《科学探究：摩擦力》

科学探究：摩擦力案例“科学实验探究”课型组步骤一、学生学情分析八年级学生对物理的学习还是保持一定的兴趣，尤其是教师的课堂演示实验和学生的分 组实验。但是山区学生的自主学习方面还是比较薄弱的，特别是新课的预习工作做得很不够， 所以教师要在课堂上的教学引导方面得投入大量的精力。以潘渡中学为例，一个班级大致十 三名左右的学生会想去念书，但学习方法和学习习惯得养成方面还不是很好，自我控制和自 我约束比较差，双休日在家会主动学习的学生还是相当的少。而且会念书的女生居多，男生 寥寥无几。所以在新课的教学上我们教师得投入大量的精力去引导学生。步骤二：课程标准要求一、科学内容1、利用控制变量法通过实验，探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度，接触面之间压力大 小的关系。2、经历探究过程，体验如何就探究的问题进行猜想和假设。3、知道增大和减小摩擦的方法并能在生活中应用这些知识。二、科学探究步骤三：依据课标要求及学情分析，初步确定细化了的学生学习目标一、知识与技能1、了解摩擦力，能从生活实例中识别摩擦现象；2、能定性区分接触面的粗糙程度、接触面之间压力的大小；3、知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系；4、知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识； 二、过程与方法1、经历探究过程，体验如何就探究的问题进行猜想与假设，尝试根据经验和已有知识 对问题的成因提出猜想。2、积极鼓励学生对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。认识猜想与假 设在科学探究中的重要性。3、尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识，理解在研究多因素问题中怎样 运用“变量控制”的方法。三、情感态度与价值观1、培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神。2、培养学生乐于交流与合作的科学素养步骤四：依据学习目标，针对性地制定课后评价问卷的问题1、目的：能例举存在摩擦现象的生活实例例一：请举一个说明摩擦现象的生活实例来：例二：如果世界上不存在一切摩擦，那么下列哪种现象不会发生 () (题型一)A.饭将从我们嘴里滑掉B.人将寸步难行C.不能用螺钉螺母固定工件D.物体将漂浮在空中2、目的：知道控制变量法在探究滑动摩擦力例：为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验甲几丙以下是部分实验（实验中保持长木板水平且固定）。第1次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，做匀速直线运动（如图甲），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；第 2 次：把两相同木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图乙）记下相应的示数；第 3 次：把两块相同的木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图丙），记下相应的示数。实验次数木块对木板的压力/N弹簧测力计的示数/N滑动摩擦力/N14.024.038.0（1）若已知木块质量为2kg,请你帮助小明填全表格内的数据。（2） 比较两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关。（3）比较第1, 3两次实验数据，可以初步得出的结论是：。3、目的：知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识 例一：世界上第一条磁悬浮列车示范运营线，已于2003年元旦在我国上海投入运行.磁悬 浮列车的速度约是普通列车的三到四倍，原因是利用了磁极间相互作用的原理，使列车能在 轨道上“浮”起来，从而大大减小列车与轨道间的 .气垫船是采用的技术制成的交通工具，简单地说，其原理就是船体与水面间形成，使船体悬浮在水面上，从而大大地减小船体航行时的阻力.（题型三）（1）.说明下列情况中是用什么方法来增大或减小摩擦的： 在结冰的公路上撒砂子； 冬天，为了防止打滑而在轮子上缠上铁链子; 轮胎上刻有花纹； 给机器上润滑油； 轴承两圈之间装有滚珠例二：缝纫机脚踏旁的大轮是通过皮带与轮子的来带动机头上的小轮转动,当皮带与轮子之间打滑时,可以用拉紧皮带的办法来克服，这是利用的方法来增大 。例三：下列措施中可以减小摩擦的是（ ）A.鞋底上制有凹凸的花纹B.铁轨要铺在枕木上C.自行车刹车时，闸皮紧压在车圈上D.在机器的转动部分安装滚动轴承例四：下列事例中，目的是为了增大摩擦的是（ ）A.给自行车的轴加润滑油B.在自行车的把套上做出凹、凸花纹C.在机器的转动部分加装滚动轴承 D.