第五節 科學探究：摩擦力【教學目標】一、知識與技能1.知道摩擦力的存在和對物體運動的影響.2.知道影響摩擦力大小的因素，會判斷滑動摩擦力的大小和方向.二、過程與方法1.通過觀察、操作，體會摩擦力的存在.2.經歷探究摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗過程.3.通過制定計劃、設計實驗過程，學習控制變量的方法.4.學習設計表格、分析實驗現象、歸納實驗結論的一般方法.三、情感、態度和價值觀通過對生產、生活中摩擦現象的分析，激發學生學習的興趣，培養學生合作的精神和對科學的求知欲.【教學重點】滑動摩擦力的大小與哪些因素有關.【教學難點】控制變量法的應用.【教具準備】多媒體課件、筷子、橡皮、洗潔精、木塊、木板、毛巾、彈簧測力計、砝碼等.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】師 請兩位同學上來幫忙.這里有兩雙筷子，其中一雙筷子前端蘸有洗潔精，請兩位同學各自挑選一雙筷子把桌面上的橡皮夾起來.實驗現象：沒有蘸洗潔精的筷子很輕松地就將橡皮夾起來了；蘸有洗潔精的筷子很難將橡皮夾起來.教師引導學生思考為什么會出現這種現象.學生：因為蘸有洗潔精的筷子太滑，摩擦太小.師 我們騎自行車時，停止用力蹬車，最后車子會慢慢停下來，為什么？學生：受到摩擦阻力作用.師 好，我們現在就來研究關于摩擦力的問題.【進行新課】摩擦力師 請同學們雙手掌心相對，一起來動手做幾個實驗：實驗1：雙手并攏，用其中一只手推或拉，使其中一只手在另一只手掌上運動，感受有沒有一個阻礙手運動的力；實驗2：雙手并攏，保持雙手不動，也不用力推或拉，感受有沒有一個阻礙手運動的力；實驗3：雙手并攏，使雙手做相向運動，感受有沒有一個阻礙手運動的力；實驗4：雙手并攏，保持雙手同時向上、向下運動，感受有沒有一個阻礙手運動的力.教師組織學生根據實驗討論下面幾個問題：（1）摩擦力產生的條件是什么？（2）摩擦力的作用點在哪？（3）摩擦力的方向如何？（4）摩擦力的作用是什么？學生回答：（1）摩擦力產生的條件：一是兩個物體相互接觸；二是兩個物體發生相對運動.（2）摩擦力的作用點：在接觸面上.（3）摩擦力的方向：與相對運動的方向相反.（4）摩擦力的作用：阻礙物體的相對運動.關于摩擦力的作用，教師可多舉例讓學生分析，例如：我們穿球鞋跑步不容易摔倒，摩擦力起什么作用？地面滾動的彈珠最后停了下來，摩擦力又起什么作用？教師引導學生分析，使學生明白：摩擦力有時起推動作用，有時起阻礙作用.教師用多媒體播放課件“摩擦力的產生和種類”，并針對性地講解.摩擦力的產生和種類（多媒體課件）（1）摩擦力產生的條件：兩個物體相互接觸且有壓力.接觸面粗糙.兩物體間有相對運動或存在相對運動的趨勢.（2）摩擦力的種類：滑動摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力，如：用鉛筆寫字時，筆與紙張的摩擦屬于滑動摩擦.滾動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滾動時產生的摩擦力叫滾動摩擦力.如：用圓珠筆寫字時，筆尖上的小圓珠與紙張的摩擦屬于滾動摩擦.靜摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們之間有相對運動的趨勢而又保持相對靜止時，在接觸面間產生的摩擦力叫靜摩擦力.靜摩擦力總與外力平衡，當外力逐漸增大時，靜摩擦力也隨之增大.當外力增大到某一程度，物體就會運動起來，此時的靜摩擦力是最大靜摩擦力.如：用力推一個物體而未推動，就是因為物體受到靜摩擦力的作用.板書：（1）滑動摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力.（2）作用點：在接觸面上；方向：與相對運動方向相反.注意：摩擦力的方向總是與相對運動趨勢方向或相對運動的方向相反，但不一定是與物體運動的方向相反（“物體間相對運動”不等于“物體運動”）.如剛放在水平運動的傳送帶上的貨物，由于相對傳送帶向后運動，因此貨物受到向前的摩擦力（與傳送帶運動方向、貨物運動方向一致）；當貨物的速度達到與傳送帶的速度相同時，二者之間不存在相對運動，因此不再受到摩擦力.例題1（用多媒體展示）下列摩擦屬于滾動摩擦的是（ ）A.鉛筆與卷筆刀間的摩擦B.花樣滑冰鞋的冰刀與冰面間的摩擦C.旱冰鞋與地面間的摩擦D.自行車剎車時閘皮與鋼圈間的摩擦解析：用卷筆刀削鉛筆，實際上是刀在筆上滑動，選項錯誤；花樣滑冰時，鞋下面的冰刀與冰面之間是滑動的，其摩擦屬于滑動摩擦，選項錯誤；旱冰鞋下面是滾動輪，當人前進時，輪在地上滾動，其摩擦屬于滾動摩擦，選項正確；自行車剎車過程中，閘皮與鋼圈之間有一小段相對滑動過程，其摩擦屬于滑動摩擦，選項錯誤.答案：C.例題2（用多媒體展示）如圖所示，木塊從斜面頂端滑下，運動到水平面上，判斷木塊在整個運動過程中是否受到滑動摩擦力，若受到，請畫出摩擦力的示意圖.