2019-2020年高一物理 第一章 力 四、摩擦力(第一課時) 人教大綱版第一冊.doc

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2019-2020年高一物理 第一章 力 四、摩擦力(第一課時) 人教大綱版第一冊 從容說課 摩擦力是力學中常見的三種力之一，教學內容包括： （一）滑動摩擦力的概念、產生條件、滑動摩擦力的方向、滑動摩擦力的大?。椿瑒幽Σ炼桑? (二)靜摩擦力的概念、產生條件、滑動摩擦力的方向、靜摩擦力大小的不確定性和被動性. 本節(jié)課的特點是：對摩擦力的認識，層層分解而避免一步到位,教學中要注意把握好尺度，以減輕學生負擔、降低教學難度． 結合教材內容和特點．本節(jié)課的教學目標定位如下： 1．知道滑動摩擦力及產生條件．會判斷滑動摩擦力的方向． 2．知道滑動摩擦力跟壓力成正比．會用公式F=μFN “計算滑動摩擦力的大小。知道動摩擦因數(shù)跟什么有關． 3．知道靜摩擦產生的條件，會判斷靜摩擦力的方向． 4．知道最大靜摩擦的概念，能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小． 本節(jié)課的教學重點定位如下： 滑動摩擦力的產生條件及規(guī)律．學會用公式F=μFN解決實際同題． 靜摩擦力的產生條件及規(guī)律．正確理解什么是最大靜摩擦力． 本節(jié)課的教學難點定位如下； 正壓力的確定及靜摩擦力的教學． 本節(jié)課注意結合實際，采用實驗和實例分析交互的方式，啟發(fā)學生動手動腦，在教師的指導下積極參與課堂活動，通過對各演示實驗現(xiàn)象的觀察分析，得出結論．培養(yǎng)學生的實驗能、觀察能力及實事求是的科學態(tài)度． 本節(jié)課的教學程序如下： 實驗演示，導入新課→控制變量．實驗探究，得到什么是滑動摩擦力及其產生條件→實驗分析，得到滑動摩擦力的方向與物體的相對運動方向相反→辨析物體的運動方向和物體的相對運動方向的區(qū)別一設計實驗，探究得到滑動摩擦定律． 實例分析→得到什么是靜摩擦力及其方向→實驗探討最大靜摩擦力與正壓力之間的關系． 教學目標 一、知識目標 1．知道靜摩擦力和滑動摩擦力產生的條件。會判斷這兩種摩擦力的方向． 2．知道滑動摩擦力的大小跟什么有關，知道滑動摩擦力跟壓力成正比． 3．知道什么是最大靜摩擦力。知道最大靜摩擦力跟物體問的正壓力成正比． 二、能力目標 1．培養(yǎng)學生的實驗觀察能力和實驗分析能力． 2．培養(yǎng)學生的科學的語言表達能力． 3．對學生進行科學研究方法的滲透． 三、德育目標 向學生滲透抓住主要矛盾和主要因素，忽略次要因素的辯證思想. 教學重點 1.滑動摩擦力產生的條件及規(guī)律，并會用F=μFN解決實際問題. 2.靜摩擦力產生的條件及規(guī)律，正確理解什么是最大靜摩擦力. 教學難點 1.正壓力的確定. 2.靜摩擦力方向的正確判定. 教學方法 講授法、實驗法、討論法. 教學用具 斜面、小車、毛巾、彈簧秤、長方體物塊4個相同的重物、磨砂紙、投影片. 課時安排 1課時 教學過程 ［投影本節(jié)課的學習目標］ 1.知道滑動摩擦力產生的條件，會正確判斷滑動摩擦力的方向. 2.會用F=μFN計算有關問題. 3.知道動摩擦因數(shù)μ的大小與接觸面的材料和粗糙程度有關. 4.知道靜摩擦力產生的條件，知道靜摩擦力的方向. 5.知道什么是最大靜摩擦力. [學習目標完成過程] 一、引入新課 ［演示實驗］ 1.手拉一木塊在桌面上運動，停止用力后，小木塊慢慢停下來. 2.小車從斜面上滑下. ［教師］觀察到什么現(xiàn)象？ ［學生］小木塊和小車停下來. ［教師］它們?yōu)槭裁磿Ｏ聛砟兀? ［學生］由于受到了摩擦力的作用. ［教師］初中我們已經(jīng)學過了摩擦力的一些知識，本節(jié)課進一步學習摩擦力的知識. 二、新課教學 （一）滑動摩擦力 ［教師］在演示實驗中，木塊和小車都受到了摩擦力，這叫什么摩擦力？ ［學生］滑動摩擦力. ［教師］滑動摩擦力是怎樣產生的呢？同學們能否舉例說明？ ［學生活動］積極思考并通過實驗研究. 方案一：讓小車從斜面上滑下，滑到光滑的水平面上. 現(xiàn)象：小車一直運動下去. 方案二：在光滑水平面上鋪放一條毛巾，再讓小車從斜面上滑下. 現(xiàn)象：小車在水平鋪放的毛巾上慢慢停下來. 方案三：將小車單獨放在水平毛巾上，施加一水平力使小車開始運動后，立即撤去水平力. 