3.3 摩擦力 教学设计-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“摩擦力”核心知识，涵盖滑动摩擦力定量规律与静摩擦力动态特性。通过回顾弹力、压力旧知，结合滑动摩擦电动机实验装置图导入，搭建新旧知识衔接支架，梳理接触力知识脉络。 此资料以控制变量实验、图像数据归纳、生活情境辨析为特色，借助f-Fₙ图像培养科学思维中的模型建构能力，通过推木箱等实景图落实物理观念，电动机匀速拖动实验体现科学探究严谨性。助力学生破除“摩擦与速度相关”等前概念，提升教师教学效率与学生知识应用能力。

教学设计 课程名称 摩擦力 选用教材 高中物理粤教版必修一 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 本节是接触力综合应用课，承接重力、弹力、形变知识，依托滑动摩擦电动机实验装置图、摩擦力 - 压力坐标图像、动摩擦因数数据表、静摩擦生活实景示意图、弹簧测力计测静摩擦实验图五组教材配图，分为两大核心板块。第一板块探究滑动摩擦力，借助电动机匀速拖动小车实验，控制接触面粗糙程度不变改变压力，采集多组数据绘制 f-Fₙ图像，定义动摩擦因数，给出滑动摩擦力定量公式f=μFN​，说明μ仅由接触面材料、粗糙程度决定；第二板块引入静摩擦力，结合推木箱、握瓶子、交叉书页等生活实例，通过弹簧测力计逐步拉木块实验，明确静摩擦力随外力同步变化，存在最大静摩擦力，区分静摩擦、滑动摩擦产生条件、大小规律。本节课完整区分两类摩擦力，融合控制变量实验、图像数据处理、生活受力分析，是受力分析、牛顿运动定律的重要铺垫，紧密结合车辆制动、日常推物等生活工程场景。 二、学情分析 1. 知识储备 学生已经掌握弹力、压力、支持力概念，知晓弹力垂直接触面；会使用弹簧测力计测拉力；能看懂线性坐标图像；生活中随处感受摩擦，但无法区分静摩擦、滑动摩擦；不清楚滑动摩擦力与压力成正比，误认为滑动摩擦力和接触面积、运动速度有关；不知道静摩擦力是变力，会随外力动态调整。 2. 能力现状 学生具备滑动摩擦实验装置、f-Fₙ图像、动摩擦因数表格、静摩擦生活图、弹簧测力计静摩擦实验图读图能力，但控制变量法完整实验探究能力薄弱；从坐标图像归纳正比规律的数据归纳能力不足；区分静、滑动摩擦不同受力状态的对比辨析能力偏弱；结合生活场景判断摩擦力有无、方向的建模分析能力不足。 3. 思维认知痛点 学生存在顽固生活化误区：滑动摩擦力大小和物体运动速度、接触面积有关；静止物体一定不受摩擦力；推力增大静摩擦力不变，超过最大静摩擦才滑动；动摩擦因数由物体重力、压力大小决定；无法准确判断静摩擦力、滑动摩擦力的方向。 三、教学目标 1. 物理观念 建立摩擦力完整力学观念：两物体接触面间发生相对滑动时产生滑动摩擦力，有相对运动趋势但保持静止时产生静摩擦力；滑动摩擦力满足f=μFN​，动摩擦因数μ只和接触面材料、粗糙程度有关，与速度、接触面积无关；静摩擦力是变力，大小等于外部推力，存在最大静摩擦力；摩擦力方向始终与相对运动 / 相对运动趋势反向。 2. 科学思维 依托电动机滑动摩擦装置图建立控制变量实验探究思维；借助f−FN​线性图像建立数据图像归纳建模思维；利用动摩擦因数数据表建立材料规律对比思维；结合推箱、握瓶实景图建立静摩擦生活情境分析思维，四类思维同步开展训练。 3. 科学探究 读懂滑动摩擦电动机实验装置图，完整梳理控制变量实验步骤，采集压力、摩擦力数据；解读f−FN​坐标图像，归纳滑动摩擦力与压力成正比；查阅动摩擦因数数据表，总结接触面材料对μ的影响；观察推木箱、交叉书页实景，辨析静摩擦存在条件；操作弹簧测力计逐步拉木块实验，体会静摩擦力随外力变化、存在最大值；完整经历 “滑动摩擦控制变量实验 — 图像定量规律归纳 — 静摩擦生活实例探究 — 两类摩擦力对比区分” 探究流程。 4. 科学态度与责任 车辆轮胎与路面动摩擦因数直接决定刹车安全距离，道路干湿、轮胎花纹改变摩擦大小，规律支撑交通限速、轮胎安全标准设计；实验采用电动机匀速拖动保证受力平衡，体现实验装置优化、减小人为操作误差的严谨科研思路；控制变量法固定单一变量探究物理规律，是物理核心研究方法；日常推重物、攀岩、握水杯依靠静摩擦，摩擦知识广泛服务民生、交通、航天工程，激发学生物理规律解决真实生活安全问题的意识。 