解析：木塊從斜面頂端滑下過程中，始終與斜面、水平面都相互接觸，而且擠壓，因此受到了摩擦力，而且木塊相對于接觸面向前運動，因而所受滑動摩擦力的方向與其運動方向相反.答案：如圖所示.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.滑動摩擦力與哪些因素有關師 同學們，生活中我們經常遇到實例：百米賽跑時，運動員穿上釘鞋，而溜冰的運動員則穿上光滑的溜冰鞋；生銹的鐵鎖打不開，當加了幾滴油后就可以打開了；人們搬運重石，在底下墊上圓木等等，請大家思考，摩擦力的大小與哪些因素有關？（1）提出問題：滑動摩擦力的大小與哪些因素有關？（2）猜想引導學生進行科學的猜想，在學生說出他的猜想后，追問他“你為什么要這樣想呢？”學生討論后回答：1.滑動摩擦力的大小是否與壓力有關？2.是否與接觸面的粗糙程度有關？3.是否與接觸面積有關？4.是否與材料有關？5.是否和物體的運動方向有關？師 摩擦力產生的機理和制約因素都很復雜，對摩擦的研究已形成一門系統的學科“摩擦學”，其中一些問題至今仍在探索中.今天，我們只對四個猜想進行實驗探究：1.滑動摩擦力的大小是否與壓力有關？2.是否與接觸面的粗糙程度有關？3.是否與接觸面積的大小有關？4.是否與物體運動的方向有關？我們將全班分為四個大組，每組用實驗探究一個猜想.（3）制定計劃和設計實驗.師 在實驗桌上放著一些器材，同學們從中選取合適的器材設計一個實驗來研究你的猜想是不是正確的.請大家注意影響滑動摩擦力大小的因素可能不止一個，如果你是要研究壓力的變化對滑動摩擦力的影響，那我們應如何設計實驗才能知道滑動摩擦力的變化是由這個因素引起的，而不是由其它因素引起的呢？學生討論后回答：讓這個因素不同，其他因素相同.教師總結：請大家特別注意如果一個物理量與多個因素有關，我們在研究某一個因素對該物理量的影響時，應控制其它與該物理量有關的因素不變，這種研究問題的方法叫做“控制變量法”.師 下面大家就根據我們的控制變量法設計實驗，過一會兒我找同學把你的設計思路說一說.學生思考后討論、交流；教師參加一個組的實驗設計.完成后找另一個組的同學說出他們的實驗設計，對學生進行適當的引導和點撥.師 “大家贊同他的方案嗎？其他同學還有沒有更好的實驗方案？”教師指出：同學們在實驗中要注意實驗器材的選擇，特別注意實驗時要水平勻速拉動彈簧測力計；只有在勻速拉動彈簧測力計時，彈簧測力計的示數才是木塊所受滑動摩擦力的大小.道理將在后面的學習中講到.（4）進行實驗與收集數據每個小組對其所選的猜想進行實驗驗證.下面以驗證摩擦力大小與壓力的關系為例：小組討論得出不變因素為：接觸面的粗糙程度、運動速度、接觸面積的大小等，需要改變的因素是：壓力的大小，主要通過改變木塊上砝碼的數量.器材確定：一個彈簧測力計、四個砝碼、一個長方體木塊、一塊長木板實驗步驟：將長木板置于水平桌上，用彈簧測力計水平拉動長方體木塊在長木板上勻速滑行，記下測力計的示數.在長方體木塊上放置不同數量砝碼重復上面步驟，并記錄相關數據.（5）分析與論證分析數據，歸納結論：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關.在其他條件不變時，壓力越大，滑動摩擦力越大.（6）交流評估討論反思實驗過程，總結注意事項和實驗方案的不足與改進措施.（有時間可進行改良后的重新實驗）實驗結束后，各組派代表上黑板填上實驗記錄，并交流、討論，對結果進行分析.師引導各個小組一起歸納、總結，得出結論，并同時板書：（1）滑動摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力有關.在其他條件不變時，表面受到的壓力越大，滑動摩擦力就越大.（2）滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關.在其他條件不變時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力就越大.（3）滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面積無關.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.【課堂小結】大家這節課的收獲確實不少，我們共同學習了摩擦力，了解了摩擦力的概念、產生的條件和影響滑動摩擦力大小的因素.【課后作業】完成練習冊中本課時對應的課后作業部分練習.摩擦力是日常生活中的常見力，與我們息息相關，但學生對于摩擦力的理論卻知之甚少.這節課教學的內容主要是引導學生了解摩擦力，探究滑動摩擦力大小的影響因素，并通過實驗探究活動及自主學習活動提高學習物理和應用物理的能力.在實際課程中，學生對摩擦力的種類是比較模糊的，而基于學生現有的知識，也不可能過多的講解，只要求學生能區別滑動摩擦與滾動摩擦.至于靜摩擦，這點內容只是提到，沒有展開.本節課的重點（也是難點）在探究“滑動摩擦力與哪些因素有關”實驗上.采用的突破方法控制變量法，其中重點又放在如何設計實驗、進行實驗、設計表格、記錄數據，當實驗設計好了，分析概括，得出結論自然就容易了