3磨擦力
整體設(shè)計(jì)
磨擦力是熱學(xué)中的三大性質(zhì)力之一，正確認(rèn)識(shí)磨擦力對(duì)前面知識(shí)的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用.在磨擦力這節(jié)課中，要求會(huì)計(jì)算滑動(dòng)磨擦力的大小和判定其方向，以及靜磨擦力的大小和方向的判定.班主任在教學(xué)過程中要將中學(xué)生在中學(xué)所學(xué)過的相關(guān)概念與本節(jié)內(nèi)容相結(jié)合，與生活中的實(shí)例相結(jié)合，逐漸引導(dǎo)、循循善誘，對(duì)兩種磨擦力的大小和方向判斷有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí).在探究過程中要充分借助小學(xué)二力平衡的知識(shí)，在物體從靜止到運(yùn)動(dòng)的過程中認(rèn)識(shí)靜磨擦力和滑動(dòng)磨擦力大小變化情況，使中學(xué)生的認(rèn)識(shí)從感性到理智發(fā)生質(zhì)的變化.對(duì)于動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)的教學(xué)最好通過實(shí)驗(yàn)讓中學(xué)生探究得出.因?yàn)楸竟?jié)課的特性，在整個(gè)教學(xué)過程中要充分彰顯新課標(biāo)的探究精神，讓中學(xué)生多用所學(xué)知識(shí)闡明生活中的相關(guān)現(xiàn)象本質(zhì).
教學(xué)重點(diǎn)
1.滑動(dòng)磨擦力的大小及方向的判定.
2.靜磨擦力的有無(wú)及方向的判定.
3.靜磨擦力形成的條件及規(guī)律.
教學(xué)難點(diǎn)
1.靜磨擦力有無(wú)的判定和方向的判定.
2.靜磨擦力大小的估算.
課時(shí)安排
3課時(shí)
三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.曉得哪些是靜磨擦力、最大靜磨擦力、滑動(dòng)磨擦力.
2.能估算靜磨擦力、滑動(dòng)磨擦力的大小并會(huì)判定它們的方向.
過程與技巧
1.中學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并使用控制變量法對(duì)影響滑動(dòng)磨擦力青河磨擦力大小的誘因進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.
2.培養(yǎng)中學(xué)生的邏輯思維能力,培養(yǎng)中學(xué)生借助知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.
情感心態(tài)與價(jià)值觀
通過靜磨擦力的探究過程，培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)的思想方式.
課前打算
教具打算:鐵塊、彈簧秤、木板、毛巾、紙、鋼板、砂紙、水等.
知識(shí)打算:收集有關(guān)的磨擦力信息.
教學(xué)過程
導(dǎo)出新課
活動(dòng)導(dǎo)出
打算兩只碗，分別裝入數(shù)目較多的玻璃小球，一只碗內(nèi)是光滑干凈的，另一只碗內(nèi)是粘有塵土的.請(qǐng)兩個(gè)朋友把玻璃球從碗中用牙簽夾下來，賽事看誰(shuí)夾得快.之后讓兩位朋友分別說出自己的看法,進(jìn)而引出磨擦力的問題.
情境導(dǎo)出
(講義展示)播放運(yùn)動(dòng)員滑冰的錄象,如圖3-3-1,讓中學(xué)生說出滑冰要求的環(huán)境條件，之后導(dǎo)
出磨擦力的概念.
圖3-3-1
問題導(dǎo)出
粉筆在黑板上可以寫出字來,在玻璃上寫得下來嗎?試試看.想想若在外邊的柏油橋面上用粉筆寫字又會(huì)有何不同?為何？你覺得磨擦力是一種哪些樣的力？
讓中學(xué)生用自己的語(yǔ)言表述磨擦力.
推動(dòng)新課
中學(xué)生在中學(xué)階段早已學(xué)習(xí)過磨擦力，通過直接提問使中學(xué)生追憶并表述磨擦力的概念.
概念：兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，都會(huì)在接觸面上形成制約相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的`力，這些力稱作磨擦力.本節(jié)課就來深入研究磨擦力.
請(qǐng)中學(xué)生做個(gè)小實(shí)驗(yàn)：要求中學(xué)生用逐步減小的水平力推進(jìn)在課室中放置的椅子，直至推進(jìn)一段距離.(設(shè)計(jì)意圖:讓中學(xué)生感受并剖析出課桌遭到推力和磨擦力的作用，使中學(xué)生形成對(duì)靜磨擦力和滑動(dòng)磨擦力的感性認(rèn)識(shí))
中學(xué)生活動(dòng):中學(xué)生按老師要求推椅子，并體會(huì)推力大小變化.
