高中物理摩擦力教案,§3.2 摩擦力 教学设计（2课时）

　　弹簧测力计、木块、长木板、毛巾、玻璃板、钩码（用于改变压力）、力传感器（可选，用于演示静摩擦力变化）、毛刷、PPT课件。

　　【环节一：创设情境，温故知新】（5分钟）

1. 现象回顾： 播放视频或举例：推箱子推不动、冰面上容易滑倒、刹车时轮胎与地面摩擦等。
2. 提问： 这些现象中都涉及什么力？（摩擦力）初中我们学过，摩擦力分几类？（静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦）
3. 引出课题： 今天我们先来深入研究其中一种——滑动摩擦力。

　　设计意图： 联系生活实际，回顾旧知，明确本节课的学习对象。

　　【环节二：滑动摩擦力的定义与方向】（15分钟）

1. 定义：
2. 演示： 木块在木板上滑动。
3. 引导归纳： 两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这就是滑动摩擦力。
4. 方向（教学重点和难点）：
5. ≠ 运动方向： 举例：a. 向前滑行的冰壶，受向后摩擦力（阻碍运动）。b. 传送带上随传送带一起加速的物体，受向前摩擦力（是动力！）。强调必须以与之接触的物体为参考系来判断“相对运动”。
6. 核心概念强调： 滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反。
7. 辨析误区：
8. 演示实验（毛刷法）： 将毛刷放在桌面上，向前拉动毛刷把手，刷毛向后弯曲。说明刷毛根部相对桌面有向前的运动趋势，故桌面给刷毛的摩擦力向后，与相对运动趋势相反。
9. 判断步骤总结： ① 确定研究对象；② 找出与之接触的物体；③ 判断研究对象相对于接触物的运动方向；④ 滑动摩擦力方向与此相对运动方向相反。

　　设计意图： 通过正反例和直观演示，强力纠偏“摩擦力方向与运动方向相反”的错误观念，牢牢树立“相对运动”的核心思想。

　　【环节三：探究滑动摩擦力的大小】（20分钟）

1. 提出问题： 滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？
2. 猜想与假设： 引导学生根据生活经验猜想（压力、接触面粗糙程度、接触面积、速度等）。
3. 实验探究：
4. 探究与压力的关系： 控制接触面不变，改变木块上钩码的数量（改变压力FN），用弹簧测力计匀速拉动木块，读出拉力F（即Ff）。
5. 探究与接触面的关系： 控制压力不变，改变接触面材料（木板→毛巾→玻璃板），测量Ff。
6. 实验原理： 木块匀速运动时，拉力等于滑动摩擦力（二力平衡）。
7. 实验方法：控制变量法。
8. 进行实验与数据记录： 学生分组实验，记录数据。
9. 分析论证与得出结论：
10. 意义：反映接触面的粗糙程度，μ越大，越粗糙。
11. 单位：无单位。
12. 特点：只与接触面的材料和粗糙程度有关，与FN、Ff、接触面积无关。
13. 数据处理： 引导学生发现Ff与FN成正比关系。
14. 得出结论： 滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。公式：Ff = μFN。
15. 介绍动摩擦因数μ：
16. 强调： FN是正压力，不一定等于重力，需根据受力分析确定。

　　设计意图： 通过学生亲身探究，重现物理规律的发现过程，深刻理解Ff = μFN的含义和适用条件。

　　【环节四：例题讲解与小结】（5分钟）

　　【环节一：承上启下，引入静摩擦】（5分钟）

1. 情境： “用很小的力推桌子，桌子没动。此时桌子与地面之间有没有摩擦力？”
2. 引出矛盾： 桌子没动，没有相对运动，所以不是滑动摩擦力。那是什么力平衡了推力？
3. 引出定义： 这种相互接触的物体间只有相对运动趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力，叫作静摩擦力。

