3.3 摩擦力 教学设计 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

课程名称

摩擦力

选用教材

高中物理教科版必修一

教学章节

第三章第三节

授课对象

高一学生

授课类型

新授课

授课学时

1课时（45分钟）

一、教学内容分析

本节课是相互作用章节收尾核心课，分为滑动摩擦力、静摩擦力两大板块，以消防战士爬杆真实情境设疑导入；先定义滑动摩擦力，结合桌布拉动鱼缸实例梳理相对运动判断摩擦力方向；设计固定木块、抽动长木板的分组实验，探究滑动摩擦力大小与接触面压力、粗糙程度的正比关系，给出滑动摩擦力计算公式，搭配北方狗拉雪橇生活例题完成匀速运动定量计算；再通过推箱子活动引入静摩擦力，明确静摩擦力产生条件、取值范围，区分静摩擦力与最大静摩擦力，用弹簧测力计实操测量最大静摩擦力，借助图像说明物体由静止转为滑动时摩擦力变化；最后列举自动扶梯、拉动飞机等生产生活实例，对比两类摩擦力产生场景、大小规律、方向判断，完善弹力、重力、摩擦力三类基础接触力完整知识体系，为共点力平衡、牛顿定律受力分析筑牢基础。

二、学情分析

1. 知识基础

学生已经熟练掌握弹力、重力相关知识，会判断弹力方向、进行简单受力作图；生活中能感知阻碍运动的摩擦效果，但无法区分相对运动、相对静止，经常把运动方向等同于相对运动方向；不清楚滑动摩擦力只和压力、接触面粗糙程度有关，误以为和运动速度、接触面积相关；分不清静摩擦力、最大静摩擦力，认为静止物体摩擦力固定不变，不会随外力同步变化。

2. 能力基础

学生具备基础分组实验、二力平衡分析能力，但滑动摩擦力实验装置的优势理解不足，不清楚抽动木板无需匀速的原理；判断摩擦力方向时容易找错参照物；处理匀速运动受力计算时，不会联立平衡条件与摩擦力公式；难以分析爬杆、扶梯这类复杂场景中静摩擦力的方向与大小。

3. 思维基础

学生存在多处典型认知误区：运动的物体一定受滑动摩擦力，静止物体只受静摩擦力；摩擦力始终阻碍物体运动，一定和运动方向相反；滑动摩擦力大小随拉动速度变大而增大；静摩擦力存在固定不变的数值，推力增大摩擦力不会同步增大；最大静摩擦力小于滑动摩擦力。

三、教学目标

1. 物理观念

建立摩擦力完整物理观念：相互接触挤压、有相对运动产生滑动摩擦力，有相对运动趋势产生静摩擦力；摩擦力方向与相对运动（趋势）方向相反；滑动摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度成正比；静摩擦力大小随外力动态变化，存在最大静摩擦力，同等条件下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；摩擦力不一定是阻力，可充当动力。

2. 科学思维

依托消防爬杆训练图建立真实情境辩证提问思维；借助木板滑动探究实验装置图建立控制变量定量探究思维；利用狗拉雪橇受力示意图建立平衡状态定量建模思维；结合静摩擦推箱子实例图建立变力动态分析思维，实现生活情境质疑、分组变量实验、匀速平衡计算、静摩擦动态分析完整链条思维训练。

3. 科学探究

观察消防爬杆上升、下滑情境，对比两类摩擦力差异；分析桌布鱼缸实例，掌握相对运动判断滑动摩擦力方向；分组开展木板滑动实验，控制变量探究滑动摩擦力影响因素；用弹簧测力计测量箱子最大静摩擦

力，观察拉力增大过程中静摩擦力变化；完整经历 “生活真实情境设疑→滑动摩擦概念与实验探究→匀速实例定量计算→静摩擦动态规律实操验证” 标准化探究流程。

4. 科学态度与责任

消防爬杆、北方冰雪运输、商场自动扶梯、飞机牵引全部依靠摩擦力实现功能；滑动摩擦实验采用固定物块抽动木板的优化方案，体现实验创新优化思路；摩擦广泛应用于国防、交通、民生，增粗糙、减润滑两类调控摩擦手段服务生产；严谨控制变量做实验、找准相对运动参照物判断摩擦力方向，培养客观辩证、定量探究、学以致用的科学品格。

