8.3 摩擦力(教学设计)-【上好课】2022-2023学年八年级物理下册同步备课系列(人教版).docx
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1、人教版八年级(下册) 第八章 运动和力第3节 摩擦力 (教案)年级八年级 授课时间课题 第3节 摩擦力教学目标1. 能根据生活体验认识摩擦力。2. 能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略的测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。3. 经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程,知道滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系。4. 认识摩擦在生产或生活中的利用与防止,并能正确说出增大或减小摩擦的方法。教材分析本节是在力、弹力、重力之后,研究第三种常见的力摩擦力。教科书的设计思路与前面对弹力、重力的设计是相同的,即让学生再次经历感知、描述、测量、分析等认识力的过程。一方面,弹力、重力
2、等知识的学习可以对摩擦力的学习起到正向迁移的作用;另一方面,本节的知识内容又为力的概念的形成起到巩固和深化的作用。本节内容由“摩擦力”和“摩擦的利用与防止”两部分构成。教学的重点是测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。这个实验是课标中规定的必做的测定性实验。为保证学生能对实验原理有正确认识,将本节放在二力平衡之后进行。教科书为突出教学重点,选取了研究影响滑动摩擦力大小的因素的探究性实验作为巩固和深化。一方面,该选题需要学生具有测量滑动摩擦力的实验技能;另一方面,它又是一个难得的训练学生开展科学猜想、实验检验、分析论证的好选题。因为学生虽然对摩擦现象不陌生,但对滑动摩擦力的大小与哪些因素有关却不清楚
3、。摩擦力在生活中很常见,有些摩擦是有利的,有些是有害的,摩擦与人们的生活密切相关。针对这些问题的研讨,有助于学生领悟客观事物之间的辩证关系。教学器材木板、带挂钩的木块(侧面积不同)、多个砝码(或钩码)、毛巾、棉布、弹簧测力计、砝码等。多媒体ppt,包含视频:探究影响滑动摩擦力大小的因素、滑动摩擦力的产生、分不开的书、筷子提大米等。教学过程教师活动学生活动导入新课【复习提问】物体处于静止或匀速直线运动时,受到的力有什么特点?二力平衡的条件是什么?【学生回答】物体受平衡力的作用。同体、等大、反向、共线。【创设情景导入课题】小明推箱子,没推动,箱子受到哪些力的作用?分别是什么力? 【师生分析】在竖直
4、方向上,箱子受到一对平衡力:重力G和支持力F支;在水平方向上,箱子除受推力F推外,一定存在一个跟推力相平衡的力,这个力叫什么力?是怎样产生的呢? 下图是发生在我们生活中的一些现象,你是否想过其中的原因吗? 冰壶比赛时,尽管冰面光滑,但冰壶滑行的速度越来越小,总是慢慢停下来;滑冰运动员停止用力后,尽管冰面光滑,但是最后总是慢慢停下来。 【播放视频】分不开的大米 这些现象都与另外一种力有关8.3摩擦力。思考问题,观看图片或视频,提高兴趣,进入情景。学习新课一、滑动摩擦力【学生做做】感受摩擦力手平放在桌面上,用力向前推,使手在桌面上滑动,感受有没有一个阻碍手相对运动的力;手平放在桌面上,保持手不动,
5、慢慢向前推,感受有没有一个阻碍手要运动的力;手平放在桌面上,保持手不动也不推,感受有没有一个阻碍手的力。在以上活动中,你感受到手掌受到有阻碍作用的是与。【利用ppt讲解】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。常用字母 f 表示。(1)滑动摩擦力产生的条件 两个物体接触且有压力;有相对运动;接触面不光滑。(2)滑动摩擦力产生的原因 我们用肉眼看到的光滑固体表面,当用显微镜观察时,就会发现其表面是凸凹不平的,当两个接触面发生相对运动的时候,就会彼此阻碍,从而形成了摩擦力。 (3)滑动摩擦力的方向【师生共同进行】人推箱子向
6、右滑动时,箱子相对于地面向右运动时,受到的滑动摩擦力方向就向左。人推箱子向左滑动时,箱子相对于地面向左运动时,受到的滑动摩擦力方向就向右。 滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向相反的。(4)滑动摩擦力的测量【演示实验】测量方法:把木块放在木板上,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F拉即为木块受到的摩擦力 f摩。测量原理:因为木块做匀速直线运动,所以木块受到的拉力 F拉与滑动摩擦力 f摩是一对平衡力,大小相等,即 f摩=F拉。 【学生实验】2. 探究影响滑动摩擦力大小的因素【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?【猜想假设】根据生活经验进行猜想与假设:当你推箱子时,箱子越重
7、,推起来越费力;地面越粗糙,推起来越费力。滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关?滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关?滑动摩擦力的大小可能跟接触面积有关?【实验设计】 (1)实验器材:弹簧测力计、木块、木板3块(粗糙程度不同)、砝码等。 (2)实验方法:控制接触面的粗糙程度不变,通过加减砝码改变木块对木板的压力,测出摩擦力。控制压力不变,改变木板的粗糙程度,测出摩擦力。分析数据,归纳结论。 (3)实验数据表格(见下)【进行实验与收集数据】 用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,读出弹簧测力计的示数,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;在木块上放上砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块,
8、使它沿水平长木板滑动,读出弹簧测力计的示数,测出此时滑动摩擦力;换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持放在木块上的砝码不变,用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,读出弹簧测力计的示数,测出此时的滑动摩擦力大小。 【分析与论证】 (1)实验数据次数压力大小程度接触面粗糙程度摩擦力(N)1小光滑22大光滑33大粗糙4(2)在第1与2次实验中,接触面的粗糙程度不变,改变压力,得到的结论是:接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。(3)在2与3次实验中,压力不变,接触面的粗糙程度不同,得到的结论是:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。实验结论: 滑动摩擦力的大小与压力和接触面
