科學探究:摩擦力

一、教材分析

對摩擦現(xiàn)象，學生有豐富的感性認識。本節(jié)課的重點是在實驗:探究滑動摩擦力和接觸面粗糙程度、接觸面之間壓力大小關(guān)系的過程中，體驗如何就探究的問題進行猜想與假設，同時在“制訂計劃”環(huán)節(jié)中認識控制變量的意義和方法。從摩擦力在生活中的諸多表現(xiàn)中讓學生探索增大和減小摩擦的方法，體驗把所學知識用于實際的效果。教師在教學過程中要注重三維課程目標的均衡體現(xiàn)，實現(xiàn)真正意義上的從生活走向物理，從物理走向社會的教學理念。

二、設計思路

首先從學生熟悉的各種摩擦現(xiàn)象引入新課，利用實驗讓學生體會到摩擦有大小問題。引出“摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”并發(fā)動學生思考和討論，提出自己關(guān)于該問題的“猜想與假設”，同時引導學生對其猜想的結(jié)果進行假設和預測。在“制訂計劃”環(huán)節(jié)中引導學生認識控制變量的意義和方法。在學生探究過程中，教師充當合作者的角色，培養(yǎng)學生實驗探究、團結(jié)合作、歸納總結(jié)等能力，并在研究增大和減小摩擦的方法時，體現(xiàn)從物理走向社會，使學生把所學知識應用于實際生活。

三、教學目標

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;

3.知道增大和減小摩擦的方法并能在日常生活中應用這些知識。

四、教學重點

科學探究的“猜想與假設”環(huán)節(jié)。

五、教學難點

利用“控制變量”法進行實驗探究。

六、教學方法

實驗法、自主探究、分組討論。

七、教學用具

演示用具:自制CIA課件、守門員手套、螺絲刀、帶蓋的杯子。

學生用具:彈簧測力計、光滑木板、粗糙木板、木塊、金屬塊各一組。

八、教學過程

導入新課

學生觀看《 貓和老鼠》的錄象看到貓在追老鼠時滑倒的場面。

教師提問:為什么貓會滑倒呢?

學生回答:地面太滑了，所以站不穩(wěn)。

教師:請幾個同學來做打滑的游戲，看哪位同學滑得最遠。

學生積極參加。

教師:滑得非常好。我們看見有的同學滑的距離特別長，有的同學滑不起來，這是為什么?

學生:因為有的同學鞋底很光滑，而有的同學鞋底不光滑。

學生:鞋底粗糙，滑的時候與地面之間產(chǎn)生一種摩擦，阻礙滑行，就滑不起來。鞋底光滑，摩擦力非常小，產(chǎn)生的阻力小，就滑得遠。

教師:同學們都知道，生活當中很多地方都會產(chǎn)生摩擦力，你能舉幾個例子嗎?

學生:用黑板擦擦黑板時有摩擦;人走路時，鞋底與地面有摩擦;行駛中的汽車輪子與地面有摩擦……

教師用課件顯示出:

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。

教師:誰能發(fā)現(xiàn)這種摩擦力產(chǎn)生在什么地方?

學生:在接觸面上產(chǎn)生。

(教師利用學生感興趣的動畫，并結(jié)合生活中的現(xiàn)象創(chuàng)設情境，自然的引出問題，體現(xiàn)從生活走向物理的教學理念，相關(guān)事例貼近學生生活，使學生明確物理就在自己身邊。)

新課教學

教師:(事先把杯子蓋擰緊，并浸在肥皂水里)老師把杯子蓋擰得太緊了，請一位同學幫老師把它擰開。找一位非常壯的男生，很費力也擰不開。

教師:這里有一塊毛巾，用它幫忙。再找一位女同學試一試(用毛巾很容易把杯蓋打開了)。為什么力氣大的同學打不開的蓋子，力氣小的同學卻打開了?

學生:第一次太滑，摩擦力小，第二次接觸面粗糙，摩擦力大。

學生活動:學生用手壓在桌子上前行，手壓得越緊，受的摩擦力越大。

實驗探究

(一)猜一猜摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)?生活中有哪些事例能證明你的猜想?

(二)學生猜想假設。

1.可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)(鞋底越光滑，在地面滑的越遠)?

2. 可能與接觸面之間的壓力有關(guān)(推動講桌比推動柜子容易)?

3. 可能與接觸面的大小有關(guān) (憑感覺)?

4. 可能與運動快慢有關(guān)(跑步時越快，越難停住，所以速度越大摩擦力越小)?

5. 可能與運動方式有關(guān)(感覺加速時摩擦力大)?

教師:補充“加油站”內(nèi)容，使學生明確當木塊做勻速直線運動時，拉力與摩擦力大小是相等的。只要用彈簧測力計測出拉力的大小就知道摩擦力的大小。

教師提問:影響摩擦力的可能因素較多，應怎樣研究其中的某一個因素對摩擦力的影響?

