分切片、自主探究《摩擦力》
都梁學(xué)校李立影
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1．曉得滑動(dòng)磨擦力的形成條件，認(rèn)識(shí)滑動(dòng)磨擦的規(guī)律．曉得動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)與互相接觸的物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，會(huì)判定滑動(dòng)磨擦力的方向．
2．能運(yùn)用滑動(dòng)磨擦力公式來(lái)估算滑動(dòng)磨擦力．
3．認(rèn)識(shí)靜磨擦的規(guī)律，曉得靜磨擦力的變化范圍及其最大值．
4．曉得最大靜磨擦力略小于滑動(dòng)磨擦力．
5．會(huì)依據(jù)物體的平衡條件簡(jiǎn)單地估算靜磨擦力的大小．
過(guò)程與技巧
1．培養(yǎng)中學(xué)生借助數(shù)學(xué)語(yǔ)言剖析、思考、描述磨擦力概念和規(guī)律的能力．
2．培養(yǎng)中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力．
3．讓中學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中控制變量和實(shí)驗(yàn)條件．
4．通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)摩擦力方向的判斷實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，培養(yǎng)中學(xué)生剖析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．
情感心態(tài)與價(jià)值觀
1．借助實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣．
2．培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)踐——認(rèn)識(shí)(規(guī)律)——實(shí)踐(解決實(shí)際問(wèn)題)的思想．3．在研究問(wèn)題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽視次要誘因的思維方式．
教學(xué)重點(diǎn)
1．滑動(dòng)磨擦力大小的估算以及方向的判定．
2．靜磨擦力的有無(wú)的判定以及靜磨擦力方向的判定．
3．靜磨擦力形成的條件及規(guī)律，正確理解最大靜磨擦力的概念。
教學(xué)難點(diǎn)
1．靜磨擦力有無(wú)的判定青河磨擦力方向的判定．
2．靜磨擦力大小的簡(jiǎn)單估算．
教學(xué)方式
探究、講授、討論、練習(xí)
教具打算
多媒體教學(xué)講義、長(zhǎng)方體鐵塊(每組3塊)、彈簧秤、毛巾；玻璃板、毛刷(兩
個(gè)中學(xué)生一組)．身邊的物體(比如茶杯、黑板擦、鋼筆、橡皮、講桌等物體)
教學(xué)活動(dòng)
[新課導(dǎo)出]
（演示）1、用手拿著粉筆處于豎直狀態(tài),粉筆為什么沒(méi)有掉落?
2、用水平力推講臺(tái)桌,講臺(tái)桌為什么不動(dòng)?
生：說(shuō)明物體間存在磨擦力
切片一、靜磨擦力
[問(wèn)題1]首先看一下哪些是磨擦力，你們追憶一下中學(xué)所學(xué)的內(nèi)容，表述一下磨擦力的概念．
兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，都會(huì)在接觸面上形成制約相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這個(gè)力稱(chēng)作磨擦力．
[問(wèn)題2]當(dāng)使勁推桌時(shí)，桌子為何沒(méi)有動(dòng)？由于桌子與地面之間有磨擦力的作用。這些磨擦力發(fā)生在相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間，我們把這些磨擦力稱(chēng)作靜磨擦力。請(qǐng)中學(xué)生
給出標(biāo)準(zhǔn)的靜磨擦力的定義。
[問(wèn)題3]思索靜磨擦力形成條件是？
①兩個(gè)物體間的接觸面不光滑。
②兩個(gè)物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
③兩個(gè)物體應(yīng)當(dāng)接觸而且互相擠壓。
[問(wèn)題4]觀看多媒體展示圖片，思索靜磨擦力方向怎樣？
——靜磨擦力的方向總是順著接觸面，而且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
[實(shí)驗(yàn)探究]
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究靜磨擦力的大小
⑴用彈簧測(cè)力計(jì)水平地拉靜止在水平桌面的的鐵塊，逐步減小拉力，直至鐵塊運(yùn)動(dòng)為止，觀察在此過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化，探究磨擦力大小？根據(jù)是哪些？
生：靜磨擦力隨拉力的變化而變化，但是F靜=F。（靜磨擦力由使物體形成運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力決定。）根據(jù)二力平衡。
[問(wèn)題5]當(dāng)物塊剛開(kāi)始相對(duì)于桌面滑動(dòng)，這時(shí)物塊所受的靜磨擦力叫哪些？它的大小和方向呢？
-----叫最大靜磨擦力；大小等于物塊剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的最小拉力，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
[問(wèn)題6]靜磨擦力的大小是一個(gè)固定的值嗎？怎樣確定其大小？
