滬科版初中八年級物理《科學(xué)探究：摩擦力》教學(xué)設(shè)計(jì)

科學(xué)探究：摩擦力1、單元目標(biāo)：知識與技能知道一個物體在另一個物體表面上滑動和滾動時，都會產(chǎn)生摩擦。知道影響滑動摩擦力大小的因素。知道增大和減小摩擦的方法，了解摩擦在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。過程與方法通過觀察和實(shí)驗(yàn)，感知摩擦的存在。經(jīng)歷探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的過程，領(lǐng)悟其中的科學(xué)方法。情感態(tài)度與價值觀通過對摩擦的利弊分析，使學(xué)生對事物的兩重性有具體的認(rèn)識，有助于確立正確的世界觀。2、內(nèi)容分析本節(jié)主要內(nèi)容有：認(rèn)識生活中的摩擦，探究滑動摩擦力的大小，了解增大摩擦與減小摩擦的方法。摩擦是一種常見的現(xiàn)象，與人們的生活息息相關(guān)，摩擦力也是我們最常見的力之一。滑動摩擦力既是本章的重點(diǎn)，又是以后學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動定律、力和運(yùn)動的關(guān)系、力的平衡等知識的基礎(chǔ)。本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)探究影響滑動摩擦力大小的因素，可進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。本節(jié)的編寫思路是：首先展示彩圖，指出這些現(xiàn)象都跟摩擦有關(guān)，引出摩擦的概念。然后通過生活中的兩個現(xiàn)象，提出要探究的問題：滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)呢？激發(fā)學(xué)生探究的興趣。緊接著安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生經(jīng)歷較為完整的科學(xué)探究過程。最后又指出，摩擦與人們的生活聯(lián)系密切，在生活中有些摩擦是有益的，有些是有害的。讓學(xué)生通過觀察和討論，指出在一些生活事例中，哪些地方是為了增大摩擦，哪些地方是為了減小摩擦，并總結(jié)出增大摩擦和減小摩擦的方法。與傳統(tǒng)教材相比，該節(jié)教材的編寫更加注重教給學(xué)生科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。如“探究滑動摩擦力的大小”，教材先結(jié)合生活中的兩個現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)問題情景，引發(fā)學(xué)生提出要探究的問題；再讓學(xué)生用手掌在桌面上摩擦，體驗(yàn)滑動摩擦力的大小，為猜想滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)提供依據(jù)。“制定計(jì)劃”、“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”兩個環(huán)節(jié)，教材并沒把現(xiàn)成的方案和具體的實(shí)驗(yàn)步驟詳盡地寫出來，而是指引思路，通過“金鑰匙”教給方法，利用簡捷明了的圖片提示實(shí)驗(yàn)方法步驟，通過“想一想”引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中需要解決的問題?？茖W(xué)探究的教學(xué)內(nèi)容采用這種方法編寫，既給學(xué)生留出思維的空間，又不會使學(xué)生茫然無措，有利于引領(lǐng)學(xué)生自主探究。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新精神、協(xié)作意識，使學(xué)生領(lǐng)悟其中的科學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，所以探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：滑動摩擦力的定義學(xué)生不容易理解，是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。3、教學(xué)策略生活中的摩擦本節(jié)課可以從日常生活中常見的摩擦現(xiàn)象引入。例如先向?qū)W生提問：自行車在水平道路上行進(jìn)時，如果不蹬腳踏板，無論路面多么光滑，總會慢慢停下來，為什么？滑旱冰的運(yùn)動員穿的溜冰鞋的鞋底為什么裝有小輪子？飲料瓶的瓶蓋上為什么?？逃幸恍┴Q條紋？為什么沾油的手很難將杯子拿起或播放一段滑雪、滑冰、汽車在泥地里打滑的錄像，然后提出相應(yīng)的問題，引入新課。 也可以用新奇的小實(shí)驗(yàn)引入，提高學(xué)生的興趣。