問題：為何使勁推椅子而椅子不一定運(yùn)動(dòng)？為何想讓椅子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)還要繼續(xù)推？
初步引出對(duì)靜磨擦力和滑動(dòng)磨擦力的感性認(rèn)識(shí).
一、靜磨擦力
由使勁推椅子而不動(dòng)，師生討論引導(dǎo)出靜磨擦力的概念：兩個(gè)互相接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而又保持相對(duì)靜止時(shí),在接觸面間所形成的制約相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜磨擦力.
問題：靜磨擦力是一恒定的力嗎？如何求靜磨擦力的大小？如何判定靜磨擦力的方向？
【實(shí)驗(yàn)探究】在水平桌面上放一鐵塊，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向用較小的力拉鐵塊但保持鐵塊不動(dòng)，并不斷平緩地減小拉力.注意提示中學(xué)生觀察彈簧秤的示數(shù)變化.
實(shí)驗(yàn)如圖3-3-2：
圖3-3-2
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：我們可以看見隨著拉力的減小，彈簧秤的示數(shù)不斷減小.
推論：由二力平衡的知識(shí)可以曉得，鐵塊遭到的靜磨擦力大小等于彈簧秤的拉力，方向和拉力的方向相反.所以靜磨擦力不是一固定值，它隨外力的變化而變化，總是和外力大小相等、方向相反.
繼續(xù)試驗(yàn)：在彈簧測(cè)力計(jì)表針下輕塞一個(gè)小紙團(tuán)，它可以隨表針聯(lián)通，并作為表針抵達(dá)最大位置的標(biāo)志.在剛剛實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)使勁，當(dāng)拉力達(dá)到一定的值時(shí)鐵塊開始聯(lián)通，此時(shí)拉力會(huì)忽然變小.要求中學(xué)生記下剛剛的最大值.
推論：靜磨擦力的減小有一個(gè)限度，這個(gè)限度就是最大靜磨擦力Fmax，其值等于物體剛才開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力.兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜磨擦力F在0與最大靜磨擦力Fmax之間.
問題：最大靜磨擦力的大小和哪些誘因有關(guān)呢？（班主任提出問題，由中學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最大靜磨擦力大小的決定誘因）
中學(xué)生活動(dòng):中學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并探究，整理剖析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).
參考設(shè)計(jì)：
1.裝置如前面的實(shí)驗(yàn)，在鐵塊里面降低砝碼，驗(yàn)證在不同的壓力作用下的最大靜磨擦力的大小；保持壓力不變，分別在桌面上、棉布面上、毛巾面上驗(yàn)證最大靜磨擦力的值.
2.用手握一油瓶，手的臂力正好促使油瓶不下落，此時(shí)最大靜磨擦力等于瓶的重力.不斷降低瓶中的油，要想瓶恰不滾落，應(yīng)當(dāng)降低手的臂力即壓力,由此判定最大靜磨擦力和壓力的關(guān)系.換用不同粗糙程度的杯子做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證最大靜磨擦力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系.
活動(dòng):中學(xué)生交流討論并得出推論:
1.靜磨擦力大小值并不惟一；
2.最大靜磨擦力與壓力和接觸面有關(guān)系.
引導(dǎo)中學(xué)生說一下生活中和生產(chǎn)中借助靜磨擦力的例子.
（教案展示）圖片示例：
圖3-3-3
課堂訓(xùn)練（教案展示）
1.有關(guān)靜磨擦力的說法中正確的是（）
A.只有靜止的物體才受靜磨擦力B.靜磨擦力與壓力成反比
C.靜磨擦力可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直D.靜磨擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一定相反
解析：受靜磨擦力作用的物體不一定靜止，故A錯(cuò).靜磨擦力的大小與壓力無(wú)關(guān)，而與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所受其他力的情況有關(guān)，故B錯(cuò).靜磨擦力的方向可與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度，故C正確.靜磨擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，但一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，故D錯(cuò).
答案：C
2.如圖3-3-4所示，用外力F水平壓在質(zhì)量為m的物體上（設(shè)受力F的面絕對(duì)光滑），恰管用物體靜止，此時(shí)物體與墻之間的磨擦力為；假如F減小為3F，物體與墻之間的磨擦力為.
圖3-3-4
解析：物體受向上的重力為mg，由二力平衡條件知靜磨擦力大小也為mg摩擦力的方向判斷摩擦力的方向判斷，方向向下，當(dāng)推力增為3F時(shí)，物體重力不變，則靜磨擦力也不變.
