2019-2020年高一物理 第一章 力 四、摩擦力(第一课时) 人教大纲版第一册.doc

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2019-2020年高一物理 第一章 力 四、摩擦力(第一课时) 人教大纲版第一册 从容说课 摩擦力是力学中常见的三种力之一，教学内容包括： （一）滑动摩擦力的概念、产生条件、滑动摩擦力的方向、滑动摩擦力的大小（即滑动摩擦定律）. (二)静摩擦力的概念、产生条件、滑动摩擦力的方向、静摩擦力大小的不确定性和被动性. 本节课的特点是：对摩擦力的认识，层层分解而避免一步到位,教学中要注意把握好尺度，以减轻学生负担、降低教学难度． 结合教材内容和特点．本节课的教学目标定位如下： 1．知道滑动摩擦力及产生条件．会判断滑动摩擦力的方向． 2．知道滑动摩擦力跟压力成正比．会用公式F=μFN “计算滑动摩擦力的大小。知道动摩擦因数跟什么有关． 3．知道静摩擦产生的条件，会判断静摩擦力的方向． 4．知道最大静摩擦的概念，能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小． 本节课的教学重点定位如下： 滑动摩擦力的产生条件及规律．学会用公式F=μFN解决实际同题． 静摩擦力的产生条件及规律．正确理解什么是最大静摩擦力． 本节课的教学难点定位如下； 正压力的确定及静摩擦力的教学． 本节课注意结合实际，采用实验和实例分析交互的方式，启发学生动手动脑，在教师的指导下积极参与课堂活动，通过对各演示实验现象的观察分析，得出结论．培养学生的实验能、观察能力及实事求是的科学态度． 本节课的教学程序如下： 实验演示，导入新课→控制变量．实验探究，得到什么是滑动摩擦力及其产生条件→实验分析，得到滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反→辨析物体的运动方向和物体的相对运动方向的区别一设计实验，探究得到滑动摩擦定律． 实例分析→得到什么是静摩擦力及其方向→实验探讨最大静摩擦力与正压力之间的关系． 教学目标 一、知识目标 1．知道静摩擦力和滑动摩擦力产生的条件。会判断这两种摩擦力的方向． 2．知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，知道滑动摩擦力跟压力成正比． 3．知道什么是最大静摩擦力。知道最大静摩擦力跟物体问的正压力成正比． 二、能力目标 1．培养学生的实验观察能力和实验分析能力． 2．培养学生的科学的语言表达能力． 3．对学生进行科学研究方法的渗透． 三、德育目标 向学生渗透抓住主要矛盾和主要因素，忽略次要因素的辩证思想. 教学重点 1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F=μFN解决实际问题. 2.静摩擦力产生的条件及规律，正确理解什么是最大静摩擦力. 教学难点 1.正压力的确定. 2.静摩擦力方向的正确判定. 教学方法 讲授法、实验法、讨论法. 教学用具 斜面、小车、毛巾、弹簧秤、长方体物块4个相同的重物、磨砂纸、投影片. 课时安排 1课时 教学过程 ［投影本节课的学习目标］ 1.知道滑动摩擦力产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向. 2.会用F=μFN计算有关问题. 3.知道动摩擦因数μ的大小与接触面的材料和粗糙程度有关. 4.知道静摩擦力产生的条件，知道静摩擦力的方向. 5.知道什么是最大静摩擦力. [学习目标完成过程] 一、引入新课 ［演示实验］ 1.手拉一木块在桌面上运动，停止用力后，小木块慢慢停下来. 2.小车从斜面上滑下. ［教师］观察到什么现象？ ［学生］小木块和小车停下来. ［教师］它们为什么会停下来呢？ ［学生］由于受到了摩擦力的作用. ［教师］初中我们已经学过了摩擦力的一些知识，本节课进一步学习摩擦力的知识. 二、新课教学 （一）滑动摩擦力 ［教师］在演示实验中，木块和小车都受到了摩擦力，这叫什么摩擦力？ ［学生］滑动摩擦力. ［教师］滑动摩擦力是怎样产生的呢？同学们能否举例说明？ ［学生活动］积极思考并通过实验研究. 方案一：让小车从斜面上滑下，滑到光滑的水平面上. 现象：小车一直运动下去. 方案二：在光滑水平面上铺放一条毛巾，再让小车从斜面上滑下. 现象：小车在水平铺放的毛巾上慢慢停下来. 方案三：将小车单独放在水平毛巾上，施加一水平力使小车开始运动后，立即撤去水平力. 现象：小车慢慢停下. 方案四：将小车单独放在水平毛巾上，不施加水平力. 现象：小车始终静止. 方案五：用一个大小等于小车的重力的向上的力，拉着小车，使小车在水平毛巾上以某一速度运动. 现象：小车会一直运动下去. ［师生共同活动］共同分析上述现象，总结归纳： 1.当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，叫做滑动摩擦力. 2.滑动摩擦力的产生条件： （1）两物体直接接触且接触面粗糙. （2）两物体间存在相互作用的弹力 正压力. （3）两物体接触面之间有相对滑动. ［教师］滑动摩擦力的方向如何呢？