四、教学重难点 重点 1. 滑动摩擦力定量公式f=μFN​、动摩擦因数物理意义；控制变量探究滑动摩擦实验 2. 静摩擦力变化规律、最大静摩擦力；静摩擦与滑动摩擦区分判断 难点 1. 破除滑动摩擦力与速度、接触面积有关的前概念，理解μ仅由接触面决定 2. 判断静摩擦力有无、静摩擦力大小随外力同步变化的动态规律 五、教学方法  控制变量实验探究法：电动机滑动摩擦装置图分步讲解实验操作；  图像数据归纳法：f−FN​坐标图像读取斜率，归纳正比规律；  表格对比分析法：动摩擦因数数据表对比不同材料摩擦特性；  生活情境辨析法：推木箱、交叉书页实景图区分静摩擦；  小组实验思辨讨论法：分组操作测力计拉木块，辨析静、滑动摩擦易错点。 六、教学资源 粤教版高中物理必修第一册课本；滑动摩擦电动机实验装置图、滑动摩擦力 - 压力坐标图像、不同材料动摩擦因数数据表、静摩擦生活实景示意图、弹簧测力计探究静摩擦实验图五张教材配图；摩擦力概念填空任务单；滑动、静摩擦对比计算题；汽车制动、路面防滑交通科普拓展资料。 七、教学设计 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 弹力、压力旧知回顾，滑动摩擦实验装置图导入新课（7 分钟） · 带领学生回顾：垂直接触面的弹力为压力，接触面相互挤压会产生阻碍相对运动的摩擦力；本节课分滑动、静止两类摩擦开展定量实验探究。 · 展示滑动摩擦装置图 · 抛出思考问题：要探究摩擦力和压力的关系，需要保持什么条件不变？为什么使用电动机匀速拖动小车？ · 组织两分钟同桌交流，巡回收集学生误区，多数学生认为摩擦力会随物体运动快慢改变。 · 梳理认知局限：实验固定接触面粗糙程度不变，匀速拖动时拉力与摩擦力平衡，可通过弹簧测力计读取摩擦力；后续图像数据将证明滑动摩擦力只和压力、接触面材质有关，和速度无关。  回顾压力、弹力相关旧知识，记录本节课四大板块：滑动摩擦控制变量实验、f−FN​图像定量规律、动摩擦因数规律、静摩擦力探究与两类摩擦区分。  观看滑动摩擦装置图，同桌互相梳理控制变量实验的不变量、自变量，标记疑问：运动快慢不会改变摩擦力大小。  跟随教师预判滑动摩擦力仅由压力、接触面粗糙程度两个变量决定。 环节二 滑动摩擦图像、数据表图解，推导滑动摩擦力公式（13 分钟）  实验采集多组压力、摩擦力数据后，展示f−FN​坐标图像 讲解图像特征：过原点倾斜直线，二者成正比，直线斜率为动摩擦因数μ。  展示动摩擦因数数据表 引导横向对比：橡胶与干燥路面μ最大，钢与冰μ最小，说明材料、粗糙程度直接决定μ，和压力、物体速度无关；给出滑动摩擦力计算公式f=μFN​。  布置四人小组三分钟讨论任务：举例说明车速、接触面大小不会改变刹车滑动摩擦力，结合公式说明理由，小组整合结论推选代表发言。  汇总小组发言结论：公式无速度、接触面积相关物理量，因此二者不影响滑动摩擦力大小；过渡铺垫：物体静止但有滑动趋势时存在静摩擦力，结合生活实景探究。  观看f−FN​图像、动摩擦因数数据表，完整抄写滑动摩擦力公式，记住动摩擦因数的决定因素。  四人小组辨析速度、接触面积不影响滑动摩擦力的原因，自主纠正 “速度越大摩擦越大” 的生活化误区。  理顺逻辑：控制变量实验采集数据→图像归纳正比关系→数据表总结接触面影响，得到滑动摩擦定量规律。 环节三 静摩擦实景、测力计实验图解，探究静摩擦力规律（12 分钟） 展示推木箱、握玻璃瓶、交叉书页实景示意图 抛出思辨问题：用力推木箱但没推动，木箱是否受摩擦力？这个摩擦力大小等于什么？ 两分钟同桌交流，巡回收集误区，多数学生认为静止物体不受摩擦力，或推力增大静摩擦力不变。 整合讨论结论：静止物体有相对运动趋势就会产生静摩擦力，静摩擦力大小和外力推力相等，推力增大静摩擦同步增大；推力超过最大静摩擦力后物体滑动，转变为滑动摩擦力。 展示弹簧测力计拉木块实验图 分步演示：拉力从零缓慢增大，测力计示数同步增大（静摩擦）；木块刚滑动瞬间示数骤降，证明最大静摩擦力大于同条件滑动摩擦力。 完整梳理本节课三层主线：滑动摩擦控制变量实验与定量公式→动摩擦因数材料规律→静摩擦力动态变化规律与两类摩擦区分。 