教師出示一只氣球和一只燒杯，問學(xué)生：你們能利用這只氣球?qū)⑦@只燒杯提起來嗎？學(xué)生可能想不出辦法，教師演示：把氣球放在燒杯中，用嘴將氣球吹起，使氣球與燒杯內(nèi)壁緊密接觸，向上提氣球時，就把燒杯提起來了。也可演示“筷子提米”的實(shí)驗(yàn)：在玻璃杯里裝入大半杯大米，把筷子插在中間，往大米上加少許水，等一段時間，拿起筷子就可以把裝米的玻璃杯提起來（這個實(shí)驗(yàn)需要的時間較長，可以上節(jié)課拿來演示加米、加水，下節(jié)課再展示提起筷子就可以把米和杯子提起。本實(shí)驗(yàn)出乎學(xué)生預(yù)料，對于激發(fā)學(xué)生興趣，具有較好效果）。還可以通過小游戲引入。挑選兩名同學(xué)，一名力氣大的男生和一名力氣一般的女生，進(jìn)行拔河比賽；讓男生穿上旱冰鞋，再與女生進(jìn)行拔河比賽，結(jié)果男生“輸”了?；蚶靡桓讳P鋼棒（棒的一端事先涂上了潤滑油）進(jìn)行拔河比賽。請學(xué)生分析其中的原因。教師要引導(dǎo)學(xué)生再舉出生活中與摩擦有關(guān)的其他事例，相互交流和討論，體驗(yàn)?zāi)Σ僚c生活密切相關(guān)，并由此提出滑動摩擦和滾動摩擦的概念。建議不要在此補(bǔ)充靜摩擦的概念，以免增大學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。關(guān)于滑動摩擦力定義中“相對運(yùn)動”的含義，學(xué)生不容易理解，可引導(dǎo)學(xué)生做一做下面的實(shí)驗(yàn)：用毛刷在木板上滑動，觀察刷毛彎曲的方向；毛刷不動，抽動木板，觀察刷毛彎曲的方向。討論上述兩種情況下，毛刷相對木板的運(yùn)動方向各是怎樣的？毛刷受到的滑動摩擦力方向各是怎樣的？摩擦力對毛刷相對木板的運(yùn)動各起什么作用？通過上述實(shí)驗(yàn)和討論，學(xué)生對“滑動摩擦力阻礙物體的相對運(yùn)動”就容易理解了。探究滑動摩擦力的大小這部分教材是本節(jié)的核心內(nèi)容。教學(xué)時教師應(yīng)把學(xué)習(xí)的主動權(quán)放給學(xué)生，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，體驗(yàn)探究的樂趣和成功的喜悅；教師起引導(dǎo)和組織作用。（1）提出問題建議先通過幾個活動讓學(xué)生感受摩擦力的大小，再引導(dǎo)學(xué)生提出問題和猜想。例如可讓學(xué)生進(jìn)行以下活動：把手放在桌面上，輕壓桌面，拖動，手用力壓桌面，再拖動；用鉛筆在紙上寫字，再在玻璃上寫字。讓學(xué)生談?wù)劊河惺裁窗l(fā)現(xiàn)？能提出什么問題？也可按教材中的問題情景，引導(dǎo)學(xué)生提出問題：滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)？還可采用下面的方法引導(dǎo)學(xué)生提出問題：先放一段錄像，展現(xiàn)生活中與摩擦力大小有關(guān)的一些場景：人在冰上打滑，一匹騾子在冰面上打滑；汽車在冰面上打滑，加上防滑鏈后不打滑；汽車陷入泥坑中，車輪打滑，加上草墊后順利通過；抓魚時不用力，魚會滑脫，用力可以抓住；傳送帶松了不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，張緊皮帶后正常工作?？赐赇浵窈蠼處焼l(fā)學(xué)生思考：根據(jù)這些現(xiàn)象，同學(xué)們有什么發(fā)現(xiàn)，什么疑問？此時大部分學(xué)生提出的問題往往只能對觀察到的現(xiàn)象加個“為什么”。如“人為什么在冰面上易打滑，而在地面上不打滑？”學(xué)生提出這類問題后，教師繼續(xù)引導(dǎo)：“我們提出的這些問題都與什么有關(guān)？”學(xué)生回答得出“都與摩擦力的大小有關(guān)”。教師再追問：“對于摩擦力的大小，你還想知道什么？還能提出什么問題？”至此學(xué)生就能水到渠成地提出較為深刻、具有研究價值的問題。（2）猜想與假設(shè)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的感受和已有的知識、經(jīng)驗(yàn)，通過思考，可能會有這樣的猜想：滑動摩擦力大小跟壓力有關(guān)，跟物體的粗糙程度有關(guān)，跟物體運(yùn)動的快慢有關(guān)，跟物體接觸面積的大小有關(guān)，跟物體的重力有關(guān)等。既要對學(xué)生大膽的猜想給予鼓勵，又要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的猜想，讓學(xué)生說出猜想的依據(jù)。然后，師生共同對這些猜想進(jìn)行分析、歸納，最后可合并為四個因素：滑動摩擦力的大小跟壓力、接觸面的粗糙程度、接觸面積、運(yùn)動速度有關(guān)。這樣就可以有針對性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)了。