　　设计意图： 创设认知冲突，自然引出静摩擦力的概念。

　　【环节二：静摩擦力的方向与大小】（20分钟）

1. 方向（教学难点）：
2. 例1（静摩擦力为阻力）： 用力推沙发没推动。问：若地面绝对光滑，沙发怎么动？（向前动）→趋势向前→静摩擦力向后。
3. 例2（静摩擦力为动力）： 静止在传送带上的物体随传送带一起加速。问：若传送带光滑，物体相对传送带怎么动？（向后滑）→趋势向后→静摩擦力向前。
4. 核心概念： 与相对运动趋势方向相反。
5. 理解“相对运动趋势”： “假设接触面光滑，物体会怎么动？”这个运动方向就是相对运动趋势方向。
6. 实例分析：
7. 判断步骤总结： ① 确定研究对象；② 找接触物；③ 假设接触面光滑，判断相对运动方向（趋势方向）；④ 静摩擦力方向与趋势方向相反。
8. 大小（教学难点）：
9. 大小范围： 0 < F静 ≤ Fmax。
10. 一般大小： 通过二力平衡（或牛顿第二定律）求解。物体静止时，F静 = 外力（在沿接触面方向的分力）。
11. 最大静摩擦力： 略大于滑动摩擦力。一般情况下可近似认为相等。
12. 开始拉力很小，木块不动，静摩擦力F静 = 拉力F。
13. 拉力增大，F静随之增大，始终与拉力平衡。
14. 拉力达到某一值，木块即将动未动时，静摩擦力达到最大值——最大静摩擦力Fmax。
15. 木块滑动后，摩擦力突然减小为滑动摩擦力。
16. 特点： 静摩擦力是一个“被动力”，大小由物体的受力情况和运动状态决定。
17. 演示实验（或视频）： 用弹簧测力计或力传感器缓慢拉动木块，观察读数变化。
18. 得出结论：

　　设计意图： 运用“假设光滑法”化解“相对运动趋势”这一难点。通过实验直观展示静摩擦力的变化过程，理解其“被动”和“可变”的特性。

　　【环节三：对比总结与综合应用】（15分钟）

1. 列表对比滑动摩擦力与静摩擦力：
2. 项目滑动摩擦力静摩擦力产生条件接触、挤压、有相对运动接触、挤压、有相对运动趋势方向与相对运动方向相反与相对运动趋势方向相反大小Ff = μFN（确定值）0 < F静 ≤ Fmax（可变，由平衡条件或F=ma求）大小决定因素μ、FN外力、运动状态
3. 综合例题：
4. 例1： 判断下列情况下物体A所受摩擦力的方向和大小：(1) A随B一起匀速运动；(2) A随B一起加速运动。
5. 例2： 教材PXX页练习（瓶子在不同情况下的摩擦力分析）。

　　设计意图： 通过对比加深对两种摩擦力的理解，通过例题巩固应用能力。

　　【环节四：摩擦的利与弊与课堂总结】（5分钟）

1. 讨论： 摩擦力是有害的还是有益的？（有利有弊）
2. 有益摩擦： 走路、抓握、刹车、传动等（需增大）。
3. 有害摩擦： 机器磨损、能耗增加等（需减小）。
4. 增大和减小摩擦的方法： 引导学生根据Ff = μFN和实际情况提出方法。
5. 课堂总结： 回顾本节核心知识。
6. 布置作业： 包含两种摩擦力判断和计算的综合练习题。

　　第一课时板书：

　　第2节 摩擦力（一）：滑动摩擦力

　　一、滑动摩擦力

　　1. 定义： 相对滑动时，阻碍相对运动的力。

　　2. 产生条件： 接触、挤压（有弹力）、相对运动。

　　3. 方向： 与相对运动方向相反。

　　- 关键： 找准参考系（接触物体）。

　　4. 大小：

　　- 公式：Ff = μFN

　　- μ： 动摩擦因数，由接触面决定。

　　- FN： 正压力（≠重力）。

　　第二课时板书：

　　第2节 摩擦力（二）：静摩擦力

　　一、静摩擦力

　　1. 定义： 有相对运动趋势，但无相对运动时的摩擦力。

　　2. 产生条件： 接触、挤压（有弹力）、有相对运动趋势。

　　3. 方向： 与相对运动趋势方向相反。

　　- 判断方法：假设接触面光滑。

　　4. 大小：

　　- 范围： 0 < F静 ≤ Fmax

　　- 特点： “被动力”，由平衡条件或F=ma决定。

　　- 最大静摩擦力Fmax： 略大于滑动摩擦力。

　　二、摩擦的利与弊

　　- 增大摩擦：增大压力、增大μ（使接触面粗糙）

　　- 减小摩擦：减小压力、减小μ（加润滑油、变滑动为滚动）