教學(xué)目標(biāo)


1．通過實驗，探究滑動摩擦力和接觸面粗糙程度，接觸面之間的壓力大小的關(guān)系。


2．經(jīng)歷探究過程，體驗如何就探究的問題進行猜想與假設(shè)。


3．知道增大和減小摩擦力的方法，并能在日常生活中應(yīng)用這些知識。


教學(xué)重、難點


1．重點


(1)實驗探究滑動摩擦力和接觸粗糙程度，接觸面之間的壓力大小的關(guān)系。


(2)學(xué)會猜想與假設(shè)，認識變量控制的意義和方法。


2．難點


(1)實驗探究滑動摩擦力和接觸面粗糙程度，接觸面之間壓力大小的關(guān)系。


(2)認識變量控制的意義和方法。


教具準(zhǔn)備


學(xué)生分組實驗：彈簧測力計、木塊、細線、毛巾、玻璃、長木板鉤碼、三只圓柱形鉛筆、肥皂水。


教學(xué)過程


小實驗：讓學(xué)生用手壓在桌面上拖動，感受一下拖動時桌面作用在手上的阻力(摩擦力)。手對桌面壓得越緊(接觸面之間的壓力越大)，手拖動就越困難(受到的摩擦力越大)。然后在桌面上鋪上毛巾(毛巾要固定在桌面上)手再壓在毛巾上拖動，就比手在平滑的桌面上拖動更難一些(說明手所受的摩擦力較大)。


師：手壓在桌面上拖動你有什么感受?


生甲：手在桌面上滑動時受到桌面的摩擦力的作用。


師：這摩擦力起到什么作用?


生甲：阻礙手運動的作用。


師：手對桌面壓得越緊，有什么感受?說明了什么?


生乙：手對桌面壓得越緊，拖動越困難，說明所受摩擦阻力越大。


師：在桌面上鋪上毛巾，手再壓在毛巾上拖動，有什么感受?說明了什么?


生丙：手壓在毛巾上拖動比手壓在光滑的桌面上拖動更困難，說明受到的摩擦阻力更大。


師：什么叫滑動摩擦力?


生：一個物體在另一個物體表面上滑動時所受到的阻礙物體(相對)運動的力，叫做滑動摩擦力。


師：注意，運動是相對的，所以應(yīng)加以“相對”兩個字，這節(jié)課我們就來探究：摩擦力。


板書：第五節(jié) 科學(xué)探究：摩擦力


1．滑動摩擦力的概念。


一、滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)


1．提出問題。


師：對滑動摩擦力你們想提出什么問題?


生甲：滑動摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)?


生乙：滑動摩擦力產(chǎn)生的原因。


……


師：你們提的問題提得很好，摩擦并不是看起來那么簡單，其產(chǎn)生機理和制約因素都很復(fù)雜，對摩擦的研究已形成一門系統(tǒng)的學(xué)科“摩擦學(xué)”，其中一些問題至今仍在探索中。由于時間關(guān)系，我們這節(jié)課就來探究滑動摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)這個問題。


2．猜想或假論。


師：你們的猜想是什么?


生甲：滑動摩擦力的大小可能與接觸面粗糙程度有關(guān)。


生乙：滑動摩擦力的大小可能與接觸面間壓力的大小有關(guān)。


生丙：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的大小有關(guān)。


生?。夯瑒幽Σ亮Φ拇笮】赡芘c運動速度有關(guān)。


生戍：滑動摩擦力的大小可能與推力、拉力有關(guān)。


生已：滑動摩擦力的大小可能與材料有關(guān)。


師：同學(xué)們很善于思考，你們作出的猜想有合理的地方，要證明你們的猜想正確，怎么辦?


生：實驗驗證。


師：很好，大家都已懂得科學(xué)探究的基本方法——實驗。


由于時間關(guān)系本節(jié)課只能對前面兩個猜想進行實驗探究。


3．設(shè)計實驗。


師：滑動摩擦力是產(chǎn)生在發(fā)生相對運動的兩個接觸面上，可能與接觸面的粗糙的程度，接觸面之間的壓力大小，接觸面材料，接觸畫大小有關(guān)，對這些因素與摩擦力大小的關(guān)系，我們只能一個一個的單獨研究，而且在研究某一個因素的變化怎樣影響摩擦力時，必須保持其他因素不變，否則，你就無法知道滑動摩擦力的大小變化是由哪個因素的變化引起的，這就是在研究多因素問題時必須注意的“變量控制”方法。如在研究壓力對滑動摩擦力的影響時，要保持接觸面粗糙程度等因素不變，而在探究接觸面粗糙程度對摩擦力的影響時，則應(yīng)控制壓力等因素的變化。


板書：2．滑動摩擦力大小決定因素


研究方法一—“變量控制”方法


師：請同學(xué)們閱讀課本P118"加油站”內(nèi)容。


生：閱讀。


師：通過閱讀，你知道了什么?