（3）制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以先讓學(xué)生交流和討論制定出實(shí)驗(yàn)方案，教師可提醒學(xué)生注意影響滑動摩擦力大小的因素不止一個，應(yīng)該采用怎樣的方法來研究呢？在實(shí)驗(yàn)中如何控制這些變量？滑動摩擦力的大小如何測量？如何才能準(zhǔn)確讀數(shù)？并且要求學(xué)生設(shè)計(jì)出記錄數(shù)據(jù)的表格。通過學(xué)生的思考、交流和討論，老師的點(diǎn)撥，學(xué)生大都能制定出正確的探究計(jì)劃，然后讓學(xué)生介紹自己的方案，并且讓全體學(xué)生對該方案進(jìn)行評估、糾錯、補(bǔ)充、完善。除教材中的實(shí)驗(yàn)方法外，鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如：可用大玻璃瓶代替木塊，用細(xì)繩牽引玻璃瓶在木板表面上滑動，在研究摩擦力和壓力的關(guān)系時，可以通過改變加水的多少來改變壓力的大?。贿€可以通過瓶底朝下和瓶口朝下改變接觸面積的大小，研究摩擦力和接觸面積的關(guān)系；還可以讓瓶子滾動來研究滾動摩擦等等。（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)建議學(xué)生每24人為一組，因課堂時間有限，每個小組可選擇三個問題進(jìn)行探究，必選問題：研究滑動摩擦力的大小與壓力大小和表面粗糙程度的關(guān)系；自選問題：其他幾個猜想任選其一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。鑒于學(xué)生的認(rèn)知水平，在實(shí)驗(yàn)中，要給學(xué)生做如下具體指導(dǎo)：勻速拉木塊運(yùn)動時，拉動木塊所用的力與木塊受到的摩擦力大小相等，因此用彈簧測力計(jì)測出摩擦力的大小，就等于拉力的大小。使木塊在木板上做勻速直線運(yùn)動的關(guān)鍵是拉力要均勻，眼睛注視彈簧測力計(jì)的指針，在指針不顫動時讀數(shù)。由于彈簧測力計(jì)本身受到重力的作用，為了保證拉力在水平方向上，牽引木塊時，可握住彈簧測力計(jì)的外殼，而不是只拉住吊環(huán)。實(shí)驗(yàn)過程中，指導(dǎo)學(xué)生正確使用彈簧測力計(jì)并正確讀數(shù)，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖6.41為方便操作和減小實(shí)驗(yàn)的誤差，也可以采用如下方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將木板放在水平桌面上，將彈簧測力計(jì)的提環(huán)固定，彈簧測力計(jì)的掛鉤水平地拉住木塊，向左水平抽動木板，使木板在木塊下面勻速滑動。在這個方案中，由于彈簧測力計(jì)是靜止的，更容易讀準(zhǔn)示數(shù)。 （5）分析與論證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，指導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述。小組之間互相交流、分類整理，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑動摩擦力的大小跟物體間接觸表面的粗糙程度以及壓力的大小有關(guān)。在壓力一定的情況下，接觸表面越光滑，滑動摩擦力越??；在接觸表面粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大。同時鼓勵有興趣的同學(xué)，在課后可繼續(xù)探究滑動摩擦力是否與其他因素有關(guān)。（6）收獲與反思在課堂教學(xué)中，教師不僅要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，還要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可以詢問學(xué)生：在探究的過程中，你有什么收獲？還有什么問題無法解決？這里的“收獲”不僅指學(xué)到了什么知識，而且指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中領(lǐng)悟到了哪些方法、有哪些情感體驗(yàn)，如學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅及與同伴合作的快樂，即使是失敗了，學(xué)生也會積累一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并且失敗后會反思，會進(jìn)行再實(shí)踐、再驗(yàn)證，這也是他們的收獲。