靜磨擦力的大小不是一個(gè)固定值，取值為0
可以用二力平衡條件來(lái)確定它的大
小，在物體靜止時(shí)，物體遭到的拉力和物體遭到的地面對(duì)它的靜磨擦力相等。
例題：多媒體展示，重力為G的物塊相對(duì)于墻壁處于靜止?fàn)顟B(tài)，試求壓力是F和2F時(shí)物塊遭到的磨擦力
【思考】
1.靜磨擦力的大小與物體間的壓力有關(guān)系嗎？
——靜磨擦力大小跟物體接觸面間的壓力大小無(wú)關(guān)
2.那最大靜磨擦力呢？
——最大靜磨擦力跟物體間的壓力有關(guān),隨著壓力的減小而減小
【討論】改變最大靜磨擦力的方式有什么？舉例說(shuō)明
——壓力、接觸面的粗糙程度
[問(wèn)題7]討論歸納靜磨擦力的特性。
------通常靜磨擦力的大小沒(méi)有一個(gè)確定的值，類(lèi)似上述情況，當(dāng)物塊處于平衡狀態(tài)時(shí)，靜磨擦力的大小隨拉力大小的變化而變化，總是等于拉力的大小。靜磨擦力的方向，總是沿接觸面切線(xiàn)方向，跟物體間相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)方向相反，靜磨擦力減小到某數(shù)
表示。最大值后就不再減小了，這時(shí)靜磨擦力達(dá)到最大值，稱(chēng)作最大靜磨擦力，用F
max
靜磨擦力的方向，也總是沿接觸面切線(xiàn)方向，跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。
[問(wèn)題8]靜磨擦力能不能發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的物體之間？
-----能，靜磨擦力中的“靜”應(yīng)該是指的互相接觸而且又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的磨擦力，它應(yīng)當(dāng)是指的相對(duì)靜止，可以發(fā)生在兩個(gè)一起運(yùn)動(dòng)而且又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體之間。例:人用手緊握一個(gè)獎(jiǎng)杯(獎(jiǎng)杯一直處于豎直方向)下述說(shuō)法正確的是()
A.獎(jiǎng)杯越重,手握的越緊
B.手握的越緊,獎(jiǎng)杯遭到的磨擦力越大
C.不管手握得多緊,獎(jiǎng)杯遭到的磨擦力總是一定的.
D.以上說(shuō)法都不正確
[問(wèn)題9]有的朋友說(shuō)靜磨擦力一定是阻力，對(duì)嗎？舉例說(shuō)明
——不對(duì)，如人搭乘傾斜平面手扶梯上樓或用傳送帶向高處運(yùn)貨物等。
例：水平地面上,一個(gè)重為G=100N的木架A遭到水平推力F的作用.已知木架與地面間最大靜磨擦力為20N。試求當(dāng)F=15N時(shí),此時(shí)木架受磨擦力Ff=.當(dāng)F=25N時(shí),此時(shí)木架受磨擦力Ff=.
——學(xué)生很快回答第一空為15N，但第二空就遲疑了，因而引出滑動(dòng)磨擦力。
切片二、滑動(dòng)磨擦力
[問(wèn)題1]閱讀課文58頁(yè)，結(jié)合里面的問(wèn)題，說(shuō)出哪些是滑動(dòng)磨擦，哪些是滑動(dòng)磨擦力？----兩個(gè)互相接觸的物體有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，物體之間存在的磨擦稱(chēng)作滑動(dòng)磨擦。在滑動(dòng)磨擦中，物體間形成的制約物體間相對(duì)滑動(dòng)的斥力，稱(chēng)作滑動(dòng)磨擦力。
[問(wèn)題2]按照靜磨擦力形成的條件和滑動(dòng)磨擦力的定義，判定滑動(dòng)磨擦力形成的條件是哪些。
------接觸面粗糙的兩個(gè)物體之間有彈力而且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[問(wèn)題3]觀看多媒體展示圖片，剖析滑動(dòng)磨擦力方向？
——沿著接觸面，與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。與接觸面間彈力方向垂直，與物體是否受其他力作用無(wú)關(guān)
【探究】請(qǐng)朋友們推測(cè)一下，滑動(dòng)磨擦力的大小跟什么誘因有關(guān)？
——1、接觸面的粗糙程度
2、壓力
3、接觸面的面積
4、與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速率
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，“感受磨擦力”：
（參考：）在桌面上墊一張紙，把手壓在紙上，之后雙手往前推，保持接觸面的材料不變，在大小不同的壓力下朝前推手掌（材料可以是紙、塑料、毛巾、木板、橡膠等）；之后壓力不變摩擦力方向的判斷實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，改變接觸面的材料。
[問(wèn)題4]通過(guò)比較，覺(jué)得到滑動(dòng)磨擦力的大小跟什么誘因有關(guān)？
---與正壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
師：下邊我們自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，看一下滑動(dòng)磨擦力究竟與正壓力之間的關(guān)系是哪些．首先你們考慮一下實(shí)驗(yàn)器材的選擇，之后探究怎樣用這種器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是實(shí)驗(yàn)原理是哪些，最后我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
中學(xué)生探究怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等等．
[問(wèn)題5]對(duì)鐵塊的運(yùn)動(dòng)情況有沒(méi)有限制?
