科學(xué)探究：摩擦 教學(xué)目標(biāo) 1.通過實(shí)驗(yàn)，探究滑動(dòng)摩擦力、接觸面粗糙度、接觸面間壓力之間的關(guān)系。 2. 經(jīng)歷探究的過程，體驗(yàn)如何對(duì)探究的問題做出推測(cè)和假設(shè)。 3.知道減少和減少摩擦的方法，并能夠?qū)⑦@些知識(shí)應(yīng)用到日常生活中。 教學(xué)重、難點(diǎn) 一、重點(diǎn) （1）實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力、接觸粗糙度、接觸面間壓力之間的關(guān)系。 （2）學(xué)會(huì)推測(cè)和假設(shè)，理解變量控制的意義和技巧。 2、難點(diǎn)（1）實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力、接觸面粗糙度、接觸面間壓力之間的關(guān)系。 (2)認(rèn)識(shí)變量控制的意義和技巧。 教學(xué)方法科學(xué)探究、討論、交流、實(shí)驗(yàn)探究。 為中學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的教具有：彈簧測(cè)力計(jì)、木塊、細(xì)線、毛巾、玻璃、長(zhǎng)木板上的掛鉤、三支錐形圓珠筆、肥皂水。 教學(xué)過程 1、滑動(dòng)摩擦力概念小實(shí)驗(yàn)：讓中學(xué)生將手按在桌面上拖動(dòng)，感受拖動(dòng)時(shí)桌面作用在手上的阻力（摩擦力）。 手壓在桌面上越緊（接觸面之間的壓力越大），就越難拖動(dòng)手（遇到的摩擦力越大）。 然后將浴巾鋪在桌面上（浴巾要固定在桌面上）然后將手按在浴巾上拖動(dòng)，這比在光滑的桌面上拖動(dòng)手要困難（說明手受到更大的力）摩擦）。 師：把手按在桌子上拖拽是怎樣的體驗(yàn)？ 盛甲：當(dāng)你的手在桌子上滑動(dòng)時(shí)，受到桌子摩擦力的影響。 師：這個(gè)摩擦力起什么作用？ 盛佳：妨礙手的活動(dòng)。
師：手按在桌子上越緊，你有什么經(jīng)驗(yàn)？ 它解釋了什么？ 學(xué)生B：手按在桌子上越緊，就越難拖動(dòng)，也就是說摩擦阻力越大。 老師：在桌面上鋪一條浴巾，然后用手按在浴巾上拖動(dòng)。 你有什么經(jīng)驗(yàn)？ 解釋什么？ 學(xué)生C：在浴巾上拖動(dòng)手比在光滑的桌子上拖動(dòng)更困難。 遇到的摩擦阻力更大。 師：什么叫滑動(dòng)摩擦力？ 生：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)限制其（相對(duì)）運(yùn)動(dòng)的力稱為滑動(dòng)摩擦力。 師：注意運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，所以要加上“相對(duì)”這個(gè)詞。 在本課中，我們將探討：摩擦力。 板書： 2、滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的原因是什么？ 1. 問一個(gè)問題。 師：關(guān)于滑動(dòng)摩擦力你想問什么問題？ 學(xué)生A：滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的原因是什么？ 學(xué)生B：滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生原因。 …… 老師：你提的問題很好。 摩擦并不像看上去那么簡(jiǎn)單。 其形成機(jī)制和障礙十分復(fù)雜。 對(duì)摩擦的研究產(chǎn)生了一門系統(tǒng)的學(xué)科“摩擦學(xué)”。 有些問題還在探討中。 由于時(shí)間限制，本課我們將探討滑動(dòng)摩擦力的大小及其產(chǎn)生原因。 2.推測(cè)或假設(shè)。 師：你的猜測(cè)是什么？ 盛佳：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙度有關(guān)。 盛B：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面之間的壓力大小有關(guān)。 C：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的大小有關(guān)。