生：當(dāng)用彈簧測力計水平拉著木塊勻速滑動時，彈簧測力計示數(shù)的大小就反映了滑動摩擦力的大小。


師：下面分組討論，制定出實驗計劃，并進行全班交流。


生：討論后得出：根據(jù)桌面上的實驗器材，我們制定以下實驗計劃：


(1)把玻璃固定在桌面上，用彈簧測力計水平拉木塊在玻璃—亡勻速滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，填人課本P119表格中。


(2)在桌面亡鋪一條毛巾，用彈簧測力計拉木塊在毛巾上勻速滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，填入課本P119表格中。


(3)取走毛巾和玻璃，用彈簧測力計水平拉木塊在桌面上勻速滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，填人課本P119表格中。


(4)在木塊上加放一個重物，用彈簧測力計水平拉它們在桌面上滑動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，填人課本P119表格中。


師：其他小組認為以上的實驗計劃合理嗎?有沒有異議?


生：按課本上圖5—30(a)、(b)、(c)、(d)。在改變粗糙程度時，實際上也改變了相互摩擦的材料，摩擦力的改變是否是因為相互摩擦的材料的改變而引起的?


師：你能發(fā)現(xiàn)這個問題很了不起，你將來肯定會大有作為的，希望你繼續(xù)努力。這里影響摩擦力大小的主要因素是接觸面粗糙程度的改變(因為粗糙程度的改變更為顯著)，而我們探討的問題僅僅是看摩擦力大小與接觸面粗糙程度有沒有關(guān)系，所以這個實驗還是可以達到這個目的的。


生：當(dāng)用彈簧測力計水平拉著木塊勻速滑動時，為什么彈簧測力計的示數(shù)就反映了滑動摩擦力的大小。


師：你很善于思考問題，注重理解，將來肯定很有前途的，由二力平衡條件可知，在拉木塊做勻速直線運動時，這個拉力的大小與木塊所受摩擦力的大小相等。有關(guān)此知識點要在第六章才學(xué)，現(xiàn)在先把它作為一個問題儲存起來吧。記錄實驗數(shù)據(jù)時，就把彈簧測力計的示數(shù)記作摩擦力的大小。


實驗操作時，還請大家注意：如何做到木塊在水平面上做勻速直線運動呢?①是沿直線水平拉動木塊；②是觀察彈簧測力計的示數(shù)保持不變。好，如果沒有問題了，下面大家分組進行實驗吧。


學(xué)生分組實驗，教師巡回檢查，指導(dǎo)。


4．分析論證。


師：請各小組互相交流實驗數(shù)據(jù)，交流實驗的體會。


生：交流。


師：請3個小組將實驗數(shù)據(jù)公布在黑板上，比比看哪個小組數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。


師：在(如課本P119圖6—29)實驗步驟(a)、(b)、(c)中，接觸面之間的壓力保持不變，你發(fā)現(xiàn)摩擦力變了嗎?你的結(jié)論是什么?


生：在實驗步驟(a)、(b)、(c)，接觸面之間壓力保持不變，接觸面粗糙程度改變時，摩擦力大小發(fā)生改變。我的結(jié)論是：當(dāng)接觸面之間壓力保持不變時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。


師：其他同學(xué)有不同的結(jié)論嗎?沒有。好，大家做實驗都很認真，得出的結(jié)論也是正確的，掌聲祝賀。


師：在(如課本P119圖6—29)實驗步驟(c)、(d)中，接觸面粗糙程度保持不變，壓力發(fā)生變化，摩擦力變了嗎?你的結(jié)論是什么?


生：在實驗步驟(c)、(d)中，接觸面粗糙程度保持不變，接觸面間的壓力改變，摩擦力也發(fā)生了改變。我的結(jié)論是：當(dāng)接觸面粗糙程度保持不變時，接觸面間壓力越大，摩擦力越大。


師：其他同學(xué)有不同的結(jié)論嗎?沒有。好，大家都得出了正確結(jié)論，同樣，掌聲祝賀。


以上是關(guān)于壓力，接觸面粗糙程度與摩擦力大小關(guān)系的定性探究，有興趣的同學(xué)町在課外繼續(xù)探究，摩擦力是否還與其他因素有關(guān)。


