第五节 科学探究：摩擦力【教学目标】一、知识与技能1.知道摩擦力的存在和对物体运动的影响.2.知道影响摩擦力大小的因素，会判断滑动摩擦力的大小和方向.二、过程与方法1.通过观察、操作，体会摩擦力的存在.2.经历探究摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程.3.通过制定计划、设计实验过程，学习控制变量的方法.4.学习设计表格、分析实验现象、归纳实验结论的一般方法.三、情感、态度和价值观通过对生产、生活中摩擦现象的分析，激发学生学习的兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲.【教学重点】滑动摩擦力的大小与哪些因素有关.【教学难点】控制变量法的应用.【教具准备】多媒体课件、筷子、橡皮、洗洁精、木块、木板、毛巾、弹簧测力计、砝码等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.【新课引入】师 请两位同学上来帮忙.这里有两双筷子，其中一双筷子前端蘸有洗洁精，请两位同学各自挑选一双筷子把桌面上的橡皮夹起来.实验现象：没有蘸洗洁精的筷子很轻松地就将橡皮夹起来了；蘸有洗洁精的筷子很难将橡皮夹起来.教师引导学生思考为什么会出现这种现象.学生：因为蘸有洗洁精的筷子太滑，摩擦太小.师 我们骑自行车时，停止用力蹬车，最后车子会慢慢停下来，为什么？学生：受到摩擦阻力作用.师 好，我们现在就来研究关于摩擦力的问题.【进行新课】摩擦力师 请同学们双手掌心相对，一起来动手做几个实验：实验1：双手并拢，用其中一只手推或拉，使其中一只手在另一只手掌上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；实验2：双手并拢，保持双手不动，也不用力推或拉，感受有没有一个阻碍手运动的力；实验3：双手并拢，使双手做相向运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；实验4：双手并拢，保持双手同时向上、向下运动，感受有没有一个阻碍手运动的力.教师组织学生根据实验讨论下面几个问题：（1）摩擦力产生的条件是什么？（2）摩擦力的作用点在哪？（3）摩擦力的方向如何？（4）摩擦力的作用是什么？学生回答：（1）摩擦力产生的条件：一是两个物体相互接触；二是两个物体发生相对运动.（2）摩擦力的作用点：在接触面上.（3）摩擦力的方向：与相对运动的方向相反.（4）摩擦力的作用：阻碍物体的相对运动.关于摩擦力的作用，教师可多举例让学生分析，例如：我们穿球鞋跑步不容易摔倒，摩擦力起什么作用？地面滚动的弹珠最后停了下来，摩擦力又起什么作用？教师引导学生分析，使学生明白：摩擦力有时起推动作用，有时起阻碍作用.教师用多媒体播放课件“摩擦力的产生和种类”，并针对性地讲解.摩擦力的产生和种类（多媒体课件）（1）摩擦力产生的条件：两个物体相互接触且有压力.接触面粗糙.两物体间有相对运动或存在相对运动的趋势.（2）摩擦力的种类：滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力，如：用铅笔写字时，笔与纸张的摩擦属于滑动摩擦.滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力.如：用圆珠笔写字时，笔尖上的小圆珠与纸张的摩擦属于滚动摩擦.静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们之间有相对运动的趋势而又保持相对静止时，在接触面间产生的摩擦力叫静摩擦力.静摩擦力总与外力平衡，当外力逐渐增大时，静摩擦力也随之增大.当外力增大到某一程度，物体就会运动起来，此时的静摩擦力是最大静摩擦力.如：用力推一个物体而未推动，就是因为物体受到静摩擦力的作用.板书：（1）滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力.（2）作用点：在接触面上；方向：与相对运动方向相反.注意：摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向或相对运动的方向相反，但不一定是与物体运动的方向相反（“物体间相对运动”不等于“物体运动”）.如刚放在水平运动的传送带上的货物，由于相对传送带向后运动，因此货物受到向前的摩擦力（与传送带运动方向、货物运动方向一致）；当货物的速度达到与传送带的速度相同时，二者之间不存在相对运动，因此不再受到摩擦力.例题1（用多媒体展示）下列摩擦属于滚动摩擦的是（ ）A.铅笔与卷笔刀间的摩擦B.花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦C.旱冰鞋与地面间的摩擦D.自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦解析：用卷笔刀削铅笔，实际上是刀在笔上滑动，选项错误；花样滑冰时，鞋下面的冰刀与冰面之间是滑动的，其摩擦属于滑动摩擦，选项错误；旱冰鞋下面是滚动轮，当人前进时，轮在地上滚动，其摩擦属于滚动摩擦，选项正确；自行车刹车过程中，闸皮与钢圈之间有一小段相对滑动过程，其摩擦属于滑动摩擦，选项错误.答案：C.例题2（用多媒体展示）如图所示，木块从斜面顶端滑下，运动到水平面上，判断木块在整个运动过程中是否受到滑动摩擦力，若受到，请画出摩擦力的示意图.