高中物理人教版 (新課標(biāo))必修13 摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)

高中物理人教版(新課標(biāo))必修13摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在通過摩擦力的教學(xué)，幫助學(xué)生理解摩擦力的概念、類型及影響因素，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過實(shí)驗(yàn)探究和理論分析，使學(xué)生掌握摩擦力的計(jì)算方法和應(yīng)用，為后續(xù)學(xué)習(xí)摩擦力相關(guān)內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)探究摩擦力的性質(zhì)，提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律分析摩擦力問題，提高邏輯推理和抽象思維能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到摩擦力在日常生活和科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)。三、學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中一年級(jí)的學(xué)生，這一階段的學(xué)生正處于青春期，思維活躍，好奇心強(qiáng)，但自控能力相對(duì)較弱。在知識(shí)層面上，學(xué)生對(duì)力學(xué)的基本概念已有初步了解，如力的概念、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等，但對(duì)于摩擦力的概念和性質(zhì)可能較為陌生。在能力方面，學(xué)生具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力，但獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力尚需提高。在素質(zhì)方面，學(xué)生的合作意識(shí)較強(qiáng)，但部分學(xué)生在課堂上參與度不高，需要教師引導(dǎo)。

由于摩擦力是高中物理中的重要概念，與日常生活緊密相關(guān)，學(xué)生對(duì)摩擦力的學(xué)習(xí)興趣較高。然而，由于摩擦力的復(fù)雜性和抽象性，學(xué)生在理解摩擦力的產(chǎn)生原因、影響因素以及計(jì)算方法時(shí)可能會(huì)遇到困難。此外，學(xué)生的行為習(xí)慣對(duì)課程學(xué)習(xí)也有一定影響，如課堂紀(jì)律、筆記記錄等，這些因素都會(huì)影響學(xué)生對(duì)摩擦力知識(shí)的吸收和應(yīng)用。因此，在教學(xué)過程中，教師需要關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，通過多樣化的教學(xué)方法和實(shí)踐活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。四、教學(xué)方法與手段1.講授法：結(jié)合實(shí)例，講解摩擦力的基本概念和分類，引導(dǎo)學(xué)生理解摩擦力的產(chǎn)生機(jī)制。

2.實(shí)驗(yàn)法：組織學(xué)生進(jìn)行摩擦力實(shí)驗(yàn)，觀察摩擦力的變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。

3.討論法：鼓勵(lì)學(xué)生分組討論摩擦力的應(yīng)用，提高學(xué)生的合作意識(shí)和解決問題的能力。

教學(xué)手段

1.利用多媒體課件展示摩擦力的動(dòng)畫和圖片，直觀展示摩擦力的現(xiàn)象。

2.通過教學(xué)軟件模擬摩擦力的計(jì)算過程，幫助學(xué)生理解摩擦力公式的應(yīng)用。

3.使用實(shí)物模型和教具，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)摩擦力實(shí)際應(yīng)用的感性認(rèn)識(shí)。五、教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)物理中的一個(gè)重要概念——摩擦力。摩擦力在我們的生活中無處不在，比如我們走路、寫字、開車等等，都離不開摩擦力。那么，摩擦力究竟是什么呢？它有哪些特性？今天我們就來一起探究這個(gè)問題。

（學(xué)生）好的，老師。

二、新課講授

1.摩擦力的概念

（教師）首先，我們來了解一下摩擦力的概念。摩擦力是兩個(gè)相互接觸的物體，在它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。

（學(xué)生）摩擦力是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。

（教師）很好，接下來我們來看一下摩擦力的分類。

2.摩擦力的分類

（教師）摩擦力可以分為靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力和滾動(dòng)摩擦力三種。靜摩擦力是物體在接觸面上沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力；滑動(dòng)摩擦力是物體在接觸面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力；滾動(dòng)摩擦力是物體在接觸面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。