——木塊要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)或平緩地聯(lián)通，由于只有這樣才可以保持拉力等于滑動(dòng)磨擦力．[問(wèn)題6]是的，這一點(diǎn)一定要注意．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是怎樣改變鐵塊對(duì)地面的壓力的呢?——可以在鐵塊上添加砝碼．
[問(wèn)題7]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行記錄的？
--可以用表格的方式記錄下在不同壓力下物體做勻速運(yùn)動(dòng)的拉力大小，而在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)物體對(duì)地南的壓力大小等于物體的重力，所以我們要檢測(cè)鐵塊及砝碼的重力從
[問(wèn)題5]記錄了數(shù)據(jù)之后是怎樣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的呢？
---可以作磨擦力F隨壓力F
變化的圖像，假如圖象是一條直線(xiàn)，說(shuō)明兩者成反比，這樣做出來(lái)圖象一目了然，很容易進(jìn)行判別。假如在檢測(cè)中出現(xiàn)了錯(cuò)誤的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)可以在畫(huà)圖中舍棄。
[問(wèn)題6]實(shí)驗(yàn)得到的推論是哪些？
----在其它條件不變的情況下物體與地面間的滑動(dòng)磨擦力與物體對(duì)地面的壓力成反比。
中學(xué)生進(jìn)一步自主探究實(shí)驗(yàn)，觀察滑動(dòng)磨擦力與其它推測(cè)是否有關(guān)（驗(yàn)證無(wú)關(guān)）
小結(jié)：滑動(dòng)磨擦力的大小跟壓力成反比，也就是跟兩個(gè)物體間的垂直斥力成反比。
假如用F表示滑動(dòng)磨擦力的大小不，用F
N表示壓力大小，則有F=μF
N，
，其中U是比列
常數(shù)（它是兩個(gè)力的比值，沒(méi)有單位），稱(chēng)作動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)，它的數(shù)值跟互相接觸的情況如粗糙程度有關(guān)。物體與地面間的滑動(dòng)磨擦力與接觸面積無(wú)關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的速率大小無(wú)關(guān)，跟接觸面授粗糙程度有關(guān)。
[思索與討論]
1、滑動(dòng)磨擦力的大小與重力成反比嗎？
2、運(yùn)動(dòng)的物體遭到的磨擦力一定是滑動(dòng)磨擦力嗎？靜止的物體遭到的磨擦力一定是靜磨擦力嗎？
3、滑動(dòng)磨擦力的方向一定跟運(yùn)動(dòng)方向相反嗎？
4、摩擦力一定是阻力嗎？
三、滾動(dòng)磨擦力
一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)，物體之間存在的磨擦稱(chēng)作滾動(dòng)磨擦。在滾動(dòng)磨擦中，物體間形成的制約物體間滾動(dòng)的斥力，稱(chēng)作滾動(dòng)磨擦力。在壓力相同時(shí)，滾動(dòng)磨擦力要比滑動(dòng)磨擦力小得多。
[課堂小結(jié)]本節(jié)課剖析了靜磨擦力、滑動(dòng)磨擦力、滾動(dòng)磨擦力，磨擦力的方向問(wèn)題是一個(gè)重點(diǎn)，滑動(dòng)磨擦力的方向和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，而不是和物體運(yùn)動(dòng)方向相反，注意運(yùn)動(dòng)方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的分辨；靜磨擦力有無(wú)的判定、靜磨擦力方向的判定、靜磨擦力大小的判定等可以采用假定的方式去剖析。
板書(shū)設(shè)計(jì)
3．磨擦力
一、摩擦力定義：
二、摩擦力的分類(lèi)：
1．靜磨擦力
概念：一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨時(shí)形成的磨擦力；
方向：跟接觸面相切，跟物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反；
大小：最大靜磨擦力F
Max
：靜磨擦力的最大值：最大靜磨擦力跟正壓力成反比。
2．滑動(dòng)磨擦力
概念：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上對(duì)于另一物體滑動(dòng)時(shí)形成的磨擦力；
方向：跟接觸面相切，且與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反；
大小：滑動(dòng)磨擦力跟壓力成反比，即F=μF
動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)μ：無(wú)單位，與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)。
3.滾動(dòng)磨擦力
設(shè)計(jì)創(chuàng)意說(shuō)明
本節(jié)為選修一第三章第三節(jié)，磨擦力是化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)，這節(jié)課突破難點(diǎn)的方式是借助我們身邊隨手可見(jiàn)的事例和簡(jiǎn)單的中學(xué)生實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的。
本節(jié)在研究靜磨擦力時(shí)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單且還能直觀的觀察到其大小隨外力的變化而變化，進(jìn)而探究出靜磨擦力的大小。通過(guò)多媒體展示的圖片也能直觀觀察出其方向與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。再研究滑動(dòng)磨擦力大小時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)手“感受磨擦力”使中學(xué)生就能直接感遭到滑動(dòng)摩擦力大小與什么誘因有關(guān)，并進(jìn)一步的探究其關(guān)系。這樣可以防止把知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)加給中學(xué)生，才能讓中學(xué)生自己體會(huì)和體驗(yàn)，也更能使中學(xué)生理解和把握。針對(duì)性練習(xí)中指出中學(xué)生自主探究因而有效的提升了中學(xué)生的剖析能力，為前面解決受力剖析題目，打下良好的基礎(chǔ)。
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