3.2摩擦力 教学设计 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

教 案 教 学 设 计

教学内容

普通高中教科书·物理必修第一册

第三章第2节《摩擦力》

学科/教材版本

年级：高一年级

人教版 必修第一册

学情分析

学生在初中已定性学习过滑动摩擦力，知道“压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”，也学过二力平衡，会用弹簧测力计测量力。但初中只停留在定性层面，本节要上升到定量：探究滑动摩擦力与压力的正比关系 Ff＝μFN，并新增“相对运动”“相对运动趋势”等抽象概念。

学生日常缺乏大量摩擦体验的积累，且“相对运动/相对运动趋势”与机械运动紧密联系、较为抽象，判断摩擦力方向是本节课的难点。此外，学生容易误认为“摩擦力方向一定与运动方向相反”“压力一定等于重力”“动摩擦因数μ与Ff成正比、与FN成反比”，这些前概念需要在教学中通过实例与实验逐一纠正。

教材分析

本节内容是对初中摩擦力知识的延伸和拓展。教科书首先通过回忆初中知识，说明什么是滑动摩擦力，并说明滑动摩擦力的大小和方向；然后，在介绍了静摩擦力及其方向后，通过实验研究静摩擦力的大小。

教科书创设真实情境：用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块做匀速运动，测力计示数等于摩擦力，改变压力时摩擦力随之改变，进而提问“如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？”。随后给出滑动摩擦力定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力；方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反；定量实验表明大小跟压力成正比，即 Ff＝μF压，μ为动摩擦因数，与接触面材料、粗糙程度有关。

通过东北雪橇例题（钢制滑板雪橇总质量4.9×10³kg，查表μ＝0.02，匀速前进需拉力980 N）示范应用。接着以“人推沙发没推动”引入静摩擦力：相互接触的物体处于相对静止时也可能存在摩擦力，静摩擦力方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反，大小随推力增大而增大并与推力保持相等。最后用弹簧测力计（或力传感器F-t图像）演示静摩擦力随拉力变化及存在最大值。

本节教学重点是通过实验认识摩擦力的规律；难点是判断摩擦力的方向。对应课程标准1.2.1：认识重力、弹力与摩擦力，知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。

教学目标

物理观念

通过分析摩擦现象，理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。

知道滑动摩擦力方向沿接触面、与相对运动方向相反，知道动摩擦因数μ无单位且跟接触面材料、粗糙程度有关。

科学思维

会根据相对运动方向判断滑动摩擦力的方向，并根据 Ff＝μFN 计算其大小；会根据相对运动趋势判断静摩擦力的方向，并会根据物体受力和运动情况分析静摩擦力的大小和方向。

科学探究

通过实验探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系，经历“如何测量滑动摩擦力大小、如何改变压力、如何改变粗糙程度”的方案设计。

通过演示实验（弹簧测力计小纸团标记、力传感器F-t图像）认识静摩擦力随拉力变化及最大静摩擦力。

科学态度与责任

知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例，有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识。

了解目前科学界尚未完全弄清摩擦力产生的机理，认识科学是逐步发展的，激发对科学研究的热情。

教学重点与难

教学重点

通过实验认识摩擦力的规律。①滑动摩擦力的产生条件、方向与 Ff＝μFN 的计算；②静摩擦力的方向判断与大小分析；③最大静摩擦力的认识。

点

教学难点

判断摩擦力的方向。原因：第一，认识摩擦力需要在大量体验基础上概括归纳，学生往往缺乏体验积累；第二，相对运动、相对运动趋势等概念本身比较抽象。此外，静摩擦力方向及“相对运动趋势”的确切含义也是难点。

教学过程

环节/时间

教师活动

学生活动

核心

素养

环节1 真实情境·问题引入（5分钟）

演示情境：用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小；改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。

提出问题：如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？

组织探究此情境下摩擦力与压力的关系，然后引导思考两个问题：

①此种情境下的摩擦力有什么特点，应该如何对其命名？

②此种情境下的摩擦力除了与压力有关外，还与什么因素有关？

在这两个问题引导下进入滑动摩擦力内容的学习。

观察演示，记录“匀速时测力计示数＝摩擦力”“压力变大摩擦力变大”；猜想定量关系（正比）；思考并回答两个引导问题：此摩擦力产生于“相对滑动”的两接触面之间，可命名为滑动摩擦力；还与接触面粗糙程度、材质有关。

物理观念（运动与相互作用）、科学探究（从真实情境提出可探究问题）。

环节2 滑动摩擦力·定义与方向（8分钟）

给出定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在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；方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。

为突破方向难点，先增加小实验帮助学生体会：手紧贴在桌子上向前滑动、抽出压在小物块下的纸条等。

然后引导学生认识到：滑动摩擦力的方向有可能与物体的运动方向相反，也有可能与物体的运动方向相同。

最后说明“相对运动”的内涵——两个物体分别以对方为参考系表现出来的运动，而不是相对地面或者其他物体的运动。

追问：摩擦力一定是阻力吗？

动手体验（手贴桌面滑动、抽纸条），感受阻碍作用；讨论辨析：滑动摩擦力方向与“相对运动方向”相反，而不一定与物体（对地）运动方向相反，举例说明它可能是动力（如传送带启动时带动行李）。

科学思维（相对运动概念的抽象概括、辨析易错点）、物理观念。