厘摩：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與運(yùn)動(dòng)速率有關(guān)。 盛叔：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與推力和拉力有關(guān)。 生吉：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與材質(zhì)有關(guān)。 師：我的朋友們都很善于思考。 你的推測(cè)是有道理的。 你應(yīng)該怎么做才能證明你的猜想是正確的？ 學(xué)生：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 師：很好，你們已經(jīng)了解了科學(xué)探究的根本方法——實(shí)驗(yàn)。 由于時(shí)間限制，本課只能對(duì)以上兩個(gè)猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。 3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 師：滑動(dòng)摩擦是在兩個(gè)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸面上形成的。 可能與接觸面的粗糙度、接觸面之間的壓力、接觸面的材質(zhì)、接觸面的尺寸有關(guān)。 我們只能一一研究滑動(dòng)力大小之間的關(guān)系，而在研究某一原因的變化如何影響摩擦力時(shí)，必須保持其他原因不變。 這就是研究多激勵(lì)問題時(shí)必須注意的“變量控制”方法。 例如，在研究壓力對(duì)滑動(dòng)摩擦的影響時(shí)，應(yīng)保持接觸面粗糙度等因素不變，而在探討接觸面粗糙度對(duì)摩擦的影響時(shí)，應(yīng)考慮接觸面粗糙度等因素的變化。因?yàn)閼?yīng)該控制壓力。 板書： 2、滑動(dòng)摩擦力的大小決定激勵(lì)研究方法1——“變量控制”方法 老師：請(qǐng)閱讀教材P92《加油站》的內(nèi)容。 學(xué)生：讀。 師：通過閱讀，你知道了什么？ 學(xué)生：當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)鐵塊并勻速滑動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)反映了滑動(dòng)摩擦力的大小。
師：下面分組討論，制定實(shí)驗(yàn)方案，并與全班同學(xué)交流。 學(xué)生：經(jīng)過討論，我們根據(jù)桌子上的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，制定了如下實(shí)驗(yàn)方案：（1）將玻璃固定在桌子上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)鐵塊在玻璃上滑動(dòng)。勻速玻璃，讀取彈簧測(cè)試測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，填寫教材的P93表格。 （2）桌面上鋪一條浴巾，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)鐵塊在毛巾上勻速滑動(dòng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，填寫課本中的表P93。 （3）拿走浴巾和玻璃，用彈簧測(cè)力計(jì)將鐵塊水平拉動(dòng)并在桌子上勻速滑動(dòng)，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，并填寫課本P93中的表格。 （4）在鐵塊上加重物，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)并在桌上滑動(dòng)，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示值，填寫課本中的表P93。 師：其他小組認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)方案合理嗎？ 您有什么異議嗎？ 學(xué)生：根據(jù)課本上的圖5-30（a）、（b）、（c）、（d）。 當(dāng)粗糙度改變時(shí)，相互摩擦的材料實(shí)際上發(fā)生了變化。 摩擦力的變化是由相互摩擦的材料變化引起的嗎？ 師：你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題非常了不起，你以后一定會(huì)做出很多成績(jī)。 希望你繼續(xù)做好工作。 這里影響摩擦力大小的主要因素是接觸面粗糙度的變化（因?yàn)榇植诙鹊淖兓黠@），而我們闡述的問題只是看大小之間是否有關(guān)系摩擦力和接觸面的粗糙度，所以本次實(shí)驗(yàn)還是可以達(dá)到這個(gè)目的的。 學(xué)生：用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)鐵塊并勻速滑動(dòng)時(shí)，為什么彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)反映了滑動(dòng)摩擦力的大小。