分析上述有关滑动摩擦力的实验，试用语言描述滑动摩擦力的方向. ［学生活动］（分析讨论并组织语言表述） 滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切，且跟物体的相对运动的方向相反. ［巩固训练］ 如图，物体A处于水平放置的长木板B上，现让A、B都向右运动，且vA＜vB.分析物块A是否受到摩擦力？方向如何？ [参考答案] A受到滑动摩擦力，方向水平向右. ［评析拓展］ 1.所谓“相对运动”是指相对接触的物体，而不是相对于别的物体（比如水平地面）. 例如：上题中由于vA＜vB，故A相对于B水平向左运动，因而A所受B的滑动摩擦力方向水平向右. 2.滑动摩擦力也可能是动力. 在上题中，A所受滑动摩擦力跟A运动方向相同，因而此时滑动摩擦力是动力. 3.滑动摩擦力是被动力. ［教师］滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？能否设计实验来验证你的设想呢？ ［学生活动］积极思考、讨论并设计实验演示.（教师随时指导） 演示实验一：先用弹簧秤拉着长方体物块A如甲图运动，再用弹簧秤拉长方体物块A如图乙运动（两次都做匀速运动） 实验现象：弹簧秤的示数相同. 比较实验条件：物体和桌面的接触面积不同. 结论：滑动摩擦力的大小与接触面面积大小无关. 演示实验二：分别用丙图和丁图来做： 现象：丙图中弹簧秤的示数比丁图中弹簧秤的示数小. 比较实验条件：两种情况下接触面的粗糙程度不同. 结论： 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关. 演示实验三：分别在小车上加数量不同的砝码在桌面做匀速运动. 实验现象：物体所加砝码越多，弹簧秤示数越大. 比较实验条件： 物体对地面的压力不同. 结论：滑动摩擦力的大小与压力有关. ［教师］精确的实验表明： 滑动摩擦力跟正压力成正比.如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示正压力的大小，则有F=μFN 其中μ叫做动摩擦因数，它由接触面的材料和粗糙程度决定. ［巩固训练］用投影片出示 在水平力F作用下，重为G的物体匀速下滑，如图所示，若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力的大小为 A.μF B.μF+G C.G D. [参考答案]AC ［评析拓展］由此题可知计算滑动摩擦力的方法有两种：一是直接由F=μFN求解；二是由物体的受力情况和运动情况，间接进行判断和计算. （二）静摩擦力 ［教师］请一位同学用一不太大的水平力推讲桌.提问：观察到了什么？ ［学生］桌子没动. ［师生共同分析］ 用水平力推桌子时，桌子有一个沿推力方向运动的趋势（但并没有运动）.为什么呢？原因是此时桌子和地面间产生了一个阻碍相对运动趋势的力，这就是静摩擦力. ［教师］静摩擦力的方向如何？ ［学生］分析思考后作答： 静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反. ［教师］请另一位同学来推讲桌，水平力逐步增大. ［学生］仔细观察并思考： 现象：开始时桌子未动，当水平力增大到某一值时，桌子突然动起来. 分析：桌子未动时，桌子水平方向受力平衡，即静摩擦力等于水平力. ［师生共同活动］分析总结 1.静摩擦力随外力的增大而增大. 2.静摩擦力不能无限增大，静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力，最大静摩擦力等于物体刚刚运动时的推力. ［思考与讨论］ 最大静摩擦力和什么因素有关？ ［学生活动］举例： 推动一辆空车比推动一辆载重车容易. 结论：最大静摩擦力和压力有关. ［教师］能否准确地描述最大静摩擦力和压力的关系呢？ ［学生活动］设计实验 实验一：用弹簧秤拉一重物A，观察重物刚滑动时弹簧秤的示数F1. 实验二：在A上叠放一相同的重物B，再次观察刚滑动时弹簧秤的示数F2. 实验三：在A、B上再叠放一相同的重物C，观察刚滑动时弹簧秤的示数F3. 结论：F1/G=F2/2G=F3/3G（F3=3F1，F2=2F1） 即：最大静摩擦力与正压力成正比 ［巩固训练］用投影片出示 1.日常生活中静摩擦力有哪些应用？ 2.判定下列两种情况下A和斜面间是否存在摩擦力？如何存在，是什么摩擦力？（甲图中A沿斜面匀速下滑 乙图中A静止在斜面上） [参考答案]1.略 2.甲图中A受到滑动摩擦力，乙图中A受到静摩擦力 [课堂讨论] [投影讨论题] 1． 受静摩擦力作用的物体是否一定静止？ 2． 摩擦力是否一定是阻力？ 3． 滑动摩擦力的方向是否一定和动运方向相反？ 4． 有外力作用才会产生静摩擦力吗？ [学生活动] [教师点拨] l．物体是否受到静摩擦力，与物体处于静止还是运动状态没有关系，关键是物体相对于其接触的物体静止． 例如：一个人端着一杯水走路，杯子受到手的静摩擦力；站在启动的火车上的人爱到车厢地板的摩擦力；拔河比赛时受绳子的摩擦力等，都是静摩擦力． 2.有些摩擦力是阻碍物体的运动,但也有一些摩擦力却是物体在运动过程中的动力.例如人在加速跑步时，汽车加速前进时，由于人的脚或车轮(主动轮)与地面接触时相对静止，但有向后运动的趋势，故地面给人的脚或车轮一个向前的静摩擦力，这个静摩擦力是使人或车前进的动力． 