二、增大摩擦和減小摩擦


師：在日常生活中，哪些地方還存在摩擦?這些摩擦是有益的?還是有害的?請大家分組討論、交流。


生甲：足球場亡，摩擦力可以幫助守門員抓穩(wěn)足球，這個摩擦是有益的。


生乙：人走路時，鞋底與地面間存在摩擦，這個摩擦是有益的。


生丙：木塊在桌面上滑動時，桌面對木塊有摩擦力，這個摩擦力是有害的。


生丁：機器轉(zhuǎn)動時，零件間存在摩擦，這個摩擦也是有害的。


師：同學(xué)們發(fā)言很踴躍，說明大家平時生活中很注意觀察，這是一個好習(xí)慣，希望今后保持。如何增大有益的摩擦。


舉例說明請大家分組討論、交流。


生甲：增大有益摩擦的方法是：1．增加接觸面的粗糙程度。2．增大壓力，如北方冬天下雪路滑摩擦力小，常在路面上撒些灰渣，增大摩擦力。


生乙：自行車剎車也是利用摩擦力，剎車時，是通過增大壓力來增大摩擦力。


生丙：皮帶傳動也是利用摩擦力，它也是通過增大壓力來增大摩擦力的，演奏二胡時，弓弦與琴弦的摩擦使琴弦振動發(fā)聲，用增大壓力的辦法來增大弓弦與琴弦間的摩擦力。


生?。盒住⑵嚨妮喬プ龅冒纪共黄綍r，都是通過增加接觸面的粗糙程度，增大摩擦力的。


板書：3．增大有害摩擦方法：增加接觸面粗糙程度


增大壓力


師：以上大家講得都很好，一部機器工作時，有些部件要轉(zhuǎn)動，有些部件要滑動，這時都要產(chǎn)生摩擦，這種摩擦不但使機器發(fā)熱，白白消耗動力，而且使機器磨損，性能變壞，這些情況下的摩擦要設(shè)法減小它。下面再來考慮：如何減小有害摩擦呢?


生甲：減小有害摩擦的方法是：1．減小接觸面的粗糙程度。2．減小壓力大小。


師：在理論上，以上方法是對的，不過，用這樣的辦法還往往不能把有害的摩擦減小到令人滿意的程度。你們還知道哪些更好的方法嗎?


小實驗：先讓學(xué)生用手掌壓緊桌面拖動，感受桌面作用在手上的摩擦力；然后在手和桌面之間墊上二三支圓柱形鉛筆，再壓緊拖動，體會這時作用在手掌上的摩擦力是不是比滑動時小得多。


師：做以上小實驗，你有什么感受?


生：用滾動代替滑動，可以大大減小摩擦力。


師：生活中你還知道哪些用滾動代替滑動減小有害摩擦的例子?


生甲：各種車軸的輪子做成圓的，就是用滾動代替滑動，減小摩擦的。


生乙：旱冰鞋下的小輪，也是用滾動代替平底鞋的滑動，從而大大減小了與地面間摩擦。


師：你還知道哪些減小有害摩擦的方法嗎?


生甲：在機器零件間涂上潤滑油，使摩擦面不接觸，大大減小摩擦。


生乙：汽墊船向下噴出強氣流，在船底和水之間形成一層空氣墊，可以大大減小摩擦。


生丙：磁懸浮列車是靠強磁場把列車從軌道上微微托起，在列車和軌道間出現(xiàn)一層薄空氣，使摩擦力大大減小，車速可達500km／h。


……


師：以上大家都說得很好，說明大家平時關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)心國內(nèi)外大事。


板書：減小有害摩擦的方法1．用滾動代替滑動


2．使接觸面脫離直接接觸：涂潤滑油、充氣墊等


師：假如生活中沒有摩擦，你的生活會出現(xiàn)什么問題?發(fā)生什么變化?請大家分組討論交流。


生甲：假如生活中沒有摩擦，我就寸步難行。


生乙：假如生活中沒有摩擦，我就無法用手拿任何東西。


生丙：假如生活中沒有摩擦，運動的汽車將永遠停不下來。


課堂歸納小結(jié)


師：通過本節(jié)課學(xué)習(xí)、你有什么收獲。


生：討論、交流后得出：我們知道了滑動摩擦力；滑動摩擦力的大小決定因素：接觸面的粗糙程度和壓力大?。辉龃笥泻δΣ恋姆椒ê蜏p小有害摩擦的方法。


師：請每位同學(xué)都對自己在本節(jié)課的學(xué)習(xí)情況進行評估。


板書設(shè)計


第五節(jié) 科學(xué)探究：摩擦力


1．滑動摩擦力的概念。


2、滑動摩擦力大小決定因素：


3、增大有益摩擦的方法


減小有害摩擦力的方法


教學(xué)反思


對于影響摩擦力大小的因素，本節(jié)課設(shè)計讓學(xué)生用探究的方法進行，讓學(xué)生進行猜想，設(shè)計實驗方案，對數(shù)據(jù)進行分析論證，評估交流等探究活動，讓學(xué)生從活動中初步體驗科學(xué)探究的過程，領(lǐng)會科學(xué)探究的方法。這種設(shè)計，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，增加學(xué)生的求知欲，更培養(yǎng)了學(xué)生勇于探索的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

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第五節(jié) 科學(xué)探究：摩擦力

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