境导入，逐步引出生活中普遍存在的摩擦力现象，在概念建构的同时安排了“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的学生实验，充分体现了新课标倡导的“情境—问题—探究—应用”逻辑链。 本节核心知识点包括： 1. 摩擦力的概念及分类：静摩擦力、滑动摩擦力。 1. 影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小与接触面粗糙程度。 1. 生活中增大、减小摩擦的方法及意义。 在整个力学知识体系中，摩擦力既是理解机械运动规律不可或缺的环节，也是后续学习 “功、能”以及 “机械效率”等的基础。教材紧扣学生生活体验，通过冰壶、骑车刹车、汽车防滑链等实例强化知识的现实意义，易于激发学习兴趣和探究欲望。 二、教学目标 1. 物理观念 0. 认识到摩擦力是接触面之间阻碍相对运动或相对运动趋势的力，分为静摩擦力和滑动摩擦力。 0. 理解滑动摩擦力大小与接触面所受压力和接触面粗糙程度有关，而与接触面积无关。 0. 建立“增大压力或增大粗糙程度→增大摩擦力；减小压力或采用润滑、滚动→减小摩擦力” 的调控观念。 1. 科学思维 0. 运用“控制变量法”思维，设计并改进研究滑动摩擦力影响因素的实验方案。 0. 能够对实验数据进行归纳、对比，得出规律并用数学语言、描述。 1. 科学探究 0. 通过小组实验掌握使用弹簧测力计测量滑动摩擦力的基本技能。 0. 学会记录、整理实验数据并填写数据表格，能够就异常数据进行原因分析。 0. 能在交流中倾听、表达，形成基于证据的结论。 1. 科学态度与责任 0. 体验运动竞技(冰壶)与物理知识的紧密联系，增强学科学习的兴趣与信心。 0. 关注生产、生活、交通安全中摩擦力的合理利用，养成主动用物理原理解决问题的习惯。 0. 培养合作精神与诚实守信的科学品质。 三、学情分析 1. 认知基础 · 学生已具备“力的概念”“重力的大小”“弹簧测力计读数”等基础知识，能初步理解静止/运动状态与所受力的关系；但对摩擦现象多停留在朴素经验层面，尚未形成系统物理解释。 1. 经验差异 · 日常生活中学生对“鞋底防滑”“骑车刹车”“推桌子费力”等情境熟悉，但对“冰面更光滑为何摩擦小”尚缺乏定量认识；少数学生对“滑动摩擦力与接触面积无关”可能存在直觉冲突，需要通过实验体验予以矫正。 1. 实验能力 · 大部分学生能独立使用弹簧测力计，但对“力的方向的保持”“读数稳定后再记录”“缓慢匀速拉动”要进一步强化；记录整理数据、绘制对比条形图等仍需教师指导。 1. 学习兴趣 · 冰壶、冬奥会等时事热点对学生有较强吸引力，若能在课堂中持续使用体育视频、图片资源，将有效提升参与度。 四、教学重难点 1. 重点 0. 滑动摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度的关系。 0. 调控摩擦力的应用实例及方法。 1. 难点 0. 静摩擦力的存在条件与本质区别于滑动摩擦力。 0. 正确运用控制变量法设计并实施实验，排除接触面积等无关变量的干扰。 五、教学过程 1. 导入新课（5 min） 情境再现：多媒体播放北京冬奥会冰壶比赛短视频(20 s)，定格画面(图5-4-1)。提问： ① 运动员轻推冰壶后便放手，为何冰壶还能继续滑行？ ② 又为何冰壶最终会停下？ 学生快速讨论、回答。教师追问：“你们认为阻碍冰壶运动、使其逐渐减速直至停止的力来自哪里？”自然导出“摩擦力”话题。板书节题“摩擦力”，并提出本节主问题：“摩擦力是什么？大小由什么决定？我们怎样利用或克服它？” 2. 新课讲授 (一) 摩擦力的概念与分类（8 min） 1. 生活现象回顾 · 投影展示四幅图片： 0. 冰壶滑行 b) 手握水瓶 c) 用铅笔写字 d) 橡皮擦擦字 · 提问：这些现象是否都涉及摩擦？摩擦力究竟是什么？ 1. 概念梳理 · 指导学生阅读教材原文“什么是摩擦力？”，归纳要点： · • 摩擦力是两个接触物体的表面阻碍它们发生相对运动或相对运动趋势的力。 · • 按状态分为  a. 静摩擦力：无相对滑动但有相对滑动趋势时产生。  ·  b. 滑动摩擦力：发生相对滑动时产生。 · 板书并用符号表示： 1. 对比体验 · 桌面上放一本书，用手轻推书体会“推而不动”阶段；再稍用力使书匀速滑动。让学生描述所受阻碍力变化，引出“静摩擦力随外力增大而增加直至达到最大值后转变为滑动摩擦力”的事实，为后续实验埋下伏笔（不作定量要求）。 (二) 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关（20 min） 【实验目标】 通过控制变量法，验证滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的定性关系。 【分组器材】 每四人一组：弹簧测力计(0–5 N) ×1、木块 ×1、砝码(50 g×2) 、毛巾、棉布、已固定木板、秒表(选用)、纸笔等。 教师演示额外准备沙纸、润滑油以拓展讨论。 【实验前思考】 教材“提出问题”部分要求先猜想。黑板列出学生常见猜想： ① 与压力有关？ ② 与粗糙程度有关？ ③ 与接触面积有关？ 教师强调：实验需“一次只变一个因素”，引入控制变量法概念。 【实验步骤】 （以下步骤与教材5-4-3图及表格对应，教师重点指导实验规范） ① 测基值 ★将木块底面保持干燥平整，置于木板中央。用弹簧测力计沿水平方向缓慢匀速拉动，记录示数。 ② 改变压力 ★在木块上加1个砝码(总压力)，重复以上操作读数；再加第2个砝码()，读数。 ③ 改变粗糙程度 ★取下砝码回到原压力，在木板表面依次铺上毛巾、棉布，同法测。 ④ 学生补充方案 若时间允许，可将木块翻面或贴砂纸改变“接触面积”测试，为证伪面积猜想做铺垫。 【数据记录】 组长负责填写教材表5-4-1；鼓励用条形图直观比较。 【分析与得结论】 1. 比较：在保持木板材质/粗糙程度不变时，压力增大，随之增大。 1. 比较：在保持压力相同条件下，越粗糙摩擦力越大。 1. 若进行了面积实验：木块不同面(面积差异显著)时基本相同，说明与接触面积无关。 教师板书并用符号归纳： ，与接触面粗糙程度成正相关；与无明显关系。 【交流提升】 各组展示数据，讨论偏差来源： • 测力计读数不稳 • 拉动不匀速 • 接触面灰尘 • 砝码未置中等。 教师及时引导科学态度：尊重事实，勇于质疑，注重实验改进。 (三) 生活中的摩擦力（7 min） 多媒体展示教材图5-4-4：(a)捏刹车 (b)防滑链 师生连线讨论： 1. 增大压力的例子：刹车、书本压纸写字。 1. 增大粗糙的例子：轮胎花纹、防滑链、鞋底纹路。 1. 减小摩擦的例子：滚动轴承、滑冰刀、机油润滑。 1. 冰壶“刷冰”(图5-4-5)：改变冰面粗糙提高或降低摩擦，实现控速控向。 教师播放短视频示范“刷冰”路径变化，加深印象。 ★引申安全教育：雨雪天行走/开车要减速，使用防滑装置；机械润滑减少能耗……强调物理学服务社会。 3. 课堂练习（7 min） 对接教材“练一练”，板书题号，学生独立完成后同桌互检→师生讲评。 1. 判断推重物未动的问题 · 点拨：应考虑“静摩擦力自调节”，当，物体仍静止，推力不一定小于摩擦力；正确说法是“推力与静摩擦力平衡”。 1. 选取滑动摩擦例子 · 解析：A铅笔尖与纸、C黑板擦与黑板、D扫把与地面均为滑动；B手握瓶、E手与笔为静摩擦。 1. 车轮陷于泥坑 · 方法：在车轮前铺木板、树枝、沙石增加粗糙度及压力，或放松油门减小打滑，加装防滑链等。 1. 匀速拉动求 · 匀速 ⇒ 合力，故Ff=10 N；改用20 N且仍直线运动，摩擦力仍10 N。 1. 画受力图 · 力的示意图：重力竖直向下；支持力竖直向上；滑动摩擦力与运动方向相反(向左)。 教师利用投影展示答案与关键解释，纠正易错点：匀速≠无力而是合力为零；摩擦方向与相对运动方向相反。 4. 课堂小结（3 min） 教师组织学生回顾本节“知识树”： • 概念：摩擦力= • 影响因素：；粗糙程度↑→↑；与面积无关 • 调控方法：   增大：加压、增粗、采用防滑链   减小：减压、润滑、光滑化、滚动替滑动 • 应用：冰壶刷冰、刹车、防滑链、机械润滑…… 引导学生用一句话总结：“摩擦无处不在，合理利用、有效控制靠我们学好物理。” 5. 板书设计 第5章 运动和力  第4节 摩擦力 1. 概念  • 阻碍相对运动或趋势的力  • 分类：    （无滑动）    （有滑动） 1. 探究结论  • （压力↑ 摩擦↑）  • 粗糙程度↑ → ↑  • 与接触面积无关 1. 调控方法  增大：加压、增粗、防滑链 …  减小：减压、润滑、滚动 … 1. 典型实例  冰壶刷冰 自行车刹车 汽车防滑链 6. 作业布置 1. 课本习题：P136 第1～5题书面完成。 1. 拓展探究： · 在家中找两个完全相同的塑料盒，分别装满沙子和棉花，保持底面积相同。用弹簧测力计测量其在相同桌面上的滑动摩擦力，记录数据，思考差异原因并写一段100字左右的解释。 1. 生活观察： · 拍摄1张你身边“增大摩擦”或“减小摩擦”的实例照片（如地铁站防滑条、门铰链加油等），图文并茂上传班级Padlet墙，下节课展示交流。 九、教学反思 2 学科网（北京）股份有限公司 $$