3．滑动摩擦力的方向和物体的运动方向不一定相反． 例如：如图所示。长木板上放一木块B． 当A突然获得速度向右运动时，B也随A向A运动，同时B相对于A向左滑动，显然，B物体的运动方向是向右的，但它相对于A滑动的方向却是向左的。B受滑动摩擦力方向是向右的。与B的运动方向相同． 判断摩擦力方向时一定明确“相对”的含义，“相对”既不是“对”地。也不是“对观察者”，“相对”的是跟它接触的物体． 4.产生静摩擦力的原因是因为物体受到不为零的沿接触面方向的外力作用，这种情况确实存在．例如：在右图中，用水平力F拉放在地面上的物块。但未拉动，是因为物块受到水平方向静摩擦力的作用．但以此认为沿接触面的外力是产生静摩擦力的条件却是片面的，不科学的． 例如：放在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物。在传送带加速或减速时，也会受到静摩擦力的作用，其原因并不是货物在水平方向受除静摩擦力以外的其他外力作用，而是因为货物与传送带问存在相对运动的趋势． 可见，相互接触的物体要产生静摩擦力，物体间必须具有相对运动的趋势，而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生，也可以是因为运动状态的改变而产生． 三、小结 [投影]小结思考题 1．一个物体在另一个物体表面上 的时候，要受到另一个物体 的力。这种力叫做滑动摩擦力． 2.滑动摩擦力的产生条件：①接触面 ；②两物体相互 且存在 ；③两物体间有 ． 3.滑动摩擦力的方向总是沿着 ．且与 的方向相反． 4.滑动摩擦力跟 成正比，F= ，μ为 ，μ取决于物体的 和接触面的 与接触面的面积 ． 5.当一个物体在另一个物体的表面上有 时，所受到的另一个物体对它的阻碍作用叫静摩擦力． 6．静摩擦力的产生条件： ①接触面 ；②两物体 且存在 ；③两物体间有 ． 7.静摩擦力的方向沿着 跟物体 的方向相反． 8.静摩擦力的大小随外力增加而 ，当外力增大到使物体处于将动未动的状态时，静摩擦力达到 .故静摩擦力随外力的变化而在 的范围内变化，最大静摩擦力与压力成正比． 四、作业 1. 课本P16练习四 2.思考题 如图，A、B两物体叠放在水平面上.水平力F作用在A上，但两者都未动，试分析A、B所受摩擦力的情况. 3.变式训练： 在上题中，如水平力作用在B上呢？ [参考答案] 2.A受到B水平向右的静摩擦力F1.B受到A水平向左的静摩擦力F2.B受到水平面水平向右的静摩擦力F3.且F1=F2=F3=F（由二力平衡条件知）. 3.A不受摩擦力，B受水平面对B的水平向右的静摩擦力F′，且F′=F. 五、板书设计 六、本节优化训练设计 1.关于摩擦力，下列说法中正确的是（ ） A.摩擦力方向总是跟运动方向相反 B.相互压紧且接触面粗糙的物体之间一定有摩擦力 C.相互接触的物体间的正压力增大，摩擦力一定增大 D.物体受到静摩擦力的大小，跟接触面的粗糙程度无关 2.对于两个相互接触的物体，下列说法中正确的是（ ） A.有弹力必有摩擦力 B.有弹力不一定有摩擦力 C.有摩擦力必有弹力 D.有摩擦力不一定有弹力 3.自行车在平直公路上匀速行驶过程中，则（ ） A.前后轮受到的摩擦力均向后 B.前后轮受到的摩擦力均向前 C.前轮受到的摩擦力向前，后轮受到的摩擦力向后 D.前轮受到的摩擦力向后，后轮受到的摩擦力向前 4.如图，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F作用在物块B上，物块A和B以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B之间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2可能是（ ） A.μ1=0,μ2=0 B.μ1≠0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1=0,μ2≠0 5.如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用.木块处于静止状态，其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为（ ） A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右 C.2 N，方向向左 D.零 6.物体与竖直墙壁的动摩擦因数为μ，物体的质量为m，当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力为______. 7.一木块静止在水平桌面上，已知木块重为10 N，木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力为2.2 N，求： （1）用1.5 N的水平力拉木块时，木块受到的摩擦力有多大？ （2）要使木块由静止开始运动，至少要用多大的水平拉力？ （3）木块在桌面滑动后，使水平拉力大小变为1.5 N，木块受到多大的摩擦力？ ［参考答案］ 1.D 2.BC 3.D 4.BD 5.D 6.0 7.（1）1.5 N （2）2.2 N （3）2.0 N