關(guān)于“在相同壓力情況下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多”，可以通過小實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證：把帶輪的小車車輪向下放在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)拉著小車做勻速直線運(yùn)動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)；再將小車倒置在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)拉著小車做勻速直線運(yùn)動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)；比較兩次彈簧測力計(jì)的示數(shù)可得出結(jié)論?；?qū)⒁荒緣K放在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)拉著它做勻速直線運(yùn)動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)；在木塊下放幾根圓柱形的鉛筆，用彈簧測力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)；比較兩次彈簧測力計(jì)的示數(shù)得出結(jié)論。增大摩擦與減小摩擦的方法可以先問學(xué)生：摩擦對我們的生活是有益的還是有害的？讓學(xué)生自由辯論，然后師生共同總結(jié)，指出摩擦有時是有益的，有時是有害的，認(rèn)識到摩擦跟其他許多事物一樣，對我們的生活同樣具有兩面性，應(yīng)該研究增大摩擦和減小摩擦的方法。然后讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識總結(jié)出增大和減小摩擦的方法，并引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中的事例，分析它們是如何增大和減小摩擦的，在減小摩擦的事例中，學(xué)生會提出加潤滑劑和用滾動代替滑動（如滾珠軸承）等方法。接著讓學(xué)生閱讀課文，并回答課文中的問題。學(xué)生根據(jù)探究所得到的影響滑動摩擦力大小的因素和滾動摩擦比滑動摩擦小得多的生活經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己熟悉的生活事例分析，不難得出：增大有益摩擦的方法有增加接觸面的粗糙程度、增大物體間的壓力和用滑動代替滾動（如汽車急剎車）；減小有害摩擦的方法有加潤滑劑、減小壓力和用滾動代替滑動（如滾珠軸承）。教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生多列舉生活中的事例，分析它們是如何增大和減小摩擦的。這樣不僅可以更好地幫助學(xué)生了解物理知識，而且可以使學(xué)生充分認(rèn)識到物理與生活的緊密聯(lián)系。還可以推來一輛自行車，讓學(xué)生觀察思考：哪些部位需要增大摩擦？哪些部位需要減小摩擦？分別采用什么方法實(shí)現(xiàn)的？還可以介紹另一種減小摩擦的方法，使兩個互相接觸的摩擦面彼此離開。例如氣墊船就是利用氣墊來減小摩擦的；磁懸浮列車通過強(qiáng)磁場把列車從軌道上微微托起，使摩擦力大大減?。ㄗ詈媚苡枚嗝襟w播放有關(guān)視頻資料）。4作業(yè)檢測1在光滑的冰面上，空手行走往往比挑擔(dān)子行走的人更容易打滑，這是由于挑擔(dān)后對冰面的 增大，從而使 增大的緣故。2下列各種摩擦中，屬于有害摩擦的是 ，屬于有益摩擦的是 （填序號）。(1)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，各部件之間的摩擦；(2)拔河比賽時，手與繩子之間的摩擦；(3)自行車行進(jìn)時，后輪胎與地面間的摩擦；(4)吃飯時，筷子與食物之間的摩擦。3下列現(xiàn)象中可以減小摩擦的是（ ）A拔河時用力握住繩子B旅行箱的下面安裝小輪子C鋼筆帽擰得太緊不易打開，要把筆帽擰開，往往在手與鋼筆之間墊一塊毛巾D為了把桌面上的污漬擦干凈，常常用較大的力壓抹布4下列事例中，通過改變壓力的大小來改變摩擦的是（ ）A.陷在泥濘中的汽車，車輪打滑時，常在車輪下鋪一些碎石或稻草B.往生銹的鎖里滴一些油便于開鎖 C.自行車緊急剎車時，要用力捏緊車閘使自行車盡快停下 D.高低杠運(yùn)動員上杠前，在手上涂鎂粉5人力三輪車是日常生活中常用的交通工具，請回答下列問題：三輪車輪胎上的花紋有什么作用？三輪車的哪些部位需要減小摩擦？請列舉兩例，并說明分別采用什么措施來減小摩擦。用三輪車?yán)洉r，若拉不動，常常卸下一些貨物，這樣做的道理是什么？6某小組正在探究“滑動摩擦力的大小與接觸面積、接觸面濕度是否有關(guān)”。他們選擇了一塊各側(cè)面粗糙程度相同并帶有掛鉤的長方體物塊作為研究對象。該實(shí)驗(yàn)所用到的測量工具是_ _。序號接觸面積S接觸面的干濕程度摩擦力f/N1小干0.52中干0.53大干0.54大較濕0.65大濕0.8上表是實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，通過分析表中序號為_的實(shí)驗(yàn)記錄，可得到的初步結(jié)論是：滑動摩擦力的大小與_無關(guān)；表中序號為3、4、5的實(shí)驗(yàn)記錄，則可說明滑動摩擦力的大小與_有關(guān)。