1、摩擦力教学设计一、教学目标（一）知识与技能1能根据生活体验认识摩擦力；2能根据二力平衡的条件，用弹簧测力计粗略测量水平运动物体所受的滑动摩擦力；3通过实验探究，了解改变滑动摩擦力大小的方法；4认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，并能正确说出增大或减小摩擦的方法。（二）过程与方法1经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，能表述滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系；2通过科学探究活动，使学生体验控制变量法在物理研究过程中的应用，培养学生乐于参与、勇于创新的意识和设计实验、分析概括的能力。（三）情感、态度与价值观1通过观察与实践使学生了解摩擦在实际中普遍存在，既有利也
2、有弊。培养学生思考问题的辩证观点；2通过生活中实例的研究，激发学生用所学知识解决实际问题的热情。二、教学重难点本专题是在弹力、重力之后，研究第三种常见的力摩擦力。弹力、重力等知识的学习可以对摩擦力的学习起到正向迁移的作用，另一方面，本节的知识又为力的概念的形成起到巩固和深化的作用。本节内容由“摩擦力”和“摩擦的利用与防止”两部分内容组成。教学的重点是测量水平运动的物体受到的滑动摩擦力。这个实验是课程标准中规定的必做的测定性实验。为突出重点，选取研究影响滑动摩擦力大小的因素作为探究性实验，这需要学生具有测量滑动摩擦力的实验技能。另一方面，它又是一个难得的训练学生开展科学猜想、实验检验、分析论证的
3、好选题。因为学生虽然对摩擦现象不陌生，但对滑动摩擦力的大小与哪些因素有关却不清楚。摩擦现象在生活中很常见，有些摩擦是有益的，有些是有害的。有益的摩擦应该增大，有害的摩擦应该减小。针对这些问题的讨论，有助于学生领悟客观事物之间的辩证关系。三、教学策略对摩擦现象，学生们有丰富的感性认识。可从日常生活中常见的摩擦现象引入新课。例如可先向学生提问：自行车在水平道路上滑行时，无论路面多么光滑，总会慢慢停下来，为什么？（回答：受到地面的摩擦力。）通过讨论使学生认识：相互接触的两个物体，当它们做相对运动时，接触面间就产生摩擦力阻碍相对运动。这里不要解释动摩擦和静摩擦的问题。要探究摩擦力大小与压力及接触面粗糙
4、程度的关系，需要解决三个问题：摩擦力的测量问题，实验的研究方法问题以及实验器材的选择问题。摩擦现象学生比较熟悉，要先引导学生对摩擦与哪些因素有关做出猜想，然后让学生按照课本提示，独立完成实验，包括自己设计实验，自己设计表格记录实验数据，自己得出实验结论等等。教师只需提供必要的实验设备即可。摩擦与我们息息相关。指出有时摩擦是有益的，有时是有害的。应该研究增大摩擦和减小摩擦的方法。然后让学生阅读这段课文。读完课文后，通过讨论先得出增大摩擦的方法并举出实例；再得出减小摩擦的方法并举出实例。对利用滚动减小摩擦，可以让学生自己动手做一做实验，亲自感受一下利用滚动可以减小摩擦。对加润滑油减小摩擦，学生比较
5、熟悉。但对利用气垫减小摩擦，学生不熟悉，教师可适当做些说明。四、教学资源准备多媒体、弹簧测力计、带挂钩的木块（侧面积不同）、砝码（或钩码）、长木板、棉布、毛巾等。五、教学过程教学环节 教师活动 学生活动 设计意图导入新课（5分钟）播放视频：足球在草地上滚动越来越慢，最后停下来；矿泉水的瓶盖上有许多竖纹；运动员赛跑时穿着带有铁钉的跑鞋；汽车在雪地上行走艰难，而当轮胎上裹有铁链后就能前进自如了；生锈的铁锁打不开，当加了几滴油后就可以打开了等等）。思考：这些现象都与什么有关？摩擦总是阻力吗？摩擦总是有害吗？学生观赏并思考，初步了解摩擦力，它可能是阻力，也可能是有用的动力。体会物理与生活的密切关系，激
6、发学习兴趣。新课教学（30分钟）（一）摩擦力先请同学们把手平放在桌面上，手心朝下，一起来做几个小实验。（1）手平放在桌面上，用力推或拉，使手在桌面上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；（2）手平放在桌面上，用力推或拉，但保持手不动，感受有学生动手实验，说出自己的体验，初步了解摩擦力及其产生。充分发挥实验在物理教学中的促进作用，帮助学生理解物理概念和规律。没有一个阻碍手运动的力；（3）手平放在桌面上，保持手不动，也不用力推或拉，感受有没有一个阻碍手运动的力。教师演示实验：用二个长毛刷，毛对毛合在一起，并产生相对运动。让学生看到二个毛刷的毛分别产生向不同方向的弯曲。思考：（1）摩擦力是在什么情况下
7、产生的？（2）摩擦力的作用点在哪里？（3）摩擦力向什么方向？（4）摩擦力的作用是什么？在此基础上得出摩擦力的定义，了解摩擦力的作用点在两个物体的接触面上。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。摩擦力作用：总是阻碍物体间的相对运动。学生观察、思考、讨论后总结得出结论：两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，会在接触面上产生阻碍物体相对运动力，这个力就叫摩擦力。这里采用的方法是从特殊到一般，从具体形象到抽象概括，由浅入深，符合初中学生的认知规律。（二）测量滑动摩擦力演示：把木块放到水平桌面上，弹簧测力计通过绳子拉着木块前进。思考：木块在水平方向受哪些力？画出力的示意图。怎样知道木块所受摩擦力的大小
