摘要:本节课是在初中学习了滑动摩擦力的基础上,进一步学习摩擦力的有关知识。重点研究静摩擦力的特点和探究静摩擦力的大小由哪些因素决定。在教学过程中采用力传感器突破教学重难点,实现有效性教学。

关键词:静摩擦力,最大静摩擦力,力传感器,有效性教学。

中图分类号:G633.7 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2010)11-0236-02

教学设计说明:

分析教材:“摩擦力” 是人教版高一物理第三章"相互作用"第三节的内容,是本章的重点内容之一。

在第三章的教学中,摩擦力承接了前两节的学习内容,深化了初中的摩擦力教学。是本章的教学重点与难点,也是高中力学的基石,摩擦力的教学对培养学生的分类思想、分析思维与应用物理知识解决实际问题的能力有着重要的作用。

摩擦力是力学中最基本的一种力,在自然界和日常生活中,存在摩擦的地方很多,学生对摩擦现象并不陌生,如走路,骑自行车,擦黑板等生活现象,都给人一种熟悉的感觉。在编排上,教材是按照知识的引入,概念教学,由浅入深逐渐展开的,体现了知识的的形成过程。

本节教材中摩擦力的测量涉及到二力平衡知识的具体应用,"增大和减小摩擦的方法"是摩擦力在日常生活和工、农业生产知识中的具体应用,通过学习本节教材的知识,提高了学生利用知识解决实际问题的能力。因此这一节课无论在知识学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用。

这节课教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切,教材的编写还突出了新课程"从生活走向物理,从物理走向社会"的STS理念。

在本节教学中,“相对运动趋势”、“互为参照物” 、“最大静摩擦力”等概念学生理解起来很困难。

分析学生情况:本节的教学内容是初中摩擦力知识基础上的延伸与拓展,是本章的一个重点和难点。本节的相关知识将会伴随整个高中力学内容的始终,随着后面的学习将不断深化对摩擦力的认识。

一般来说,学生在初始学习本节时并不感到它的“难”。随着学生认识层次的提高,才会逐渐显露它的“难”处。?

摩擦力的问题是一个复杂的问题,它是教师教学上与学生的学习上的一个难点,因此,我们要把它放在一个较高的教学层面上来对待。

摩擦力的复杂性体现在具体的问题中,"动中有静、静中有动","若有若无,方向不定"是摩擦力类问题的基本特征。

针对实际情况,从认识规律出发,教学目标的达成计划采取“了解—认识—理解”三步走的策略。本课时设计完成前两步为目的。第三步通过后续的习题课、单元练习等方式解决。在学生的认知水平上慢慢提高 。着眼所有学生,使他们通过自己的探究和思考,并借助老师的指导使他们都学有所得。

做好演示实验,深入浅出的讲解是解决本节问题的较好方法。摩擦力的问题在日常生活中较为常见,演示实验易于取材。在教学中准备采用课本上的演示实验作为先导,逐步推进师生的教学活动 。让学生有实感,对知识的推进能“够得到”、“摸得着”。注意给学生铺好路、搭好桥,如复习一下二力平衡等等。

这节课我安排了探究最大摩擦力与哪些因素有关,安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等学习过程,很好地体现了新课程让学生在体验知识的形成、发展过程中主动地获取知识。

教学目标

知识与技能:① 知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。②知道静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力的方向。知道静摩擦力的变化范围及其最大值。③知道什么是最大静摩擦力,知道最大静摩擦力跟两物体间压力成正比。④会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。

过程与方法:① 通过知识教学,渗透科学方法教育(在具体的现象和实验中进行比较归纳;在研究摩擦力大小时,运用控制变量方法;在判断静摩擦力方向时,运用实验和假设方法。)②通过自己动手实验,培养学生分析问题、解决问题的能力;通过分组实验培养学生的合作意识。

情感态度与价值观:① 利用实验和生活实例激发学生学习兴趣。②培养学生实践—认识(规律)—实践(解决实际问题)的思想

教学重点和教学难点

(1)本节课的重点是研究静摩擦力,要求会计算其大小和判断其方向。难点是最大静摩擦力过度到滑动摩擦力,尤其是静摩擦力方向的判断。

(2)本节教学中只要求学生掌握二力平衡中静摩擦力大小以及通过相对运动趋势方向来判断的静摩擦力方向。演示实验:“毛刷显示静摩擦力方向”。

(3)为更好培养学生实验、观察、操作能力,师生共同设计实验,在实验研究过程中,注意渗透控制变量方法的教育,提高学生科学素养。

(4)两个相互接触的物体间产生摩擦力必须具备三个条件:① 两个物体相互接触,相互间存在压力;②两个物体的接触面不光滑;③两个物体间存在相对运动或相对运动的趋势。

(5)静摩擦力的大小随相对运动趋势方向外力的增大而增大,但它有一个范围(0-最大静摩擦力Fmax)。最大静摩擦力是个定值,有时可近似认为等于两个物体接触面上的滑动摩擦力。

教学准备

教师准备:杯子,木板,木块,长木板,弹簧测力计,砝码,毛刷。

学生准备:草稿纸,笔。

教学过程

1、实验引入

【演示1】手拿一个杯子,学生拔河。

观察现象:杯子为什么不往下运动?

原因分析:因为它受到摩擦力,摩擦力与重力二力平衡了。

2、新课教学

【演示2】水平面上放一个大木箱,一小孩沿水平方向推木箱,没有推动。

问题:为什么未推动?

分析原因:木块受到静摩擦力。(二力平衡了)

设计思想:通过实验引入,培养学生的观察能力和分析能力。同时,激发学生学习本课的兴趣,提高学习的效率。由此切入课题。引入静摩擦力的概念。

(一)静摩擦力

【演示 3】 (1)木块在长木板上,用弹簧秤来拉木块,木块未拉动。

老师提问:这种现象中产生的摩擦力有什么特点?

学生分析归纳:物体相对静止,但有相对运动趋势。

设计思想:锻炼学生的观察能力和归纳的能力。找到共性的东西。

(1)定义 :当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体有运动趋势时,受到另一物体阻碍它相对运动趋势的力,叫做静摩擦力。

(2)方向:教师先提问--演示中木块所受的静摩擦力的方向是如何?让学生思考如何确定静摩擦力的方向。

【演示4】毛刷放在水平面上,用力拉毛刷,毛刷虽静止,但刷毛弯曲,它可表明物体相对运动趋势方向,从而确定静摩擦力方向。

结论:静摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。

设计思想:给学生以直接的感性认识,形象而生动,从而能更深刻地理解掌握静摩擦力的方向。交换动两个互相接触的物体引导学生再理解。

(3)大小:在物体处于平衡状态的情形下,静摩擦力的大小由物体的平衡条件来确定。

(4)最大静摩擦力:用力传感器慢慢拉物体,让学生观察到物体从静止到运动的过程,并强调"欲动未动"的状态,同时观察静摩擦力大小的变化。

结论:静摩擦力在零和最大静摩擦力之间,即?0 老师提问:最大静摩擦力与哪些因素有关呢?

由初中讲的滑动摩擦力的决定因素做出初步的假设—最大静摩擦力与两个接触面的正压力、接触面的粗糙程度、接触面积等因素有关。

学生探究:用力传感器等设备探究最大静摩擦力由哪些因素决定,具体关系如何?