磁悬浮列车行驶时，车身悬在空中步骤五：依据学习目标，制定本章节的课堂教学目标1、通过生活中学生熟悉的摩擦现象让学生认识到摩擦力的存在2、通过课堂小实验来引发学生对滑动摩擦力和什么因素有关的猜想3、组织并引导学生经历从猜想和假设到进行实验探究的过程，让学生发现滑动摩擦 力的大小和压力及接触面的粗糙程度有关。4、让学生在教师的引导下经历科学探究滑动摩擦力大小的过程，认识到控制变量法 在实验探究中的重要应用。步骤六：依据学习目标，制定本章节的课堂教学目标1、通过生活中学生熟悉的摩擦现象让学生认识到摩擦力的存在2、通过课堂小实验来引发学生对滑动摩擦力和什么因素有关的猜想3、组织并引导学生经历从猜想和假设到进行实验探究的过程，让学生发现滑动摩擦 力的大小和压力及接触面的粗糙程度有关。4、让学生在教师的引导下经历科学探究滑动摩擦力大小的过程，认识到控制变量法在实验探究中的重要应用。 教学设计建议：提出问题利用生活中学生熟悉的摩擦现象让学生认识到摩擦力的存在后提出问 题：摩擦力的大小和哪些因素有关猜想与假设1根据学生已有经验如：如何用粉笔在黑板上写出更清晰的字而提出猜想 2对探究的方向进行猜想：给你一小块橡皮如何很快的把它磨小，从而引 出滑动摩擦力的大小和哪些因素有关的猜想3发动学生思考和讨论提出自己的猜想和假设哪怕是幼稚和荒唐的也要发掘其合理因素予以鼓励引导学生对猜想的结果进行预测比如说猜想与压力有关，再预测是什么 样的关系，正比或是其他关系4在各种猜想都列出后确定两个猜想即和压力，粗糙程度的关系，让学生 在课堂内进行实验探究，冋时指出摩擦力并不是看起来那么简单其产生 和制约的因素都很复杂，现在对摩擦的研究已形成一门系统的学科即摩 擦学，其中一些问题仍在探索之中，初中阶段我们只对课本上安排的两 个问题进行实验探究制定计划和设计 实验1引导学生注意到摩擦力的产生在相对运动的两个接触面上，结合学生提 出的猜想指出要探究影响滑动摩擦力的两个因素只能一个个单独研究， 而且在研究某个因素的变化怎样影响摩擦力时必须保持其他因素不变， 否则你如何才能知道摩擦力的变化是由哪个因素的变化引起的？这就是 在研究多个因素问题时必须注意的“变量控制”的方法2必须指出弹簧测力计的示数显示的是测力计对木块的拉力，把测力计的 示数记作摩擦力的大小是根据一力平衡的知识，在实验时必须要拉着木 块作匀速直线运动相关知识要到下一章才学，所以课本在“加油站”说 明了这个事实。进行实验与收集 数据要求学生要如实记录实验数据，对于课本的图5-30(c)(d )两次实验不要去 追求压力加倍摩擦力也加倍的定量函数关系，只要能看出压力增大摩擦 力也增大就可以了，因此所加重物时不必增加相冋的物体分析与论证1能描述实验数据以及对收集的信息进行简单比较和简单的因果推理，经 历从现象和实验中归纳科学规律的过程，尝试对探究结果进行描述2多公布些小组的数据更能说明摩擦力和压力粗糙程度的关系评估有评估探究过程和探究结果的意识，注意假设和探究结果间的差异交流与合作有准确表达自己观点的意识，合作中注意即坚持原则又尊重他人步骤六：依据教学目标进行的教学设计实验器材弹簧测力计、木块、砝码（或钩码）木板、毛巾、棉布、 装米的杯子、筷子等PPT演示文稿教师活动学生活动设计意图、引入新课播放动画：生活中和摩擦有关的现象，并提问和什么有关， 学生回答后出示课题二、进行新课（一）滑动摩擦力的概念教师：冋学们提出了许多生活中常见的与滑动摩擦力有关 的现象。现在，请同学们参与以下的活动。在活动中，细 心体会手或脚的感觉。 用手按在桌面上滑动； 改变手按在桌面的力的大小，再在桌面上滑动，体 会与有什么不同； 用手在衣服或者头发上滑动，体会看看与在桌面上 滑动的感觉有什么不同；（二）学生探究：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关在学生感知滑动摩擦力的基础上提出问题，滑动摩擦力的 大小和哪些因素有关。启发学生根据生活经验进行合理的猜想。引导学生以研究滑动摩擦力和接触面粗糙度为例设计实验。鼓励学生展示实验设计，并在学生认识的基础上进一步提问引导，让学生真正体会要利用控制变量的方法设计实验。引导学生针对压力大小这一猜想，利用控制变量法设计实验，要求学生重点完成以上设计的两个实验。让学生展示实验数据和结论，并引导它们表述自己的 实验过程和对控制变量法的具体运用，强调实验结论的科观察、思考、感悟摩 擦的存在学生进行活动，用手 按着桌面滑动或用脚 蹭地。学生们都感觉 到手或脚吃力，改变 手按桌面的力或改变 脚压地面的力时，会 感觉到受到阻碍的力 的大小不一样；手在 衣服或头发上滑动和 在桌面上滑动时相 比,感觉受到的摩擦 力不一样。经过这些 小活动，使每位学生 都感受到了身边存在 的滑动摩擦力的现 象。思考猜想并说出依据分组讨论，合作设计实验共同提高，深化控唤起学 生经验培养学 生猜想 的能力制变量方法的理解进一步设计实验,掌握方法合作探究，完成实验学表述。对个别组的其它探究重点让他们谈实验方法。探究一：滑动摩擦力的大小与压力的 系鼓励学生课下进行其它探究实验条件弹簧测力计示数F(N)压力情况接触面情况分析以上数据可知：滑动摩擦力的大小与压力有关，压力 越大，摩擦力。