8、？图 1进一步提问让学生思考：用什么工具来测量滑动摩擦力？弹簧测力计能直接测量滑动摩擦力吗？用弹簧测力计测量滑动摩擦力的原理是什么？测量时要让拉力与滑动摩擦力相等，木块必须做怎样的运动？拉力的方向必须满足什么条件？桌面不水平行不行？总结：只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数。通过思考讨论让学生明确：测滑动摩擦力的工具是弹簧测力计；弹簧测力计测量的是拉力，不能直接测量摩擦力；测量时应用了二力平衡的知识。培养科学探究能力（三）研究影响滑动摩擦力的因素（1）提出问题：根据你的生活经验，请你猜想一下滑动摩擦力的大小可能跟哪些因
9、素有关？（2）猜想或假设：滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关，可能与压力有关，可能与物体运动速度有关，可能与接触面积的大小有关。（3）设计实验：影响滑动摩擦力大小的因素可能不止一个，那我们在设计实验时应该注意运用怎样的科学研究方法？如果我们先探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系，学生思考，回答。每次只改变可能影响滑动摩擦力大小因素中的一个，其他因素保持不变，测出滑动摩擦力大小并记录。培养科学探究能力应怎样改变压力大小？怎样改变接触面的粗糙程度？请设计实验步骤和实验记录的表格。下面的实验记录表格供参考。实验次数 接触面的材料 压力变化情况 摩擦力 f 摩 N1 木块与木板 不变 2 木块
10、与棉布 不变 3 木块与毛巾 不变 4木块上放 1个钩码，再放到木板上变大 5木块上放 2个钩码，再放到木板上最大 （4）进行实验与收集证据：按设计好的步骤进行实验，将实验数据记录在表格中。（5）得出结论：在压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；在接触面的粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大。摩擦力与物体运动速度和接触面积是否有关，请同学们继续探究。下面的实验记录表格供参考。实验次数木块放置方式接触面积大小 弹簧测力计示数 摩擦力 f 摩 N1 平放 大 2 侧放 小 3 立放 最小 学生汇报：摩擦力与物体运动速度和接触面面积无关。引导学生总结影响滑动摩擦力的大小的因素：接触面的粗糙程度和
11、压力的大小。滑动摩擦力大小与速度大小、接触面积大小无关。（四）摩擦的利用与防止 思考、回答，动手实验。培养分析思考能力。让学生回忆或回放刚开始上课时的视频，思考并回答：摩擦总是阻力吗？摩擦总是有害吗？怎样增大和减小摩擦？实验：用滚动代替滑动能减小摩擦。（1）将一个实验小车放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使小车做匀速直线运动，记录示数大小。（2）将小车倒过来，轮子朝上放在水平桌面上，再用弹簧测力计沿水平方向拉动，使小车做匀速直线运动，记录示数大小。（3）比较两次弹簧测力计示数，能得出什么结论？通过联系生产和生活中的摩擦实例，认识生活中摩擦无处不在，有些摩擦对我们有益，有些有害，并能正
12、确说出增大或减小摩擦的方法。课堂小结（5分钟）通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究的问题？学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。摩擦力同步测试1（2013 年丽水中考题）如图 1是“研究滑动摩擦力与压力关系”的实验。在甲、乙两次实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上做匀速直线运动。则下列说法正确的是（ ）A图乙中的木块速度越大，滑动摩擦力越大B图甲中的木块只受到拉力、滑动摩擦力等两个力C图甲中弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小D该实验得出的结论：物体间接触面的压力越大，滑
13、动摩擦力越小答案：C解析：滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以 D错误。滑动摩擦力与物体运动的速度、接触面积的大小无关，所以 A错误。图甲中的木块水平方向受到拉力、滑动摩擦力，竖直方向受到重力、支持力，所以 B错误。当木块在水平木板上做匀速直线运动时，木块水平方向受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，所以弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，C 正确。2（2013 年台州中考题）教室的门关不紧，常被风吹开。小明在门与门框之间塞入硬纸片后，门就不易被风吹开了。下列解释合理是（ ）A门被风吹开是因为门没有受到摩擦力的作用B门没被吹开是因为风吹门的
