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

该高中物理教学设计聚焦摩擦力核心知识，涵盖滑动摩擦力和静摩擦力。以消防爬杆真实情境导入，先通过桌布拉动鱼缸实例明确滑动摩擦力方向判断，再设计固定木块抽动木板的分组实验探究其大小规律，后过渡到静摩擦的动态变化分析，整合三类基础接触力，为共点力平衡及牛顿定律学习筑牢基础。 特色在于以真实情境驱动探究，通过控制变量实验（滑动摩擦影响因素）和动态演示（静摩擦随外力变化）培养科学探究能力，结合狗拉雪橇例题进行平衡建模计算提升科学思维。生活实例（自动扶梯、飞机牵引）渗透科学态度，分层任务设计助力教师教学，有效突破摩擦力方向判断、静摩擦动态变化等难点，提升学生实验与分析能力。

教学设计 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 · 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。 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。 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 · 分析冰雪路面匀速滑行受力，竖直方向重力与支持力平衡，水平拉力与滑动摩擦力平衡，代入摩擦公式完整演算例题； · 过渡到静摩擦力内容，展示静摩擦推箱子实例图 · 分步演示：缓慢增大推力，箱子静止时静摩擦力同步增大；拉力达到临界值箱子滑动，此时测力计示数为最大静摩擦力；结合摩擦力变化图像说明同等条件下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。 · 组织四人小组实操：用弹簧测力计水平拉物块，记录即将滑动时的最大拉力，体会静摩擦力动态变化。 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。 环节四 生活实例拓展与课堂总结，布置分层任务（13 分钟） · 列举自动扶梯、牵引飞机两类静摩擦应用实例，对比两类摩擦力在生活中的用途；整合四张配图梳理课堂全部知识点，出示摩擦力方向判断、匀速计算、静摩擦分析三类课堂小练习；梳理滑动、静摩擦两大板块核心考点，点明摩擦力既可充当阻力也可充当动力。 · 整合四张配图对应的消防爬杆情境、木板滑动实验、雪橇受力图、推箱子静摩擦图像全部知识点，纠正 “运动物体一定受滑动摩擦”“摩擦力阻碍运动” 两类认知误区；独立完成课堂基础习题，梳理完整探究脉络。 环节五 课堂总结、分层课后任务（3 分钟） · 整合四张配图梳理课堂主线：消防爬杆训练图制造情境冲突，区分滑动、静摩擦→木板滑动探究实验装置图开展控制变量实验，得出滑动摩擦力大小规律→狗拉雪橇受力示意图结合二力平衡完成匀速定量计算→静摩擦推箱子实例图实操验证静摩擦力动态变化、最大静摩擦力特点，完整覆盖概念、实验、计算、动态分析四大板块。 · 梳理全课框架：1. 滑动摩擦力：接触挤压、相对运动；方向与相对运动反向；大小与压力、粗糙程度成正比；2. 实验优势：固定物块抽动木板，无需匀速；3. 静摩擦力：接触挤压、相对运动趋势；大小随外力同步变化，存在最大静摩擦；4. 摩擦力不一定是阻力，可作为动力，黑板同步思维导图，相对运动参照物找错、滑动摩擦影响因素混淆、静摩擦固定不变三大易错点重点标注。 · 布置分层课后任务：基础任务画出鱼缸在桌面、桌布上滑动两组滑动摩擦力示意图；提升任务完整书写狗拉雪橇例题标准解题步骤；拓展任务观察楼道自动扶梯，分析人站立时鞋底受到静摩擦力方向并说明理由。 整合四张配图全部知识点，记录分层课后任务，梳理完整摩擦探究脉络。 环节六 课堂收尾（2 分钟） · 回扣开篇消防爬杆训练图总结：本节课完整掌握滑动、静摩擦两类摩擦力的产生条件、方向、大小规律，学会控制变量实验、平衡状态定量计算、动态静摩擦分析三类核心技能，摩擦力是受力分析高频力，为本章平衡问题、后续牛顿运动定律计算提供必备工具。 完整回顾滑动摩擦实验、匀速计算、静摩擦动态变化全部知识点，理清 “真实情境设疑→滑动变量实验探究→匀速实例定量计算→静摩擦实操动态验证” 完整探究思路，规划课后任务完成顺序。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托消防爬杆训练图、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四组教材素材，沿着消防实战情境提出摩擦疑问、控制变量分组实验定量探究滑动摩擦、北方冰雪运输例题结合民生计算、推箱子实操实验验证静摩擦动态规律的脉络开展教学，培养学生生活现象辩证质疑、控制变量定量实验、平衡状态建模计算、动态变力实操分析的严谨量化科研品格；消防攀爬训练、北方冬季雪橇运输、商场自动扶梯、飞机牵引全部依靠摩擦力实现功能，摩擦调控技术广泛用于国防、民生、交通领域；滑动实验创新采用固定物块抽动木板的方案，启发学生优化实验、简化测量步骤；实验要求如实记录数据、找准相对运动参照物判断摩擦力方向，引导学生尊重客观实验事实、辩证看待摩擦利弊、学以致用，感受基础力学规律支撑生产生活、国防安全的科学价值。 十、教学反思和修改 · 教学反思：本节课借助四张核心配图完成摩擦力完整教学，分组实验参与度较高，但学生存在三处典型问题：一是判断摩擦力方向时选错参照物，把物体对地运动当成相对接触面运动；二是错误认为滑动摩擦力随拉动速度、接触面积改变，记不清只有压力、粗糙程度两个影响因素；三是固化认为静摩擦力数值固定，不会随外力同步变化，难以理解最大静摩擦概念。 · 修改措施：课前印制相对运动、两类摩擦力区分填空预习单；课堂增加桌布鱼缸、爬杆摩擦力方向抢答练习；延长四人小组木板滑动实验时长，教师逐组对比不同压力、粗糙程度下的数据；课后配套摩擦力方向判断、滑动摩擦计算、静摩擦动态分析三类专项习题，严格规范参照物辨析、实验结论记忆、静摩擦变力规律三重训练。 学科网（北京）股份有限公司 $