观看静摩擦生活实景图、测力计实验图，同桌互相分析推木箱、握瓶子的静摩擦受力情况，记住静摩擦力随外力同步变化。 自主纠正静止无摩擦、静摩擦力固定不变的误区，区分最大静摩擦、滑动摩擦力大小关系。 环节四 分层习题巩固 + 课堂整体复盘（10 分钟）  出示四道分层课堂思考题： ① 探究滑动摩擦力与压力的实验采用什么方法，需要控制什么不变？ ② 滑动摩擦力公式是什么，动摩擦因数由什么决定，和速度、面积有关吗？ ③ 静摩擦力存在的条件是什么，静摩擦力大小如何变化？ ④ 举例区分静摩擦力、滑动摩擦力两种场景。  带领学生复盘本节课五张配图核心：滑动摩擦装置图掌握控制变量实验；f−FN​图像归纳正比定量规律；动摩擦因数数据表理解接触面影响；静摩擦实景图认识静摩擦生活场景；测力计实验图体会静摩擦动态变化，串联滑动、静摩擦完整探究逻辑。  逐条板书梳理本节课典型认知误区：滑动摩擦力随速度 / 面积变化、静止物体无摩擦力、静摩擦力大小固定、动摩擦因数和压力有关，逐条纠正。  布置分层课后作业：基础作业抄写滑动、静摩擦核心规律；提升作业独立完成四道分层思考题；拓展作业查阅汽车刹车摩擦、路面防滑科普资料。 · 独立动笔完成四道分层思考题，完整书写每道题分析依据，对照五张配图自查错题，标记模糊图像、静摩擦动态变化知识点。 · 跟随教师复盘五张配图完整探究主线，理清滑动摩擦定量实验、静摩擦定性分析两层知识关联。 · 在课本记录四类认知误区，标注对应纠正知识点，规避摩擦力计算、判断答题错误。 · 完整记录三层课后作业，区分概念识记、简答、交通科普拓展三类任务。 环节五 课堂收尾 回扣开篇滑动摩擦电动机实验装置图总结：本节课通过控制变量实验结合坐标图像得到滑动摩擦力定量公式，借助生活实景、测力计分步拉物实验探究静摩擦力动态变化规律，完整区分滑动、静摩擦力两类接触摩擦。下一章开启牛顿运动定律，结合重力、弹力、摩擦力综合分析物体受力与运动。 完整回顾本节课全部内容：滑动摩擦控制变量实验、f−FN​图像规律、动摩擦因数、静摩擦力变化规律，记住五张教材配图完整探究主线，完善接触力（重力、弹力、摩擦力）完整力学框架。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托滑动摩擦电动机实验装置图、f−FN​坐标图像、动摩擦因数数据表、静摩擦生活实景图、弹簧测力计静摩擦实验图五组素材，沿着控制变量实验、图像定量归纳、材料规律对比、静摩擦生活探究完整脉络落实育人目标。探究滑动摩擦力采用固定单一变量的控制变量法，是物理研究剥离干扰、探寻定量规律的核心科学方法；电动机匀速拖动装置消除人为手拉动速度不均带来的实验误差，体现优化实验器材、减小系统误差的严谨科研思维；动摩擦因数数据直接支撑道路轮胎防滑、车辆制动安全设计，摩擦定量规律是交通限速、道路安全标准的底层物理依据；生活中握瓶、攀岩、推重物依靠静摩擦力，基础摩擦知识广泛服务民生、交通、航天多领域工程；破除 “速度越大摩擦越大” 的主观直觉，依靠实验图像、定量公式客观分析，培养不依赖直观感受、以实验数据为判断依据的理性思辨习惯；我国防滑路面、高性能汽车轮胎研发依托摩擦规律，基础物理力学支撑国内交通产业发展，增强科技自信。 十、教学反思和修改 1. 教学反思 本节课五类配图直观易懂，小组滑动摩擦公式讨论课堂参与度较高，但学生存在四类顽固认知误区，知识理解存在薄弱点：绝大多数学生认为滑动摩擦力随运动速度、接触面积增大而变大；判定静止物体不受摩擦力；认为静摩擦力大小固定不变；混淆动摩擦因数的决定因素；同时部分学生自主读取坐标图像斜率、动态分析静摩擦力变化的数理分析能力偏弱。 2. 修改措施 课前印发预习填空单，标注四大核心易错点：滑动摩擦与速度、面积无关；静止有趋势存在静摩擦；静摩擦力随外力改变；μ由接触面材质决定；课堂增加四轮抢答互动快速纠正直观误区；延长四人小组五张配图辨析讨论时长，帮扶图像读取、静摩擦动态分析薄弱学生，分层整理滑动、静摩擦对比清单；课后配套分层作业夯实概念、简答、交通科普拓展；下一章课前两分钟快速复盘两类摩擦力核心规律，完成相互作用力全章节接触力知识整体巩固。 学科网（北京）股份有限公司 $