答案：mgmg
二、滑動(dòng)磨擦力
概念：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)的時(shí)侯，會(huì)遭到另一個(gè)物體制約它滑動(dòng)的力，這些力稱作滑動(dòng)磨擦力.滑動(dòng)磨擦力的方向總是順著接觸面，而且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.（可以通過備考追憶得出，或則通過演示實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出，也可以直接給出）
（提出要求）借助教材演示實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，定量研究影響滑動(dòng)磨擦力大小的誘因.（設(shè)計(jì)意圖：使中學(xué)生意識(shí)到應(yīng)采用控制變量法進(jìn)行多變量的研究；使中學(xué)生感受磨擦力的大小的影響誘因）
1.引導(dǎo)中學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理的探究.
(中學(xué)生活動(dòng):思索并交流討論得出借助二力平衡定量檢測(cè)滑動(dòng)磨擦力的大小)
2.引導(dǎo)中學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方式的探究
(中學(xué)生活動(dòng):思索并交流討論得出控制變量法)
3.組織中學(xué)生借助已有器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究
(中學(xué)生活動(dòng):中學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究)
4.要求中學(xué)生設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)，并通過對(duì)數(shù)據(jù)的剖析初步得出自己的推論.
(中學(xué)生活動(dòng):展示自己的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析，最終定量得出壓力與滑動(dòng)磨擦力的關(guān)系，對(duì)動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)有定性的認(rèn)識(shí))（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的剖析處理能力）
小結(jié)：滑動(dòng)磨擦力的估算公式f=μN(yùn).（設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練中學(xué)生語(yǔ)言抒發(fā)及邏輯推理能力）
介紹動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)的化學(xué)意義及常見材料間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù).
教案展示：
幾種材料間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)
材料動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)材料動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)
鋼—鋼0.25鋼—冰0.02
木—木0.30木頭—冰0.03
木—金屬0.20橡膠內(nèi)胎—路面（干）0.71
皮革—鑄鐵0.28
例題.滑冰是南方地區(qū)人們喜愛的一種運(yùn)動(dòng).有的地方人們用鹿拉滑雪板進(jìn)行滑冰大賽.已知滑雪板與冰層間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)為0.02，滑雪板和人的總質(zhì)量為180kg.假如鹿拉著滑雪板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求鹿的拉力大小.
解析：因?yàn)榛┌遄鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，可知鹿的拉力F與滑動(dòng)磨擦力的大小相等，即F=f.同時(shí)，滑雪板與冰層的壓力N與滑雪板和人的重力相等，即N=G.
由滑動(dòng)磨擦力公式，可求出鹿的拉力大小為
F=f=μN(yùn)=μMg=0.02×180×9.8N=35.3N.
答案:35.3N
課堂訓(xùn)練
質(zhì)量為2kg的物體，靜止在水平面上.物體與地面間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)為0.5，最大靜磨擦力與滑動(dòng)磨擦力大小視為相等.給物體一水平拉力.
(1)當(dāng)拉力大小變?yōu)?N時(shí)，地面對(duì)物體的磨擦力是多大？
(2)當(dāng)拉力大小變?yōu)?2N時(shí)，地面對(duì)物體的磨擦力是多大？
(3)隨后若將拉力又減少為5N（物體仍在滑動(dòng)），地面對(duì)物體的磨擦力是多大？
(4)若撤掉拉力，在物體繼續(xù)滑動(dòng)的過程中，地面對(duì)物體的磨擦力是多大？（取g=10N/kg）
解析：（1）當(dāng)拉力F=5N時(shí)，F(xiàn)＜fmax,物體沒有滑動(dòng)，地面對(duì)物體的磨擦力為靜磨擦力,f=F=5N；
（2）當(dāng)拉力F=12N時(shí)，F(xiàn)＞fmax,物體滑動(dòng)上去，地面對(duì)物體的磨擦力為滑動(dòng)磨擦力F滑=μN(yùn)=μmg=0.5×2×10N=10N；
（3）當(dāng)拉力又減少為5N時(shí)，因?yàn)槲矬w仍在地面上滑動(dòng)，所以物體遭到地面的磨擦力仍是滑動(dòng)磨擦力，所以仍是10N；
（4）當(dāng)拉力撤掉后，因?yàn)槲矬w繼續(xù)在地面上滑動(dòng)，物體遭到地面的磨擦力仍是滑動(dòng)磨擦力，所以仍為10N.
答案：（1）5N（2）10N（3）10N（4）10N
知識(shí)拓展
減小有益磨擦：
1.降低物體表面的粗糙程度.如：鞋面、車車胎、各種旋鈕表面都有花紋.