解析：木块从斜面顶端滑下过程中，始终与斜面、水平面都相互接触，而且挤压，因此受到了摩擦力，而且木块相对于接触面向前运动，因而所受滑动摩擦力的方向与其运动方向相反.答案：如图所示.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.滑动摩擦力与哪些因素有关师 同学们，生活中我们经常遇到实例：百米赛跑时，运动员穿上钉鞋，而溜冰的运动员则穿上光滑的溜冰鞋；生锈的铁锁打不开，当加了几滴油后就可以打开了；人们搬运重石，在底下垫上圆木等等，请大家思考，摩擦力的大小与哪些因素有关？（1）提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？（2）猜想引导学生进行科学的猜想，在学生说出他的猜想后，追问他“你为什么要这样想呢？”学生讨论后回答：1.滑动摩擦力的大小是否与压力有关？2.是否与接触面的粗糙程度有关？3.是否与接触面积有关？4.是否与材料有关？5.是否和物体的运动方向有关？师 摩擦力产生的机理和制约因素都很复杂，对摩擦的研究已形成一门系统的学科“摩擦学”，其中一些问题至今仍在探索中.今天，我们只对四个猜想进行实验探究：1.滑动摩擦力的大小是否与压力有关？2.是否与接触面的粗糙程度有关？3.是否与接触面积的大小有关？4.是否与物体运动的方向有关？我们将全班分为四个大组，每组用实验探究一个猜想.（3）制定计划和设计实验.师 在实验桌上放着一些器材，同学们从中选取合适的器材设计一个实验来研究你的猜想是不是正确的.请大家注意影响滑动摩擦力大小的因素可能不止一个，如果你是要研究压力的变化对滑动摩擦力的影响，那我们应如何设计实验才能知道滑动摩擦力的变化是由这个因素引起的，而不是由其它因素引起的呢？学生讨论后回答：让这个因素不同，其他因素相同.教师总结：请大家特别注意如果一个物理量与多个因素有关，我们在研究某一个因素对该物理量的影响时，应控制其它与该物理量有关的因素不变，这种研究问题的方法叫做“控制变量法”.师 下面大家就根据我们的控制变量法设计实验，过一会儿我找同学把你的设计思路说一说.学生思考后讨论、交流；教师参加一个组的实验设计.完成后找另一个组的同学说出他们的实验设计，对学生进行适当的引导和点拨.师 “大家赞同他的方案吗？其他同学还有没有更好的实验方案？”教师指出：同学们在实验中要注意实验器材的选择，特别注意实验时要水平匀速拉动弹簧测力计；只有在匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才是木块所受滑动摩擦力的大小.道理将在后面的学习中讲到.（4）进行实验与收集数据每个小组对其所选的猜想进行实验验证.下面以验证摩擦力大小与压力的关系为例：小组讨论得出不变因素为：接触面的粗糙程度、运动速度、接触面积的大小等，需要改变的因素是：压力的大小，主要通过改变木块上砝码的数量.器材确定：一个弹簧测力计、四个砝码、一个长方体木块、一块长木板实验步骤：将长木板置于水平桌上，用弹簧测力计水平拉动长方体木块在长木板上匀速滑行，记下测力计的示数.在长方体木块上放置不同数量砝码重复上面步骤，并记录相关数据.（5）分析与论证分析数据，归纳结论：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关.在其他条件不变时，压力越大，滑动摩擦力越大.（6）交流评估讨论反思实验过程，总结注意事项和实验方案的不足与改进措施.（有时间可进行改良后的重新实验）实验结束后，各组派代表上黑板填上实验记录，并交流、讨论，对结果进行分析.师引导各个小组一起归纳、总结，得出结论，并同时板书：（1）滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关.在其他条件不变时，表面受到的压力越大，滑动摩擦力就越大.（2）滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关.在其他条件不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大.（3）滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面积无关.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.【课堂小结】大家这节课的收获确实不少，我们共同学习了摩擦力，了解了摩擦力的概念、产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素.【课后作业】完成练习册中本课时对应的课后作业部分练习.摩擦力是日常生活中的常见力，与我们息息相关，但学生对于摩擦力的理论却知之甚少.这节课教学的内容主要是引导学生了解摩擦力，探究滑动摩擦力大小的影响因素，并通过实验探究活动及自主学习活动提高学习物理和应用物理的能力.在实际课程中，学生对摩擦力的种类是比较模糊的，而基于学生现有的知识，也不可能过多的讲解，只要求学生能区别滑动摩擦与滚动摩擦.至于静摩擦，这点内容只是提到，没有展开.本节课的重点（也是难点）在探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”实验上.采用的突破方法控制变量法，其中重点又放在如何设计实验、进行实验、设计表格、记录数据，当实验设计好了，分析概括，得出结论自然就容易了