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

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1、 科學(xué)探究：摩擦力 1、單元目標(biāo)： ◆知識(shí)與技能 ⑴知道一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)和滾動(dòng)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生摩擦。 ⑵知道影響滑動(dòng)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 ⑶通過觀察和實(shí)驗(yàn)，感知摩擦的存在。 ⑷經(jīng)歷探究“影響滑動(dòng)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(jià)值觀 ⑸通過對(duì)摩擦的利弊分析，使學(xué)生對(duì)事物的兩重性有具體的認(rèn)識(shí)，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(shí)生活中的摩擦，探究滑動(dòng)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

2、也是我們最常見的力之一。滑動(dòng)摩擦力既是本章的重點(diǎn)，又是以后學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、力的平衡等知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)課通過實(shí)驗(yàn)探究影響滑動(dòng)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(gè)現(xiàn)象，提出要探究的問題：滑動(dòng)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

3、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(dòng)摩擦力的大小”，教材先結(jié)合生活中的兩個(gè)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(dòng)摩擦力的大小，為猜想滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)提供依據(jù)?！爸贫ㄓ?jì)劃”、“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”兩個(gè)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(jiǎn)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(huì)使

4、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(dòng)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(shí)，使學(xué)生領(lǐng)悟其中的科學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，所以探究滑動(dòng)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(dòng)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(shí)，如果不蹬腳踏板，無論路面多么光滑，總會(huì)慢慢停下來，為什么？滑旱冰的運(yùn)動(dòng)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常刻有一些豎條紋？為什么沾油的

5、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(shí)，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(shí)間，拿起筷子就可以把裝米的玻璃杯提起來（這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要的時(shí)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(duì)于激發(fā)

6、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(qǐng)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(dòng)摩擦和滾動(dòng)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(dòng)摩擦力定義中“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”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(dòng)，觀察刷毛彎曲的方向；毛刷不動(dòng)，抽動(dòng)木板，觀察刷毛彎曲的方

7、向。討論上述兩種情況下，毛刷相對(duì)木板的運(yùn)動(dòng)方向各是怎樣的？毛刷受到的滑動(dòng)摩擦力方向各是怎樣的？摩擦力對(duì)毛刷相對(duì)木板的運(yùn)動(dòng)各起什么作用？通過上述實(shí)驗(yàn)和討論，學(xué)生對(duì)“滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)”就容易理解了。 探究滑動(dòng)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(shí)教師應(yīng)把學(xué)習(xí)的主動(dòng)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(gè)活動(dòng)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(dòng)：把手放在桌面上，輕壓桌面，拖動(dòng)，手用力壓桌面，再拖動(dòng)；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)

8、？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(dòng)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(chǎng)景：①人在冰上打滑，一匹騾子在冰面上打滑；②汽車在冰面上打滑，加上防滑鏈后不打滑；③汽車陷入泥坑中，車輪打滑，加上草墊后順利通過；④抓魚時(shí)不用力，魚會(huì)滑脫，用力可以抓?。虎輦魉蛶闪瞬荒苷＿\(yùn)轉(zhuǎn)，張緊皮帶后正常工作。 看完錄像后教師啟發(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(shí)大部分學(xué)生提出的問題往往只能對(duì)觀察到的現(xiàn)象加個(gè)“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

9、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(duì)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(jià)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(shí)、經(jīng)驗(yàn)，通過思考，可能會(huì)有這樣的猜想：滑動(dòng)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(dòng)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(duì)學(xué)生大膽的猜想給予鼓勵(lì)，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(duì)這些猜想進(jìn)行分析、歸納，最后可合并為四個(gè)因素：滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力、接觸面

10、的粗糙程度、接觸面積、運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。這樣就可以有針對(duì)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(dòng)摩擦力大小的因素不止一個(gè)，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(dòng)摩擦力的大小如何測(cè)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(duì)該方案進(jìn)行評(píng)估、糾錯(cuò)、補(bǔ)充、完善。 除教材中的實(shí)驗(yàn)方法外，鼓勵(lì)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(dòng)，在研