師：您很善于思考問題，也很注重理解。 你將來一定會(huì)有一個(gè)光明的未來。 根據(jù)二力平衡條件，拉動(dòng)鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力的大小等于鐵塊受到的摩擦力的大小。 這個(gè)知識(shí)點(diǎn)會(huì)在第六章學(xué)習(xí)，暫時(shí)存為題吧。 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，將彈簧測(cè)力計(jì)的示值記錄為摩擦力的大小。 實(shí)驗(yàn)操作時(shí)請(qǐng)注意：如何使鐵塊在水平面上勻速直線運(yùn)動(dòng)？ ①是將鐵塊沿直線水平驅(qū)動(dòng)； ②是觀察彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)保持不變。 好吧，如果沒問題的話，我們就分組實(shí)驗(yàn)一下吧。 中學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，班主任巡查指導(dǎo)。 4. 剖析論證。 師：請(qǐng)各小組互相交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。 健康：溝通。 師：請(qǐng)3組將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)公布在黑板上，比較一下哪組的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。 師：在實(shí)驗(yàn)步驟(a)、(b)、(c)中（如課本P92圖5-30），接觸面之間的壓力保持不變，你是否發(fā)現(xiàn)摩擦力發(fā)生了變化？ 你的推論是什么？ 健康：在實(shí)驗(yàn)步驟(a)、(b)和(c)中，接觸表面之間的壓力保持恒定，并且當(dāng)接觸表面的粗糙度變化時(shí)摩擦力發(fā)生變化。 我的推論是：當(dāng)接觸面之間的壓力保持不變時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力就越大。 師：其他同事有不同的推論嗎？ 不，嗯，你的實(shí)驗(yàn)很認(rèn)真，你的推論是正確的，恭喜你。 師：在實(shí)驗(yàn)步驟（c）和（d）中（如課本P92圖5-30），接觸面的粗糙度保持不變，但壓力發(fā)生變化，摩擦力發(fā)生變化？ 你的推論是什么？ 學(xué)生：在實(shí)驗(yàn)步驟(c)和(d)中，接觸表面的粗糙度保持不變，接觸表面之間的壓力發(fā)生變化，摩擦力也發(fā)生變化。
我的推論是：當(dāng)接觸面的粗糙度保持不變時(shí)，接觸面之間的壓力越大，摩擦力就越大。 師：其他同事有不同的推論嗎？ 不，嗯，你們也都得出了正確的推論，鼓掌。 以上是對(duì)壓力、接觸面粗糙度與摩擦力大小之間關(guān)系的定性探索。 有興趣的朋友課后繼續(xù)探討摩擦力是否也與其他激勵(lì)有關(guān)。 3、增加摩擦和減少摩擦 師：日常生活中哪些地方還存在摩擦呢？ 這種摩擦有好處嗎？ 或者有害？ 請(qǐng)大家分組討論、交流。 健康A(chǔ)：在籃球場(chǎng)上，摩擦力可以幫助守門員牢牢地握住籃球。 這種摩擦是有益的。 學(xué)生B：人走路時(shí)，鞋面與地面之間存在摩擦力，這種摩擦力是有益的。 B：鐵塊在桌子上滑動(dòng)時(shí)，桌子會(huì)對(duì)鐵塊產(chǎn)生摩擦力，這是有害的。 盛丁：機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，零件之間是有摩擦的有害摩擦力的定義有害摩擦力的定義，這種摩擦也是有害的。 師：朋友們講得很熱情，說明你們?cè)谌粘Ｉ钪泻茏⒅赜^察。 這是一個(gè)好習(xí)慣，我希望以后能保持下去。 如何減少有益的摩擦。 例如，請(qǐng)分組討論、交流。 健康的鎧甲：減少有益摩擦的方法是：1、降低接觸面的粗糙度。 2、減少壓力，如南方冬季多雨路面，摩擦力較小，經(jīng)常在橋面撒一些尾礦以減少摩擦力。 學(xué)生B：自行車制動(dòng)也是靠摩擦力。 制動(dòng)時(shí)，通過減小壓力來減小摩擦力。 盛丙：皮帶傳動(dòng)也是靠摩擦，也是通過減小壓力來減少摩擦。 演奏獨(dú)奏樂器時(shí)，弓弦與弦之間的摩擦使琴弦振動(dòng)發(fā)聲，壓力減小以減少弓弦與弦之間的摩擦。 琴弦之間的摩擦力。