四、教学重难点

重点

滑动摩擦力、静摩擦力产生条件，摩擦力方向判断，找准相对运动（趋势）参照物

滑动摩擦力大小规律，匀速运动下结合二力平衡完成计算

静摩擦力动态变化规律，最大静摩擦力的概念与测量方法

难点

区分运动、相对运动，摩擦力可作为动力的实例理解

滑动实验装置原理：抽动木板无需匀速，物块始终受力平衡

静摩擦力随外力同步变化，复杂场景（爬杆、扶梯）静摩擦力方向判断

五、教学方法

情境设疑导入法：消防战士爬杆上升、下滑真实场景抛出对比问题；

控制变量实验探究法：木板、砝码、弹簧测力计分组探究滑动摩擦力影响因素；

对比辨析讲授法：滑动摩擦、静摩擦产生条件、大小、方向全方位对比；

平衡建模计算法：狗拉雪橇匀速运动受力分析，联立平衡与摩擦公式解题；

动态实验演示法：弹簧测力计推箱子，直观展示静摩擦力随拉力同步增大。

六、教学资源

教科版必修第一册物理课本；消防爬杆训练图、木板滑动探究实验装置图、狗拉雪橇受力示意图、静摩擦推箱子实例图；长木板、木块、砝码、弹簧测力计、定滑轮；摩擦力受力作图、计算题练习单；多媒体课件、黑板、小组实验数据记录表。

七、教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

环节一 消防爬杆真实情境导入，区分两类摩擦（7 分钟）

          展示消防爬杆训练图

观看消防爬杆训练图，自主对比上升、下滑两种运动状态的区别；猜想两种过程摩擦力存在差异；带着滑动实验、静摩擦动态变化两类目标进入新课。

     抛出讨论问题：战士匀速向上攀爬、匀速向下滑落时，钢管对人体的摩擦力大小、方向、摩擦种类是否完全相同？

     组织同桌两人交流两分钟，引导学生发现上升、下滑时相对运动趋势 / 相对运动存在区别，初步区分静摩擦力、滑动摩擦力；顺势引出本节课两大核心探究内容：滑动摩擦力规律、静摩擦力动态变化特点。

     点明本节课整体学习主线：滑动摩擦产生条件、方向、定量实验、匀速例题计算；静摩擦动态变化、最大静摩擦力测量。

环节二 滑动摩擦力概念与分组控制变量实验（11 分钟）

         结合桌布拉动鱼缸实例讲解滑动摩擦力产生条件、方向判断方法，强调以接触面为参照物看相对运动；展示木板滑动探究实验装置图

         完整讲解实验优化思路：木块固定不动，抽动下方长木板，无论木板是否匀速，木块始终受力平衡，弹簧测力计示数直接等于滑动摩擦力；讲解控制变量操作：增减砝码改变压力、更换不同粗糙板面改变接触面粗糙程度。

         布置四人小组实验任务，依次改变压力、接触面材质，记录对应摩擦力大小，限时三分钟完成数据记录并总结规律。

          同步随堂提问：拉动木板速度变大，弹簧测力计示数是否会改变？

观看木板滑动探究实验装置图，听懂实验无需匀速的设计优势；分组动手完成控制变量实验，记录多组数据；自主归纳滑动摩擦力只和压力、接触面粗糙程度相关，与运动速度、接触面积无关。

环节三 匀速运动例题计算，认识静摩擦力动态规律（14 分钟）

          展示狗拉雪橇受力示意图

观看狗拉雪橇受力示意图，完整梳理匀速运动两层平衡关系；观看静摩擦推箱子实例图，分组动手拉动物块，记录最大静摩擦力；记住静摩擦力随外力同步改变，存在取值范围。