（學(xué)生）明白了，摩擦力有三種類型。

（教師）接下來，我們通過實(shí)驗(yàn)來觀察這三種摩擦力的不同特點(diǎn)。

3.摩擦力的實(shí)驗(yàn)觀察

（教師）同學(xué)們，現(xiàn)在我們來進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)同學(xué)們兩人一組，一個(gè)同學(xué)用手握住木塊，另一個(gè)同學(xué)用力推木塊，觀察在推木塊的過程中，木塊受到的摩擦力是如何變化的。

（學(xué)生）好的，老師。

（教師）請(qǐng)同學(xué)們注意觀察，并記錄下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（學(xué)生）實(shí)驗(yàn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)木塊靜止時(shí)，受到的摩擦力較大；當(dāng)木塊開始滑動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力減小；當(dāng)木塊滾動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力最小。

（教師）很好，同學(xué)們觀察得很仔細(xì)。通過實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了摩擦力有三種類型，并且它們的特點(diǎn)不同。

4.摩擦力的影響因素

（教師）接下來，我們來探討一下摩擦力的影響因素。摩擦力的大小受到以下幾個(gè)因素的影響：接觸面的粗糙程度、物體間的壓力以及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（學(xué)生）明白了，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度、壓力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。

（教師）很好，那么我們?nèi)绾斡?jì)算摩擦力的大小呢？

5.摩擦力的計(jì)算

（教師）摩擦力的計(jì)算公式為：F=μN(yùn)，其中F為摩擦力，μ為摩擦系數(shù)，N為物體間的壓力。

（學(xué)生）摩擦力的計(jì)算公式是F=μN(yùn)。

（教師）接下來，我們通過一個(gè)例子來計(jì)算摩擦力的大小。

6.摩擦力的應(yīng)用

（教師）摩擦力在我們的生活中有著廣泛的應(yīng)用。比如，汽車的剎車系統(tǒng)就是利用摩擦力來減速的；在機(jī)械設(shè)計(jì)中，合理利用摩擦力可以提高機(jī)械的效率和壽命。

（學(xué)生）摩擦力在我們的生活中應(yīng)用很廣泛。

（教師）是的，同學(xué)們要善于觀察生活，發(fā)現(xiàn)摩擦力的應(yīng)用。

三、課堂小結(jié)

（教師）今天我們學(xué)習(xí)了摩擦力的概念、分類、影響因素、計(jì)算方法以及應(yīng)用。希望大家能夠掌握這些知識(shí)，并能夠運(yùn)用到實(shí)際生活中。

（學(xué)生）好的，老師。

四、布置作業(yè)

1.請(qǐng)同學(xué)們完成課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.請(qǐng)同學(xué)們思考：在生活中，還有哪些地方利用了摩擦力？試著舉例說明。

（學(xué)生）好的，老師。

五、課堂反思

（教師）本節(jié)課通過講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法等多種教學(xué)方法，使同學(xué)們對(duì)摩擦力有了更深入的理解。在今后的教學(xué)中，我將繼續(xù)探索更加適合學(xué)生的教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-摩擦力在日常生活中的應(yīng)用：介紹摩擦力在鞋底、輪胎、剎車系統(tǒng)等日常生活中的應(yīng)用，以及如何通過改變接觸面的粗糙程度來調(diào)整摩擦力的大小。

-摩擦力在工程技術(shù)中的應(yīng)用：探討摩擦力在機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車工程、建筑結(jié)構(gòu)等方面的應(yīng)用，如軸承的設(shè)計(jì)、摩擦材料的選擇等。

-摩擦力的歷史發(fā)展：簡(jiǎn)要介紹摩擦力研究的起源和發(fā)展歷程，包括古代對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)、現(xiàn)代摩擦力理論的建立等。