圣鼎：鞋頭和汽車輪胎上都制作有不規(guī)則的凹凸，都是通過降低接觸面的粗糙度來減少摩擦力。 板書： 3、減少有害摩擦的方法：減少接觸面的粗糙度，減少壓力。 它使機(jī)器發(fā)熱，白白消耗電力，并導(dǎo)致機(jī)器生銹，性能惡化。 在這種情況下，應(yīng)減少摩擦力。 接下來我們考慮一下：如何減少有害的摩擦？ 生答：減少有害摩擦的方法是：1、降低接觸面的粗糙度。 2. 降低壓力水平。 師：理論上來說，上面的方法是正確的。 然而，使用這種方法通常無法將有害摩擦減少到令人滿意的水平。 你知道更好的方法嗎？ 小實(shí)驗(yàn)：讓中學(xué)生用手指按壓桌面并拖動(dòng)，感受桌面對(duì)手的摩擦力； 然后將兩支或三支錐形圓珠筆放在雙手和桌面之間，然后按住并拖動(dòng)，感覺手指作用的摩擦力是否比滑動(dòng)時(shí)小很多。 師：做以上小實(shí)驗(yàn)，你有什么經(jīng)驗(yàn)？ 學(xué)生：用滾動(dòng)代替滑動(dòng)可以大大減少摩擦。 師：日常生活中，你知道有哪些用滾動(dòng)代替滑動(dòng)來減少有害摩擦的例子嗎？ 盛答：各種車軸的輪子都是圓形的，就是滾動(dòng)而不是滑動(dòng)，以減少摩擦。 學(xué)生B：溜冰鞋下面的小輪子也是用滾動(dòng)來代替褲子的滑動(dòng)，這樣就大大減少了與地面的摩擦力。 老師：你還知道其他減少有害摩擦的方法嗎？ 生A：機(jī)器零件之間涂上潤(rùn)滑油，使摩擦面不接觸，大大減少摩擦。
生B：氣墊船向上噴出強(qiáng)勁氣流，在船底和水之間形成一層氣墊，可以大大減少摩擦。 B：磁懸浮列車通過強(qiáng)磁場(chǎng)將列車輕微地從軌道上抬起，列車與軌道之間出現(xiàn)一層薄薄的空氣，大大減少了摩擦力，速度可以達(dá)到500km/h。 …… 師：上面各位都說得很好，這說明你們平時(shí)很關(guān)注科技的發(fā)展，關(guān)心國(guó)內(nèi)外的重大問題。 黑板上寫：減少有害摩擦的方法 1. 使用滾動(dòng)而不是滑動(dòng) 2 . 去掉接觸面的直接接觸：涂潤(rùn)滑油、充氣墊等。 師：假設(shè)你的生活中沒有摩擦，你的生活中會(huì)出現(xiàn)什么問題？ 將會(huì)發(fā)生哪些變化？ 請(qǐng)大家分組討論、交流。 盛A：如果生活中沒有摩擦，我就很難前進(jìn)。 學(xué)生B：假設(shè)生活中沒有摩擦，我的手很難握住任何東西。 B：假設(shè)生活中沒有摩擦，行駛中的車輛永遠(yuǎn)不會(huì)停下來。 歸納總結(jié)及學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià) 師：學(xué)習(xí)這節(jié)課你有什么收獲。 學(xué)生：經(jīng)過討論和交流，我們得出的結(jié)論是：我們知道了滑動(dòng)摩擦力； 滑動(dòng)摩擦力的大小決定原因：接觸面的粗糙度和壓力； 減少有害摩擦的方法和減少有害摩擦的方法。 師：請(qǐng)每位朋友評(píng)價(jià)一下自己在本課中的學(xué)習(xí)情況。 課后練習(xí)和學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng) 1. 課本P95作業(yè)1、2、3。 2. 實(shí)踐活動(dòng)：課本P96、活動(dòng)1、活動(dòng)2。 3. 選擇課堂作業(yè)。 板書設(shè)計(jì) 2．長(zhǎng)度和時(shí)間的檢測(cè) 第一課時(shí) 【教學(xué)目標(biāo)】1． 知道測(cè)試的含義、單位和功能 2. 知道國(guó)際單位制以及國(guó)際單位制中的厚度單位“米” 3. 能夠在公里、分米、厘米、毫米、納米等單位之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換【重點(diǎn)難點(diǎn)】長(zhǎng)度單位、測(cè)量長(zhǎng)度的工具【學(xué)時(shí)】1學(xué)時(shí)【教具】學(xué)生準(zhǔn)備透明標(biāo)尺和教學(xué)標(biāo)尺、游標(biāo)千分尺、螺旋千分尺、卷尺【教學(xué)方式】啟發(fā)、講解、實(shí)驗(yàn)一、討論【課堂類型】新講座【教學(xué)流程】一。 有哪些參考資料？ 如何用數(shù)學(xué)來描述物體的運(yùn)動(dòng)？ 二。 新課程介紹 我們一出生就開始了解周圍的世界。 當(dāng)你不懂事的時(shí)候，我們的父親教你認(rèn)識(shí)事物、數(shù)數(shù)等等。