14、力小于摩擦力C塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦D塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦答案：C解析：门与门框之间塞入硬纸片，增大了压力，从而增大了摩擦力。3分析下列各种摩擦：走路时，鞋与地面之间的摩擦；骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦。其中属于有益摩擦的是（ ）A和 B和 C和 D和答案：D解析：下雨天或人在冰面上走路时，因摩擦变小，走路不方便了，还很容易跌倒。所以，走路时，鞋与地面之间的摩擦是有益的。车轮与轴之间的摩擦，汽车与空气之间的摩擦，这两种摩擦越小，越有利于车辆行驶，所以它们都属于有害摩擦。皮带传动中，若皮
15、带与皮带轮之间的摩擦变小，则主动轮无法使皮带转动，当然也无法使从动轮转动。所以这是有益摩擦。4“玉兔”号月球车成功实现落月，正在月球上进行科学探测。下列有关“玉兔”号月球车的说法中正确的是（ ）A月球车轮子的表面积较大，目的是为了减小运动时受到的摩擦力B当月球车匀速运动时，受到的摩擦力和支持力是一对平衡力C月球车登上月球后，它将失去惯性D与在地球上相比，同样的路面上，月球车在月球表面上匀速前进时受到的摩擦阻力变小答案：D解析：摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度、接触面积的大小无关，所以 A错误。当月球车匀速运动时，水平方向受到的向前的动力与向后的摩擦阻力是一对平衡力，竖
16、直方向受到的重力与支持力是平衡力，B 错误。惯性是物体的固有性质，不会消失，C 错误。月球车在月球表面上受到的重力变小，使月球车对地面的压力变小，所以前进时受到的摩擦阻力变小，D 正确。5老师正在讲台上讲课，小明和同学们正在老师的指导下边学习边实验，这是物理课堂常见的情景。让你想象一下，如果教室里的摩擦力突然消失，对可能 出现的现象，下列说法中错误的是（ ）A同学们稍微活动就会从椅子上纷纷滑到地面上B固定吊灯的螺丝从天花板上滑出，致使吊灯落到地上C写字时铅笔从手中滑出飘在空中D由于太滑，稍一用力桌椅就会在地面上不停的滑动着答案：C解析：我们能坐在椅子上，是靠身体与椅子间的摩擦力，如果没有摩擦力
17、，想坐好是很困难的，故 A选项不符合题意；吊灯的螺丝是靠与天花板间的摩擦力才固定在上面的，如果没有摩擦力，吊灯在重力的作用下会下落，故 B选项不符合题意；写字时是靠手与笔间的摩擦力，如果没有摩擦力，笔就很容易滑出，在空中受重力作用而下落，而不会飘在空中，故 C选项符合题意；桌椅能静止在地面上是靠与地面间的摩擦力，如果没有摩擦力，桌椅很容易滑动，故 D选项不符合题意。6（2013 年扬州中考题）小明观察图 2的漫画，总结了四个观点，错误的是（ ）A甲图此刻人对箱子推力等于箱子受到的摩擦力B乙图此刻箱子受到的摩擦力大于甲图此刻箱子受到的摩擦力C丙图此刻人对箱子推力大于箱子受到的摩擦力D丙图箱子在同
18、一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变答案：C解析：甲、乙图中，箱子均静止，所以箱子水平方向受到的两个力是平衡力，即人对箱子推力等于箱子受到的摩擦力，A 正确。因乙图中人对箱子的推力大于甲图中的推力，故乙图此刻箱子受到的摩擦力也较大，B 正确。丙图中箱子向前运动，人不再接触箱子，所以人对箱子推力为零，C 错误。滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，当箱子在同一水平面上滑动时，压力和接触面的粗糙程度这两个因素都不变，箱子受到的摩擦力大小不变，D 正确。7如图 3所示，小华将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块 A，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示
19、数即可测出木块 A所受摩擦力大小。在木板运动的过程中，以下说法正确的是( )A木块 A受到的是静摩擦力B木块 A相对于地面是运动的C拉动速度变大时，弹簧测力计示数变大D木块 A所受摩擦力的方向向左答案：D解析：当拉着长木板沿水平地面向左运动时，木块 A相对于地面是静止的，但相对于长木板是向右运动的。因为物体受到滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反，所以木块 A所受摩擦力的方向向左。因为滑动摩擦力的大小与接触面间的压力和接触面粗糙程度有关，与接触面积大小无关，与运动速度的大小无关。所以拉动速度变大时，弹簧测力计示数不变。8（2013 年长沙中考题）教室里，带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下
