《1.3 摩擦力》教学设计

　　【教学内容】

　　第一单元第3节第2课时：“摩擦力”。

　　【教学目标】

　　1.理解静摩擦力和滑动摩擦力的概念，会判断静摩擦力的方向和滑动摩擦力的方向。会计算滑动摩擦力的大小。

　　2.通过演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察能力与概括能力。通过对静摩擦力与滑动摩擦力的区别比对，培养学生的分析综合能力。

　　3.通过认识静摩擦力随外力增大，达到最大值后，变为滑动摩擦力的事实，以及静摩擦力与压力无关，变成滑动摩擦力后跟压力成正比的事实，体会量变引起质变的观点，培养学生的辩证唯物主义观点。

　　【教学重点】

　　滑动摩擦力。

　　【教学难点】

　　静摩擦力。

　　【教具准备】

　　木板、木块、砝码、棉布、毛巾、弹簧测力计等，PPT课件。

　　【教学过程】

　　◆创设情境──引入新课

　　1．回顾初中所学摩擦力知识，联系生活中的摩擦现象。

　　2．实验──感受摩擦力。

　　（1）手掌压在桌面上前行，感受桌面对手的滑动摩擦力；

　　（2）两人配合抽拉页面交叉压在一起的两本书，感受静摩擦力。

　　3．提出问题：摩擦力是怎样产生的？同的方向怎样判断？它的大小怎样计算。

　　◆合作探究──新课学习

　　一、滑动摩擦力

　　1．认识滑动摩擦力

　　回顾初中所学内容，用弹簧秤拉木块在木板上滑动，观察弹簧秤示数，运用二力平衡条件分析，得出结论：一个物体在另一物体的表面上滑动时，在接触面上所产生的阻碍物体相对滑动的力叫做滑动摩擦力。

　　如木块在木板上滑动时，木板会产生阻碍木块滑动的力，这就是木板对木块的滑动摩擦力。

　　2．产生条件

　　引导学生分析摩擦现象，得出结论：两物体间出现滑动摩擦力，必选同时具备以下四个条件，若其中的任何一条不具备，两物体间便没有摩擦力。

　　（1）两物体直接接触；

　　（2）接触面上有压力；

　　（3）接触面粗糙；

　　（4）接触面上，一个物体相对另一个物体发生滑动。

　　3．方向确定

　　滑动摩擦力的方向总是与两物体的接触面相切，指向受力物体相对施力物体滑动的反方向。如图中的A物体与B物体的接触面是平面，A相对B的滑动方向是沿接触的平面向右，A物体受到的B物体对它的滑动摩擦力f沿接触的平面向左。

　　确定滑动摩擦力的方向时，首先要找出两物体的接触面，其次是找出受力者相对施力者滑动的方向。

　　4．探究大小

　　（1）教师进行演示实验，学生观察，然后探讨得出结论，滑动摩擦力的大小与压力有关系，压力越大，滑动摩擦力越大；

　　（2）演示：按图所示进行演示，引导学生得出结论：在接触面粗糙情况一定时，滑动摩擦力的大小与压力有关系，压力越大，滑动摩擦力越大。精确的测量可以得出：在接触面粗糙情况一定时，滑动摩擦力与压力成正比。

　　在压力一定时，物体的接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

　　（3）总结归纳：大量实验表明，滑动摩擦力跟两物体间的正压力成正比。如果用f表示滑动摩擦力的大小，用F_N表示两物体间的正压力的大小，这一关系用公式表示就是：，式中的比例系数μ称为滑动摩擦因数，它没有单位。

　　5．对滑动摩擦因数的讨论

　　（1）它的大小与相互接触的两物体的材料有关，材料不同它的大小不同；它的大小还与接触面的粗糙程度有关系，接触面越粗糙，它的值越大。由公式可得：，这不能理解成动摩擦因数与摩擦力成正比，与正压力成反比。在接触面粗糙情况一定时，当F_N变化时，f按正比例随之改变，故保持不变。

　　（2）不同材料间的动摩擦因数

　　学生阅读教材第23页表格内容，了解各种材料间的动摩擦因数的具体数值。

　　说明：表中的各种动摩擦因数都小于1，但不代表任何两种材料间的动摩擦因数都小于1，动摩擦因数可以大于1。

　　6．案例研究

　　（1）例1：教材第24页“例题”。

　　（2）归纳小结：

　　求解滑动摩擦力的思路与方法：确定相互接触的两物体的材料，查出它们间的动摩擦因数μ；计算出接触面上的正压力F_N大小，如果接触面是水平面，正压力等于上边物体所受的重力；运用公式计算滑动摩擦力的大小。