教師組織學生分析討論:

學生:在研究一個因素變化對摩擦力影響時，必須保證其他因素不變，做對照實驗。

教師指出:同學們總結(jié)的方法，叫做控制變量法。

(“制訂計劃”環(huán)節(jié)中，教師并沒有直接說明實驗方案，而是引導學生交流討論，逐步認識控制變量的意義和方法。)

學生探究活動:

學生就自己的猜想和關(guān)心的問題進行實驗探究，教師巡視，及時發(fā)現(xiàn)問題，糾正學生的不規(guī)范操作。

教師:讓一些實驗小組公布自己的數(shù)據(jù)，組織學生進行交流與討論，對有關(guān)因素和無關(guān)因素進行逐一的明確與排除。從對每組實驗數(shù)據(jù)的共性分析中總結(jié)出:摩擦力的大小與物體的接觸面粗糙程度有關(guān)，與接觸面之間的壓力有關(guān)。接觸面越粗糙，摩擦力越大;接觸面之間的壓力越大，摩擦力越大。

(探究過程中教師把主動權(quán)留給學生，學生根據(jù)自己的想法，自主選擇探究問題，不同小組所探究問題并不完全相同，這樣既增加了課堂容量，同時也增加了交流與合作的機會。)

觀察思考:

教師:出示守門員手套、螺絲刀，讓學生分析構(gòu)造特點。

教師板書:增大有益摩擦

教師:摩擦力是普遍存在的。在很多場合，摩擦力是有益的。請大家說說摩擦力的有益之處。

學生:人走路時不打滑多虧了摩擦力。我們拿起一個茶杯，靠的就是手和杯子之間的摩擦力。傳送帶轉(zhuǎn)動，那是皮帶和輪子之間有摩擦力的緣故。很難想象，生活中一旦失去了摩擦力會變成什么樣子。

教師:凡是摩擦有益的場合，我們應該設法增大摩擦，根據(jù)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)的道理，請大家舉例說明在什么場合用什么方法增大有益摩擦。(學生舉例，教師講評。)

(1)鞋底和輪胎都有凹凸的條紋，通過增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力。

(2)體操運動員在比賽之前，雙手先要擦上鎂粉，增大摩擦力，防滑。

(3)冬天有的路面結(jié)冰，我們走在路面上容易摔跤，在冰面上撒砂子，使接觸面變粗糙，就不容易摔跤。

課件演示:一輛車，車輪陷入泥坑，打滑開不出來。請學生猜想，司機師傅是怎樣使汽車開出來的。(學生從增大摩擦角度分析，回答。)

課件演示:司機師傅在車輪下墊了一張草墊，增大了摩擦。(學生體會到知識的力量。)

教師板書:減小有害摩擦

教師:摩擦力并不是都有好處，在有些場合是有害的，必須設法減小它。

機器的各個部件之間的摩擦不僅浪費動力，而且造成機件的摩損，影響機器的壽命。大家想想，減小有害摩擦的方法有哪些?

學生:從接觸面的粗糙程度，壓力的大小入手。

課件演示:氣墊車、氣墊船的運行;給機器加潤滑油。加潤滑油可以在摩擦面間形成一層油膜，運動部件只在油膜上滑動，減小了摩擦。

利用壓縮氣體在摩擦面之間形成一層氣墊，使摩擦面脫離接觸，可以使摩擦變得更小。氣墊車、氣墊船就是利用氣墊來減小摩擦的。

教師:說明使接觸面分離能減小摩擦。

學生活動:兩人一組，用物理書，鉛筆盒組成斜面，取一支鉛筆第一次豎放在斜面上，第二次橫放在斜面上。觀察現(xiàn)象并分析原因。

學生:滾動代替滑動可以減小摩擦。

課件演示:自行車軸承的內(nèi)圈和外圈之間裝有很多光滑的鋼球或鋼柱。這樣，軸承轉(zhuǎn)動時受到的滾動摩擦非常小。

板書:實際應用

教師:自行車哪些地方用了增大摩擦和減小摩擦的辦法，為什么?

學生:輪子粗糙可以增大摩擦力，可以防止打滑。

學生:車軸內(nèi)有滾珠很光滑，輪子轉(zhuǎn)動可以減少摩擦力。

學生:車閘的閘皮表面粗糙，在剎車時與車圈產(chǎn)生摩擦，使自行車容易停下來。

學生: 剎車時越用力，閘皮與車圈壓力越大，摩擦力越大，自行車越容易停下來。

教師:我出一個難題，請同學們幫忙解決。班里的鎖不好用了，請同學們想一個辦法使它好用起來。

學生:加上潤滑油，或者加進鉛筆末，都可以使接觸面光滑，摩擦力就小了。

(在研究增大和減小摩擦的方法時，教師采取多種教學手段，并利用課件創(chuàng)設問題情景，讓學生根據(jù)所學，提供解決方案，然后繼續(xù)播放課件，給出方法，從而讓學生體會知識的力量，實現(xiàn)從物理走向社會，使學生把所學知識應用于實際生活。)

小結(jié): 師生共同回顧總結(jié)所學知識。

作業(yè)

1.完成課后習題。

2.觀察、收集生活中與摩擦有關(guān)的事例。

教學評價

本節(jié)為科學探究類型課，教師針對本節(jié)課的特點，結(jié)合學生的認知基礎，循序漸進，引導學生通過獨立操作去認識現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，這對激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)觀察實驗能力、科學思維能力，形成科學研究的習慣都十分有益。在教學過程中師生之間對話明顯增多，生生之間交流與合作明顯加強，學生真正成為學習的主體，教師很好的發(fā)揮了組織者、引導者與合作者作用。

(欄目編輯 鄧 磊)