20、来。如图 4所示，关于粉笔刷的受力情况，下列说法正确的是（ ）A粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力B粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力C黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上D粉笔刷没有受到摩擦力作用答案：C解析：带磁性的粉笔刷被吸在黑板上保持静止，说明粉笔刷分别在竖直方向和水平方向受到平衡力的作用。粉笔刷在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，二者是平衡力。粉笔刷在水平方向受水平向右的磁力和水平向左的支持力，二者是平衡力。9（2013 年雅安中考题）用大小不变的水平力,拉木块在水平桌面上做匀速直线运动,如图 5所示。木块在运动过程中,下列说法正确的是( )A木块对
21、桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力B绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力C绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力D木块受到的滑动摩擦力大小保持不变答案：D解析：木块在水平桌面上做匀速直线运动,说明木块在竖直方向静止，因此木块在竖直方向和水平方向均受到平衡力的作用。木块在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二者是平衡力。木块在水平方向受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，二者是平衡力。木块受到的滑动摩擦力大小决定于木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度，这两个因素都保持不变，所以木块受到的滑动摩擦力大小保持不变。二、填空题10（2013 年龙岩中考题）如图 6所示，在玻璃杯里装上大半杯
22、米，把一根筷子插在中间，将米压紧并使筷子直立，再往杯内加少许水，过一会儿拿起筷子，可以看到筷子把装米的玻璃杯提起来。这是因为米吸水后发胀发涩，既增大了米对筷子和米对玻璃杯的 ，又增大了它们接触面的粗糙程度，从而增大了摩擦力。若米重 2 N，玻璃杯重 1 N，则当筷子提着米在空中静止时，米与筷子的摩擦力为 N。答案：压力 3解析：米吸水后发胀，体积变大，就会增大米对筷子和米对玻璃杯的压力。当筷子提着米在空中静止时，在竖直方向米和玻璃杯的总重力与筷子对米的摩擦力是一对平衡力。11如图 7，水平传送带正将大米从车间运送到粮仓。重 500 N的一袋大米静止放到传送带上，米袋先在传送带上滑动，稍后与传送
23、带一起匀速运动，米袋滑动时受到的摩擦力大小是重力的 0.5倍。米袋在滑动时受到的摩擦力方向向 ，随传送带一起匀速运动时受到的摩擦力大小为 N。答案：右 0解析：当米袋随传送带仪器匀速运动时，假设米袋在水平方向受到摩擦力，因米袋匀速运动，找不到另一力与这个摩擦力平衡，故米袋在水平方向不会受到摩擦力。三、实验题12（2013 年齐齐哈尔中考题）小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面所受的压力大小；接触面的粗糙程度；接触面积的大小。接下来小伟通过图 8所示实验操作验证他的猜想：（1）实验中小伟应该用弹簧测力计水平 拉动木块在长木板上滑动，这样做是根
24、据 的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小。（2）如果小伟要探究猜想，他应该选择 两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：在其他因素相同的情况下，滑动摩擦力越大。（3）小伟要探究猜想，他将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论可靠吗？答： 。小伟在实验中存在的问题是 。答 案 ： （ 1） 匀 速 （ 匀 速 直 线 ） 二 力 平 衡 （ 2） 甲 和 丙 接 触 面 越 粗 糙 （ 3） 不 可 靠没 有 控 制 压 力 大 小 不 变解析：（ 1） 根据二力平衡的条件，只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数。（2）根据控制变量法的要求，要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度关系，必须改变接触面的粗糙程度，而要保持其他因素相同。为此，应该选择甲 和 丙 两幅图所示的实验步骤来操作。观察两图中弹簧测力计的示数，发现甲 比 丙 的 示 数 小 ， 而 木 板 比 棉 布 光 滑些 ， 因 此 可得出结论：在其他因素相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（3）将木块切去一半，改变了接触面积的大小，同时还改变了压力，这不符合控制变量法的要求。