　　二、静摩擦力

　　1．感受静摩擦力：学生用水平力轻推桌子，不动。回顾二力平衡知识，提出问题：是什么力平衡了你的推力？

　　2．什么是静摩擦力？

　　发生在两个相对静止但有相对运动趋势（如果不出现静摩擦力或假设接触面光滑时，物体将要运动）的物体之间的摩擦力称为静摩擦力。如皮带传送中皮带对上升的物品的作用的使物品随皮带上升的力。

　　3．静摩擦力方向的探究

　　（1）演示分析：进行如图所示的演示，运用二力平衡知识得出桌面对物块的静摩擦力方向水平向左。

　　假设桌面光滑，物块在水平拉力作用下将会向右运动，这就是物块相对桌面滑动趋势的方向。所以两物体间的静摩擦力的方向与受力物体相对于施力物体滑动趋势的方向相反。

　　（2）如何确定静摩擦力的方向

　　首先确定受力者受到的沿接触面的已知力方向，这就是相对运动趋势的方向，这个方向的相反方向，就是静摩擦力的方向。

　　4．静摩擦力的大小探究

　　（1）教师进行实验，逐渐增大水平拉力，在每种拉力下，物块均不动；当拉力增大到一定程度时，物体开始滑动。引导学生运用而力平衡知识分析得出结论：静摩擦力的大小不是定值，但有一个最大值，叫最大静摩擦力f_m。

　　（2）结论：

　　两物体间的静摩擦力f在零和最大静摩擦力f_m之间。

　　两物体间的最大静摩擦力一般略大于它们间的滑动摩擦力。

　　5．静摩擦力的产生条件

　　需同时具备以下四个条件：（1）两物体直接接触；（2）接触面上有压力；（3）接触面粗糙；（4）接触面上，一个物体相对另一个物体有发生滑动的趋势。缺少任一条，就不会出现静摩擦力。

　　三、摩擦的利与弊

　　（1）学生阅读教材第25页，结合生产生活实际，知道在实际中，有些地方或时候，摩擦力的出现是有利的；有些地方或时候，摩擦力的出现是有害的。

　　（2）引导学生讨论问题：

　　举例说明如何利用有利的摩擦？（增大正压力，使接触面更粗糙。）

　　举例说明如何减少有害摩擦？（增大正压力，使接触面更光滑，润滑接触面，用滚动代替滑动。）

　　◆案例研究──小结归纳

　　例2 关于摩擦力的说法，下列说法中正确的是（    ）

　　A．两个直接接触但相对静止的物体间一定有摩擦力

　　B．受静摩擦作用的物体一定是静止的

　　C．滑动摩擦力方向一定与运动方向相反

　　D．物体间正压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度

　　解析：两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力，这要从静摩擦力产生的四个条件综合分析。本题中两物体直接接触，但要出现静摩擦力，接触面上要有压力，接触面要粗糙，它们间还要有相对滑动趋势，由于后面三条是否具备，不能确定，所以这两个物体间不一定出现摩擦力，例如静止在水平地面上的汽车，它们之间就没有静摩擦力。

　　受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体，物体与输送带之间有相对滑动的趋势，所以有静摩擦力存在，但物体并不是静止的。产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了。

　　上述的输送带如突然加速，物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力。所以A、B、C三个选项都是错的。

　　在正压力一定时，静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化，但不能超过最大静摩擦力，这就是一个限度。本题目正确的选项是D。

　　（2）小结强调：

　　摩擦力的出现，必须同时具备四个条件，缺一不可；判断摩擦力的方向中所说的相对运动（或相对趋势）的方向，是受力者相对于施力者来说的，是以施力者为参考系的；受力者相对施力者静止时受的是静摩擦力，它的大小只能根据二力平衡条件或以后将要学习的牛顿定律求解，但一旦滑动起来，就成了滑动摩擦力，可根据公式计算，也可根据二力平衡条件或其它力学规律分析求解。

　　【布置作业】

　　1．复习所学内容，完成教材第26页“思考与练习”3、4。

　　2．预习第4节。

　　【板书设计】