9、的粗糙程度有关。 接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。 【交流与评估】(1)实验中的探究方法控制变量法:探究滑动摩擦力的大小与压力的关系:控制接触面的粗糙程度不变,改变物块对接触面的压力。探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系:控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。转换法:通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。(2)实验中要水平拉动木块做匀速直线运动,才能保证滑动摩擦力等于的大小拉力大小。(3)实验方案的改进实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计,所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此,将实验方案改进如下,木块位于长木板上
10、,用弹簧测力计拉住一端,弹簧测力计的另一端固定。改进后,水平向右拉动长木板,当木块保持静止时,木块处于平衡状态,此时无论长木板是否做匀速直线运动,都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。 【播放视频】探究影响滑动摩擦力大小的因素(4)实验拓展【进行实验】根据情况安排演示或学生做。探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系把木块平放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出拉力F1;把木块侧放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出拉力F2。比较F1和F2的大小发现相等,故可得出结论:在接触面粗糙程度和压力大小相同时,滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。 探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的
11、关系 把木块与砝码放在木板上面,以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F1;保持压力、粗糙程度都相同,以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F2。 比较F1和F2的大小发现相等,可得出结论:在接触面粗糙程度和压力大小相同时,滑动摩擦力的大小与运动速度的大小无关。 【例题2】如图所示是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同(1)实验时,小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小?(2)分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数,得到的结论是什
12、么? (3)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是什么?(4)图丁是小红同学对实验方案 改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速运动,请你指出小红同学实验方案的优点【答案】(1)偏小;(2)在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系(4)见下。【解析】(1)因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,弹簧测力计的弹簧会缩回一些,指针所指的位置会小于零刻度线,会使测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小;(2)甲、乙两图,接触面粗糙程度相同,乙对水平面的压力大,滑动摩擦力也大。可得结论:在接触面粗糙程度一定时,压力越
13、大,滑动摩擦力越大。(3)图乙、丙中铁块和木块叠在一起,对水平面的压力相同,而接触面的粗糙程度不同,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系;(4)D是电动装置,电动机匀速转动这样可保证弹簧测力计读数较准确,且易于保持长木板进行匀速直线运动 学生进行实验,感受摩擦力的存在.知道滑动摩擦力的概念及产生条件。与老师一起分析得出滑动摩擦力的方向。知道测量滑动摩擦力的原理。设计并进行实验。收集数据。通过分析与论证,归纳出结论。进行交流评估.一是实验用到的方法;二是实验方案的优化。观看视频,对所学知识形成概括的印象。进行实验拓展,归纳出滑动摩擦力的大小与接触面积及运动速度的大小无关。做题并进行解析。学习新课
14、二、静摩擦与滚动摩擦【提问】下图是发生在生活中的一些现象,你是否想过其中的原因?在这些现象中,两个物体间都有相对运动的趋势,会在接触面间产生一个阻碍物体运动的力,这个力是另外一种摩擦力静摩擦力。1. 静摩擦力当两个物体具有相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍物体间发生相对运动的力,叫做静摩擦力。【师生共同分析】手握杯子,杯子由于受到重力,杯子相对于手有往下掉的趋势,但是没有掉下来,是因为手对杯子有一个向上的静摩擦力。 静摩擦力的方向人走路时,脚(鞋底)向后蹬地面,相对于地面有向后的运动趋势,地面会对脚有一个向前的静摩擦力f,人靠这个静摩擦力前进。静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反。静摩
15、擦力的大小静摩擦力存在一个最大值,称为最大静摩擦力。它等于使物体刚要运动时所需要的最小外力。当外力分别为5N、9N时,物体没有移动,此时的静摩擦力与推力相互平衡,所以大小分别为5N、9N;当外力为12N时,物体刚好运动,则最大静摩擦力为12N。【例题3】小华用100N的力水平向右推木箱,结果没有推动,则此时木箱受到的静摩擦力为_N,方向_。小华增大推力,最后在125N的水平推力作用下使木箱向右做匀速直线运动,则物体受到的滑动摩擦力为_N,方向_。【答案】100,水平向左,125,水平向左。【解析】如果用100牛的力水平向右推木箱,没有推动,则此时木箱受到的静摩擦力与推力平衡,大小为100牛,方
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