探究二：滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系实验条件弹簧测力计示数F(N)压力情况接触面情况分析以上数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程 度有关，接触面越粗糙，摩擦力。引导学生得出影响滑 动摩擦力的因素(三)、静摩擦与滚动摩擦教师：生活中除了滑动摩擦力，还有另外两种摩擦现象。 我们先来看两个小实验。演示:“筷子提米”的实验;用力推讲台，讲台没有动。教师解释，这种摩擦叫做静摩擦。教师指导学生动手活动，利用圆铅笔代替滚木，把圆 铅笔垫在木块下，拉动木块，比较直接在桌面上拉动木块。（四）、摩擦的利弊教师：生活中摩擦现象普遍存在，这些摩擦都是有害 的吗？教师：可见，生活中存在有益摩擦和有害摩擦。我们要增 大有益的摩擦，减小有害摩擦。谁能提出增大摩擦或减小 摩擦都有什么方法。教师总结。增大摩擦的方法： 增加压力； 使接触面更粗糙。减小摩擦的方法： 减小压力； 减小接触面的粗糙程度； 用滚动摩擦代替滑动摩擦； 使摩擦面分离。教师利用音像资料，向学生简单介绍“气垫船”和“磁悬 浮列车”等，还可以给学生讲解气垫导轨的原理。三、课堂小结1. 生活中存在三种摩擦现象：滑动摩擦、静摩擦和滚动摩 擦；2. 滑动摩擦力的概念；3. 影响滑动摩擦力大小的因素；4增大摩擦和减小摩擦的方法。四、作业布置五、教学反思学生进行讨论，举出 例子说明并不是所有 的摩擦都是有害的， 生活中也存在有益的 摩擦，如：鞋底摩擦 大可防滑等学生讨论交流，提出 各种各样的方法和实 例。如： 轮胎印上花 纹，增大摩擦； 用手握紧瓶 子，可以增大手与瓶 子间的摩擦； 用滚动摩擦 代替滑动摩擦，可以 减小摩擦； 在自行车轮 的轴承中加润滑剂可 以减小摩擦。步骤七：重新确认学生所能达成的学习目标一、知识与技能1、知道生活中的摩擦现象，通过常见事例或实验，了解摩擦力；2、通过利用控制变量法的使用知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的 关系；3、了解静摩擦力与滚动摩擦力4、知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识；二、过程与方法1、经历探究过程，体验如何就探究的问题进行猜想与假设，尝试根据经验和已有知识对问 题的成因提出猜想。2、积极鼓励学生对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。认识猜想与假设在 科学探究中的重要性。3、尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识，理解在研究多因素问题中怎样运用 “变量控制”的方法。三、情感态度与价值观1、培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神。2、培养学生乐于交流与合作的科学素养步骤八:依据学生的学习目标，设计课后作业1、目的：能列举存在摩擦现象的生活实例老师正在讲台上讲课，小丽和同学们正在老师指导下边学习边实验，这是物理课堂常见的 一幕。让我们想象一下，如果教室里的摩擦突然消失，对可能出现的现象，下列说法中错误 的是（ ）（题型一）A. 同学们稍微活动就会从椅子上纷纷滑到地面上B. 固定吊灯的螺丝从天花板上滑出，致使吊灯落到地上C. 写字时铅笔从手中滑出飘在空中D. 由于太滑，稍一用力桌椅就会在地面上不停地滑着、碰撞着2、目的：通过利用控制变量法的使用知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力 大小的关系；11.滑动摩擦力在研究有关物体运动情况时起着重要的作用.通过实验探究已经知道滑动摩 擦力与接触面粗糙程度有关，也与接触面之间的压力有关.有些同学猜想滑动摩擦力可能还 与接触面的大小有关.请你从以下器材中选出部分器材，设计一个实验对此猜想进行检 验.（题型二）器材：a.斜面b.带钩的正方形木块c.带钩的长方体木块d.表面平整的长木板e.几条毛巾f.直尺g.弹簧称h.硬纸板（1） 你所需要的实验器材（用器材前面的字母表）： ；（2）简述主要的实验步骤： 3、目的：知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识（1）世界上第一条磁悬浮列车示范运营线，已于 2003 年元旦在我国上海投入运行.磁悬浮 列车的速度约是普通列车的三到四倍，原因是利用了磁极间相互作用的原理，使列车能在轨道上“浮”起来，从而大大减小列车与轨道间的气垫船是采用的技术制成的交通工具，简单地说，其原理就是船体与水面间形成，使船体悬浮在水面上，从而大大地减小船体航行时的阻力（2）人在一般情况下步行前进时，若鞋底与地面不打滑，下列说法中正确的是（）A.地 面对鞋底的摩擦力方向向后，阻碍人前进B. 地面对鞋底的摩擦力方向向前，推动人前进C. 鞋底花纹磨损后，摩擦力减小，人更容易前进D. 鞋底花纹磨损后，摩擦力增大，人更难前进（3）为了改变摩擦力的大小，人们采用了下面一些做法：自行车车胎表面有花纹：螺丝刀的木柄刻上一排凹槽；移动笨重的箱子时，在箱底垫上几根铁管（）A. B.只有 C. D.