-摩擦力與物理學(xué)的其他領(lǐng)域聯(lián)系：探討摩擦力與熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等其他物理領(lǐng)域的聯(lián)系，如摩擦生熱、摩擦力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系等。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以收集生活中摩擦力的實(shí)例，如滑板、自行車剎車、門的開啟等，并分析這些實(shí)例中摩擦力的作用。

-鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)，如使用不同材質(zhì)的紙張進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)，觀察摩擦力的變化，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-組織學(xué)生討論摩擦力在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用，如汽車工程中的摩擦力設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)中的摩擦力分析等。

-引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)科普文章或書籍，了解摩擦力的最新研究成果和應(yīng)用進(jìn)展。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)競(jìng)賽或創(chuàng)新項(xiàng)目，將摩擦力的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決中。

-通過在線論壇或社交媒體，分享學(xué)生自己的摩擦力實(shí)驗(yàn)和研究成果，與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)心得。

-安排學(xué)生參觀科技館或汽車制造廠，實(shí)地了解摩擦力在工程技術(shù)中的應(yīng)用。

-鼓勵(lì)學(xué)生撰寫關(guān)于摩擦力的科普文章，提高學(xué)生的寫作能力和科學(xué)素養(yǎng)。

-組織學(xué)生參與摩擦力相關(guān)的科學(xué)講座或研討會(huì)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。七、課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究不同材質(zhì)的接觸面之間的摩擦力大小。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.準(zhǔn)備不同材質(zhì)的接觸面（如木塊、塑料塊、橡膠塊等）；

b.使用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)量不同材質(zhì)接觸面之間的最大靜摩擦力；

c.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析不同材質(zhì)接觸面之間的摩擦力差異。

答案：實(shí)驗(yàn)步驟如上所述，通過比較不同材質(zhì)接觸面之間的最大靜摩擦力，可以分析出不同材質(zhì)接觸面之間的摩擦力差異。

2.計(jì)算題：

一輛汽車的質(zhì)量為1.5噸，輪胎與地面的接觸面積為0.02平方米。若汽車以60公里/小時(shí)的速度行駛，求汽車行駛過程中受到的滾動(dòng)摩擦力。

答案：汽車受到的滾動(dòng)摩擦力F=μN(yùn)=μmg=0.01×1.5×10^3×9.8≈147N。

3.應(yīng)用題：

一輛自行車以5米/秒的速度行駛，當(dāng)剎車時(shí)，自行車受到的滑動(dòng)摩擦力為50牛頓。求自行車剎車后滑行的距離。

答案：自行車剎車后滑行的距離s=(v^2)/(2μN(yùn))=(5^2)/(2×0.01×1.5×10^3×9.8)≈4.17米。

4.分析題：

在水平面上，一個(gè)物體受到一個(gè)斜向上的力，力的大小為10牛頓，與水平面的夾角為30度。若物體與水平面的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2，求物體受到的摩擦力大小。

答案：物體受到的摩擦力F=μN(yùn)=μ(mg-Fsinθ)=0.2×(1.5×10^3×9.8-10×sin30°)≈28.8牛頓。

5.綜合題：

一個(gè)物體在水平面上受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)水平向右的力F1=20牛頓，一個(gè)斜向上的力F2=30牛頓，與水平面的夾角為45度。若物體與水平面的動(dòng)摩擦系數(shù)為0.3，求物體受到的合外力和摩擦力大小。

答案：合外力F=F1+F2sinθ=20+30×sin45°≈35牛頓；摩擦力F_friction=μN(yùn)=μ(mg-F2cosθ)=0.3×(1.5×10^3×9.8-30×cos45°)≈41.6牛頓。八、板書設(shè)計(jì)①摩擦力的概念

-摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體，在它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。

②摩擦力的分類

-靜摩擦力：物體在接觸面上沒有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。

-滑動(dòng)摩擦力：物體在接觸面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。

-滾動(dòng)摩擦力：物體在接觸面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。

③摩擦力的影響因素

-接觸面的粗糙程度

-物體間的壓力