2.2.3运动与相互作用 摩擦力教学设计 2025-2026学年浙教版八年级上册科学

教学设计 课程基本信息 课题  2.2运动与相互作用力——摩擦力 课型 新授课 学科  科学 年级  8 学段  初中 版本章节 2024浙教版八上科学 2.2运动与相互作用力 教学目标 1.科学观念：了解摩擦力普遍存在，确定摩擦力概念 2.科学思维：摩擦力形成的条件和利用弹簧测力计测量的方法 3.探索实践：探究影响摩擦力的影响因素，进行实验设计 4.态度责任：发现科学认识科学，培养实事求是的科学态度 教学重难点 1.通过亲身体验感知摩擦力的存在及产生，认识摩擦力的作用效果。能正确说出增大和减小摩擦的方法，能解释生产生活中的有关现象，解决简单的实际问题。 2.会根据二力平衡的条件建立匀速直线运动的模型测量滑动摩擦力的大小，发展科学推理和科学论证的能力。 3.经历探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验过程，得出滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面粗糙程度有关的结论，并能根据实验中出现的问题进行创造性地改进或优化，培养科学探究能力。 学情分析 难点一：静摩擦力的理解与判断 成因：静摩擦力发生在物体 “有相对运动趋势但未运动” 的情境中（如推桌子未推动、木块静止在斜面上），既无法通过实验直接观察，也没有固定的计算公式，且 “相对运动趋势” 是抽象概念，初中生难以想象和感知。​ 具体表现：认为 “推桌子没推动，所以桌子不受摩擦力”“木块静止在斜面上，摩擦力方向沿斜面向下（实际沿斜面向上）”，无法将静摩擦力与二力平衡结合分析。​ 难点二：滑动摩擦力方向的判断​ 成因：滑动摩擦力的方向与物体 “相对运动方向” 相反，而非 “实际运动方向”，但初中生习惯以地面为参考系判断物体的运动方向，忽略 “相对接触物体的运动方向”，导致方向判断错误。​ 具体表现：当木块在桌面上向右滑动时，能正确判断滑动摩擦力向左；但当木板向右运动，木块相对于木板向左滑动（相对于地面静止）时，会错误认为木块不受滑动摩擦力，或认为摩擦力方向向右。​ 难点三：滑动摩擦力影响因素的实验探究​ 成因：实验探究需控制变量（如探究与压力的关系时，需保持接触面粗糙程度不变；探究与接触面粗糙程度的关系时，需保持压力不变），但初中生在实验操作中容易忽略变量控制（如改变压力时同时改变了接触面，或拉木块时速度不均匀导致弹簧测力计示数不稳定），且难以通过实验数据归纳出明确结论。​ 具体表现：实验中随意改变多个变量，导致数据混乱；无法理解 “为什么要让木块做匀速直线运动”，记录数据时忽略 “匀速” 这一前提，最终无法得出 “滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关” 的结论。 教学准备 器材类型 具体器材 用途说明 教师演示器材 弹簧测力计（量程 5N）、木块、粗糙木板、光滑玻璃、砝码、毛刷、斜面 演示静摩擦力（拉静止木块、毛刷放斜面）、滑动摩擦力影响因素（对比木板与玻璃） 学生分组器材 弹簧测力计（每人 1 个，提前校准）、长方体木块（每组 2 个）、不同粗糙程度的木板（每组 1 块）、砝码（每组 3 个，50g / 个）、实验记录单 分组探究 “滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系”，记录数据并归纳结论 辅助演示器材 多媒体设备（PPT、慢动作视频）、无摩擦场景动画（如 “人在光滑冰面走路”） 突破抽象难点，如用慢动作展示 “拉木块匀速运动”，用动画纠正 “摩擦力是阻力” 的误区 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含AI应用）         课本导学             基础认知：通过课本阅读，能说出摩擦力的基本定义，识别滑动摩擦与滚动摩擦的常见实例，初步感知摩擦力的存在条件。​ 实验铺垫：结合生活体验猜想滑动摩擦力的影响因素，了解 “控制变量法” 在实验中的初步应用，为课堂实验探究做准备。​ 问题意识：记录预习中遇到的困惑（如 “静止物体是否受摩擦力”），带着疑问参与课堂，提升学习针对性。​ 生活联结：收集3个生活中与摩擦力相关的现象，尝试用课本初步知识解释，感受物理与生活的联系。  创新情景——利用AI技术模拟生活中的摩擦力现象，在模拟的过程中认识什么是摩擦力，同时了解摩擦力给我们带来的利弊。 确保终端已安装 NOBOOK 虚拟实验室最新版本，登录后分别进入 “初中物理”模块，浏览目标实验： 物理：探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 1. 功能初探：分别点击目标实验预览页，对比 “实验原理”“材料用具”“安全提示” 板块的呈现差异，点击 “演示” 感受双学科 3D 场景特性（物理实验的摩擦力数值实时显示），记录       新知讲授                                         摩擦力 1. 摩擦力的存在 (1)滑动摩擦力的存在（教材第 72 页实践活动） 用手推一下放在桌面上的木块，使它运动起来，观察木块离开手后运动状态有什么变化   运动的木块最终在桌面上静止，说明木块受到桌面阻碍它运动的力 用扫把从右往左清扫地面，感受施加给扫把的力，观察扫把刷毛朝哪个方向弯曲   扫把刷毛朝右弯曲，说明刷毛受到地面阻碍它运动的力 总结：两个互相接触的物体，当一个物体相对另一个物体滑动时，在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。 【名师讲解】流星划过大气层，由于摩擦产生的 “流星雨”(液体、气体与固体之间均会产生摩擦) ◆教材<思考与讨论>（见教材第73页） 不能轻松拉开这两本书，因为这两本书一页一页地交叉叠好，交叉页互相接触会产生摩擦力，进而阻碍它们的运动，所以不能轻松拉开。 ◆教材<思考与讨论>（见教材第74页） 假如没有摩擦，我们会有很多事情不能做，如人不能行走，汽车不能行驶，我们不能写字、不能拿起东西、不能用筷子夹饭菜等。 2. 影响摩擦力大小的因素 (1)探究影响滑动摩擦力大小的因素（教材第 74 页探究实践） 提出 问题 滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 猜想与 假设 (1) 接触面受到的压力越大，摩擦力越大。 (2) 接触面越粗糙，摩擦力越大 实验 原理 用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的 拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以 知道滑动摩擦力的大小 注：摩擦力的大小不能直接测量，是根据平衡力的特点间接得出的 制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要用控制变量法， 如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变； 在探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响时，则应控制压力不变 实验 步骤 (1) 如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长 木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩 擦力的大小； (2) 如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出 木块匀速运动时受到的摩擦力大小； (3) 如图丙所示，在长木板上铺土棉布，以增大接触面的粗糙程度，测出 木块匀速运动时受到的摩擦力大小。 实验 数据 实验序号 实验条件 滑动摩擦力/N 压力大小 接触面粗糙程度 1 木块的重力 较光滑 0.9 2 木块和砝码的总重力 较光滑 1.6 3 木块的重力 较粗糙 2.1 分析 论证 (1) 由实验 1、2 可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的 示数越大，即滑动摩擦力越大； (2) 由实验 1、3 可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计的示 数越大，即滑动摩擦力越大 得出 结论 滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。 当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同 时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 (2) 实验注意事项 ①实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时有匀速直线运动的过程。 ②实验时应保持弹簧测力计与长木板平行。 ③实验中要做到匀速拉动木块不好实现，可做如图所示改进：将弹簧测力计的秤钩与木块相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验。这样不但方便读数，而且长木板也不用一定做匀速运动。 【拓展提升】静摩擦力的大小 物体受到静摩擦力时，仍处于静止状态，受力平衡，因此静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等。 如甲图所示，当用10N的力推箱子，而未推动时，由于箱子静止，受力平衡，故f甲=F甲=10N；如乙图所示，增大推力，用20N的力推箱子，但仍未推动，此时箱子静止，受力平衡，故f乙=F乙=20N；如丙图所示，用更大的推力，箱子动起来，此时箱子和地面相对运动，受到滑动摩擦力。 滑动摩擦力的大小与运动速度的大小无关； 滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。 3. 增大或减小摩擦的方法 (1) 有益摩擦和有害摩擦 摩擦无处不在。摩擦有时是有益的，如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。摩擦有时是有害的，如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有精度和功能等。因此有时要增大有益摩擦，有时又要设法减小有害摩擦。 (2) 增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法 方法 举例 增大有益摩擦 增大接触面间的压力 将传送带的皮带张紧 增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的 花纹，运动员往手上涂防滑粉 变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急制动时，制动系统使车轮 变滚动为滑动 减小有害摩擦 减小接触面间的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘 客都下车以减小车重 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰面 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 【名师讲解】摩擦有时是有利的，有时是有害的。钢丝钳夹持口的花齿可增大摩擦力，防止夹持的物体脱离。 ◆教材<探索活动>（见教材第76页） 1. 底座不容易滑动。 2. 当气体从小孔中泄出时，因为形成了气垫，压力减小，底座较容易滑动。 ◆教材<思考与讨论>（见教材第77页） 增大摩擦：自行车把手上有花纹、运动鞋底有凹凸不平的花纹、写字时用力、浴室脚垫上的颗粒等。 减小摩擦：气垫船下面喷出的气体形成一层气垫、磁悬浮列车通过磁极间的相互作用使列车悬浮、电暖器下装有轮子等。 作业设计 观察生活：举例你自己家有哪些存在摩擦力，并指出摩擦力给我们生活带来的利与弊（分别举出5个以上例子）； 情景演绎：和同桌搭档，结合实验探究摩擦力的运用。 板书设计/课堂小结   教学反思 本节课通过生活中的一些实例引导学生初步知道摩擦力，通过问题引导、图片观察、实例分析等方式帮助学生认识摩擦力的概念，理解摩擦力在生活中给我们带来的利与弊。教学设计结合学生生活经验，通过身边发生的一些现象，逐步用自己的语言组织摩擦力的概念，结合课本中摩擦力概念，并注重培养学生的思维能力和归纳能力。成功之处在于问题设置贴近学生认知，图文结合增强直观理解，活动设计有效促进学生参与；不足在于一些模型的分析只能借助老师的绘画而不能以动画的形式展示，从而使学生没有更好的贴切我们对摩擦力在模型中的受力分析，后续可借助AI模拟让学生直观反应，提升理解效果。   学科网（北京）股份有限公司 $