2.減小壓力.如：電動(dòng)機(jī)的皮帶拉得很緊，便于減小壓力來減小磨擦力，避免皮帶抱死.
減少有害磨擦：
1.用滾動(dòng)磨擦取代滑動(dòng)磨擦：用滾動(dòng)軸承取代滑動(dòng)軸承.
2.減少表面粗糙程度：加潤(rùn)滑油.
課堂小結(jié)
1.兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或早已發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上形成一種制約物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，叫磨擦力.
靜磨擦力滑動(dòng)磨擦力符號(hào)及單位
形成緣由表面粗糙有擠壓作用的物體間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)表面粗糙有擠壓作用的物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)磨擦力用f表示
單位:牛頓
簡(jiǎn)稱:牛
符號(hào):N
大小仍然與外力順著接觸面的份量相等f(wàn)=μN(yùn)
方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反
2.磨擦力的大小與壓力大小有關(guān)，跟物體間接觸面的粗糙程度有關(guān).
常用減小壓力和使接觸面更粗糙的方式減小有益磨擦.減少有害磨擦的方式有:使磨擦面光滑，用滾動(dòng)取代滑動(dòng)，使磨擦面脫離接觸（加潤(rùn)滑油、氣墊）這三種方式.
布置作業(yè)
1.教材第62頁(yè)，“問題與練習(xí)”2、3.
2.教材第60頁(yè)“做一做”.
板書設(shè)計(jì)
3磨擦力
1.磨擦力形成的條件
（1）接觸面粗糙
（2）在接觸面上有垂直作用的正壓力
（3）有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或則有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
2.靜磨擦力
（1）變力:0＜F靜≤Fmax
（2）方向：靜磨擦力的方向總跟接觸面相切，而且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反
3.滑動(dòng)磨擦力
（1）大小：F=μFN
（2）方向：滑動(dòng)磨擦力的方向總是與接觸面相切，且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反
活動(dòng)與探究
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)紙面間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù).
2.觀察單車上什么地方存在磨擦，其中什么是有益的，什么是有害的，你能想出什么辦法來減小或減少它們.
自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).包括選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,并設(shè)計(jì)、寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告.
習(xí)題解讀
1.解答:手壓著桌面向前移動(dòng)時(shí),手遭到桌面的滑動(dòng)磨擦力作用.滑動(dòng)磨擦力的方向與右手聯(lián)通的方向相反,制約右手的運(yùn)動(dòng).手對(duì)桌面的壓力越大,右手遭到的滑動(dòng)磨擦力越大,對(duì)手指相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的制約作用越顯著.
2.解答:(1)不受.由于杯子與桌面之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).
(2)受靜磨擦力作用,靜磨擦力的方向沿桌面斜向上.
(3)受靜磨擦力作用,靜磨擦力的方向豎直向下(杯子處于豎直狀態(tài)).
(4)受滑動(dòng)磨擦力作用,磨擦力的方向沿字條相對(duì)杯子的運(yùn)動(dòng)方向.
3.答案:35N30N0.320N
設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
本節(jié)重點(diǎn)是理解動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)的意義和滑動(dòng)磨擦力大小的估算和方向的判斷.難點(diǎn)是對(duì)靜磨擦力的理解，尤其是靜磨擦力方向和大小的確定.教學(xué)中通過大量的實(shí)例，并利用受力剖析等方式來突破.靜磨擦力是因?yàn)槲矬w間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而形成的，其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反.怎么判斷靜磨擦力的方向?通過假定物體間不存在磨擦力，這么在其他力的作用下物體將往哪些方向運(yùn)動(dòng)去思索確定.教學(xué)時(shí)非常注意了對(duì)于靜磨擦力大小與所受外力及所處運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系.設(shè)計(jì)中基本遵照問題—理論—問題的模式進(jìn)行.
【高中數(shù)學(xué)磨擦力學(xué)案】相關(guān)文章：
中學(xué)數(shù)學(xué)磨擦力學(xué)案優(yōu)秀例文01-13
中學(xué)數(shù)學(xué)磨擦力學(xué)案優(yōu)秀例文03-16
中學(xué)數(shù)學(xué)《滑動(dòng)磨擦力》教案04-08
中學(xué)數(shù)學(xué)磨擦力試講稿02-18
中學(xué)數(shù)學(xué)磨擦力試講稿09-16
中學(xué)數(shù)學(xué)試講稿《摩擦力》04-19
中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)案《滑動(dòng)磨擦力》04-08
中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)案《滑動(dòng)磨擦力》08-25
中學(xué)數(shù)學(xué)磨擦力備考公式總結(jié)11-21