11、究摩擦力和壓力的關(guān)系時(shí)，可以通過改變加水的多少來改變壓力的大??；還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(dòng)來研究滾動(dòng)摩擦等等。 （4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù) 建議學(xué)生每2－4人為一組，因課堂時(shí)間有限，每個(gè)小組可選擇三個(gè)問題進(jìn)行探究，必選問題：研究滑動(dòng)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(gè)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)： ①勻速拉木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉動(dòng)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(cè)力計(jì)測(cè)出摩擦力的大小，就等于拉力的大小。 ②使木塊在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是

12、拉力要均勻，眼睛注視彈簧測(cè)力計(jì)的指針，在指針不顫動(dòng)時(shí)讀數(shù)。 ③由于彈簧測(cè)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(shí)，可握住彈簧測(cè)力計(jì)的外殼，而不是只拉住吊環(huán)。 ④實(shí)驗(yàn)過程中，指導(dǎo)學(xué)生正確使用彈簧測(cè)力計(jì)并正確讀數(shù)，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 圖6.4－1 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(cè)力計(jì)的提環(huán)固定，彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤水平地拉住木塊，向左水平抽動(dòng)木板，使木板在木塊下面勻速滑動(dòng)。在這個(gè)方案中，由于彈簧測(cè)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(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述

13、。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(dòng)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(dòng)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(dòng)摩擦力越大。 同時(shí)鼓勵(lì)有興趣的同學(xué)，在課后可繼續(xù)探究滑動(dòng)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(shí)，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

14、快樂，即使是失敗了，學(xué)生也會(huì)積累一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并且失敗后會(huì)反思，會(huì)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(dòng)摩擦比滑動(dòng)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(cè)力計(jì)拉著小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；再將小車倒置在水平桌面上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；比較兩次彈簧測(cè)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(cè)力計(jì)拉著它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；在木塊下放幾根圓柱形的鉛筆，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)得出結(jié)論。

15、 增大摩擦與減小摩擦的方法 可以先問學(xué)生：摩擦對(duì)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(shí)是有益的，有時(shí)是有害的，認(rèn)識(shí)到摩擦跟其他許多事物一樣，對(duì)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(shí)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(huì)提出加潤滑劑和用滾動(dòng)代替滑動(dòng)（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(dòng)摩擦力大小的因素和滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)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

16、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(dòng)代替滾動(dòng)（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(dòng)代替滑動(dòng)（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(shí)，而且可以使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)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(gè)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(chǎng)把列車從軌道上微微托起，使摩擦力大大減?。ㄗ詈媚苡枚?/p>

17、媒體播放有關(guān)視頻資料）。 4．作業(yè)檢測(cè) 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(duì)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(hào)）。 (1)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各部件之間的摩擦； (2)拔河比賽時(shí)，手與繩子之間的摩擦； (3)自行車行進(jìn)時(shí)，后輪胎與地面間的摩擦； (4)吃飯時(shí)，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(shí)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，

18、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(shí)，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(shí)，要用力捏緊車閘使自行車盡快停下 D.高低杠運(yùn)動(dòng)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(qǐng)回答下列問題： ⑴三輪車輪胎上的花紋有什么作用？ ⑵三輪車的哪些部位需要減小摩擦？請(qǐng)列舉兩例，并說明分別采用什么措施來減小摩擦。 ⑶用三輪車?yán)洉r(shí)，若拉不動(dòng)，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(dòng)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(duì)象。 ⑴該實(shí)驗(yàn)所用到的測(cè)量工具是____ ______。 序號(hào) 接觸面積S 接觸面的干濕程度 摩擦力f/N 1 小 干 0.5 2 中 干 0.5 3 大 干 0.5 4 大 較濕 0.6 5 大 濕 0.8 ⑵上表是實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，通過分析表中序號(hào)為__________的實(shí)驗(yàn)記錄，可得到的初步結(jié)論是：滑動(dòng)摩擦力的大小與_____________無關(guān)；表中序號(hào)為3、4、5的實(shí)驗(yàn)記錄，則可說明滑動(dòng)摩擦力的大小與_____________有關(guān)。