事實(shí)上，你已經(jīng)在比較周圍的事物了。 而檢測(cè)就是一種比較。 人類最早的發(fā)現(xiàn)就是計(jì)數(shù)。 隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，我們的檢測(cè)不能僅僅停留在計(jì)數(shù)。 看下面： 1. 觀察兩支筆。 問：你觀察到了什么？ 中學(xué)生回答：長(zhǎng)度不一樣。 2. 取兩杯水供您觀察。 問：你觀察到了什么？ 一位中學(xué)生回答：一杯水太多了，但是一杯水又少了。 多少次比較 3.問：清晨和晚上的比較有什么區(qū)別？ 一個(gè)中學(xué)生回答：早上涼，晚上熱。 這是冷熱對(duì)比。 4、運(yùn)動(dòng)會(huì)上，我們說誰跑得快，這也是一種比較。 在上面的比較中，有一個(gè)基本的比較，就是寬度的比較。 三。 新課講座 1、測(cè)試的意義：通過我們的感覺器官得出的推論可靠嗎？ 中學(xué)生：不可靠 為了增強(qiáng)判斷的可靠性和確定性，需要借助儀器進(jìn)行檢測(cè)。 （板書） 1． 檢測(cè)意義（）：增強(qiáng)判斷的可靠性和確定性 2、檢測(cè)單位：在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中，經(jīng)常進(jìn)行寬度和時(shí)間的檢測(cè)。 探索物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律還需要檢測(cè)寬度和時(shí)間。 要進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)，需要有一個(gè)公認(rèn)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)——單位。 3、長(zhǎng)度單位及測(cè)試工具： 寬度單位：在眾多的測(cè)試中，最基本的測(cè)試就是寬度的測(cè)試。 要測(cè)試寬度，必須首先設(shè)置寬度的標(biāo)準(zhǔn)量。 厚度的單位有不同，如英尺（大的有英尺）、英尺（小的有英寸，現(xiàn)在我們習(xí)慣用英寸來表示電視機(jī)的尺寸）、米等。
為了便于國(guó)際文化和技術(shù)交流，國(guó)際上規(guī)定了一套統(tǒng)一的單位，稱為國(guó)際單位制（），簡(jiǎn)稱SI，于1960年由國(guó)際計(jì)量會(huì)議通過。我國(guó)采用1984年。國(guó)際單位制中厚度的基本單位是米（meter），符號(hào)是m。 展示米尺，讓中學(xué)生知道1米有多長(zhǎng)。 并介紹一下1米是如何規(guī)定的。 寬度單位除了米這一基本單位外，還有其他比米更大和更小的單位：公里（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm） ）及其他換算關(guān)系： 1km=1000m (==1cm=(=10-2m) 1mm=(=10-3m) 1μm=(=10-6m) 1nm=(=10-9m) （頭發(fā)的半徑為中學(xué)生熟悉2、3分鐘左右。一道題中，寫單元時(shí)注意要么全漢字，要么全符號(hào)，不允許出現(xiàn)漢字和符號(hào)混用的現(xiàn)象。例如： 1公里=1000m或1km=1000米練習(xí)1：在書上思考，問中學(xué)生，填空練習(xí)2：（投影）7.8dm==μm====練習(xí)3：（投影）填空在下面空白處相應(yīng)的單位中： 同事的凈高 1 化學(xué)課本上一張紙的長(zhǎng)度約為 2。 車頂玻璃的長(zhǎng)度約為 2。 1 號(hào)干電池的寬度約為。
寬度測(cè)試工具：測(cè)試厚度需要工具。 寬度測(cè)試的基本工具是秤。 提供各種教學(xué)標(biāo)尺、游標(biāo)千分尺、螺旋千分尺、卷尺等供中學(xué)生了解。 收到秤后，首先要做的就是仔細(xì)觀察秤，找出它的零刻度線，然后看看它的分度值有多大？ 檢測(cè)范圍是多少？ 一名中學(xué)生觀察手中的秤，請(qǐng)三個(gè)朋友分別解釋他的秤的零線、分度值和測(cè)量范圍。 不僅僅是一個(gè)刻度，在收到任何一種檢測(cè)工具后，首先要做的就是觀察零刻度線、分度值和檢測(cè)范圍。 知道厚度測(cè)試的基本工具是秤，那么如何正確使用秤進(jìn)行測(cè)試呢？ 請(qǐng)大家自行往下讀。 4、時(shí)間單位及測(cè)試工具： 時(shí)間單位：國(guó)際單位制中時(shí)間的基本單位是秒，符號(hào)是s。 時(shí)間單位除了秒這個(gè)基本單位外，還有其他比秒更大和更小的單位：小時(shí)（h）、分鐘（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）等換算關(guān)系：1h=60min ; 1分鐘=60秒； 1秒=103毫秒； 1ms=103μs 時(shí)間檢測(cè)工具：檢測(cè)時(shí)間需要工具，時(shí)間檢測(cè)的基本工具是機(jī)械秒表。 指導(dǎo)中學(xué)生閱讀P18《信息窗》——時(shí)鐘的演變IV。 總結(jié)五. 布置作業(yè)： 1.閱讀課文 2.課后作業(yè)【板書設(shè)計(jì)】 2.檢測(cè)長(zhǎng)度和時(shí)間 1.檢測(cè)意義（）：增強(qiáng)判斷的可靠性和確定性 2.檢測(cè)所需單元 3.寬度單位及檢測(cè)工具： 4.時(shí)間單位及檢測(cè)工具【反應(yīng)】