現(xiàn)象：小車慢慢停下. 方案四：將小車單獨放在水平毛巾上，不施加水平力. 現(xiàn)象：小車始終靜止. 方案五：用一個大小等于小車的重力的向上的力，拉著小車，使小車在水平毛巾上以某一速度運動. 現(xiàn)象：小車會一直運動下去. ［師生共同活動］共同分析上述現(xiàn)象，總結歸納： 1.當一個物體在另一個物體表面上相對另一物體滑動時，受到另一個物體阻礙它相對滑動的力，叫做滑動摩擦力. 2.滑動摩擦力的產生條件： （1）兩物體直接接觸且接觸面粗糙. （2）兩物體間存在相互作用的彈力 正壓力. （3）兩物體接觸面之間有相對滑動. ［教師］滑動摩擦力的方向如何呢？分析上述有關滑動摩擦力的實驗，試用語言描述滑動摩擦力的方向. ［學生活動］（分析討論并組織語言表述） 滑動摩擦力的方向總是跟接觸面相切，且跟物體的相對運動的方向相反. ［鞏固訓練］ 如圖，物體A處于水平放置的長木板B上，現(xiàn)讓A、B都向右運動，且vA＜vB.分析物塊A是否受到摩擦力？方向如何？ [參考答案] A受到滑動摩擦力，方向水平向右. ［評析拓展］ 1.所謂“相對運動”是指相對接觸的物體，而不是相對于別的物體（比如水平地面）. 例如：上題中由于vA＜vB，故A相對于B水平向左運動，因而A所受B的滑動摩擦力方向水平向右. 2.滑動摩擦力也可能是動力. 在上題中，A所受滑動摩擦力跟A運動方向相同，因而此時滑動摩擦力是動力. 3.滑動摩擦力是被動力. ［教師］滑動摩擦力的大小與哪些因素有關呢？能否設計實驗來驗證你的設想呢？ ［學生活動］積極思考、討論并設計實驗演示.（教師隨時指導） 演示實驗一：先用彈簧秤拉著長方體物塊A如甲圖運動，再用彈簧秤拉長方體物塊A如圖乙運動（兩次都做勻速運動） 實驗現(xiàn)象：彈簧秤的示數(shù)相同. 比較實驗條件：物體和桌面的接觸面積不同. 結論：滑動摩擦力的大小與接觸面面積大小無關. 演示實驗二：分別用丙圖和丁圖來做： 現(xiàn)象：丙圖中彈簧秤的示數(shù)比丁圖中彈簧秤的示數(shù)小. 比較實驗條件：兩種情況下接觸面的粗糙程度不同. 結論： 滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關. 演示實驗三：分別在小車上加數(shù)量不同的砝碼在桌面做勻速運動. 實驗現(xiàn)象：物體所加砝碼越多，彈簧秤示數(shù)越大. 比較實驗條件： 物體對地面的壓力不同. 結論：滑動摩擦力的大小與壓力有關. ［教師］精確的實驗表明： 滑動摩擦力跟正壓力成正比.如果用F表示滑動摩擦力的大小，用FN表示正壓力的大小，則有F=μFN 其中μ叫做動摩擦因數(shù)，它由接觸面的材料和粗糙程度決定. ［鞏固訓練］用投影片出示 在水平力F作用下，重為G的物體勻速下滑，如圖所示，若物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體所受摩擦力的大小為 A.μF B.μF+G C.G D. [參考答案]AC ［評析拓展］由此題可知計算滑動摩擦力的方法有兩種：一是直接由F=μFN求解；二是由物體的受力情況和運動情況，間接進行判斷和計算. （二）靜摩擦力 ［教師］請一位同學用一不太大的水平力推講桌.提問：觀察到了什么？ ［學生］桌子沒動. ［師生共同分析］ 用水平力推桌子時，桌子有一個沿推力方向運動的趨勢（但并沒有運動）.為什么呢？原因是此時桌子和地面間產生了一個阻礙相對運動趨勢的力，這就是靜摩擦力. ［教師］靜摩擦力的方向如何？ ［學生］分析思考后作答： 靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反. ［教師］請另一位同學來推講桌，水平力逐步增大. ［學生］仔細觀察并思考： 現(xiàn)象：開始時桌子未動，當水平力增大到某一值時，桌子突然動起來. 分析：桌子未動時，桌子水平方向受力平衡，即靜摩擦力等于水平力. ［師生共同活動］分析總結 1.靜摩擦力隨外力的增大而增大. 2.靜摩擦力不能無限增大，靜摩擦力的最大值叫做最大靜摩擦力，最大靜摩擦力等于物體剛剛運動時的推力. ［思考與討論］ 最大靜摩擦力和什么因素有關？ ［學生活動］舉例： 推動一輛空車比推動一輛載重車容易. 結論：最大靜摩擦力和壓力有關. ［教師］能否準確地描述最大靜摩擦力和壓力的關系呢？ ［學生活動］設計實驗 實驗一：用彈簧秤拉一重物A，觀察重物剛滑動時彈簧秤的示數(shù)F1. 實驗二：在A上疊放一相同的重物B，再次觀察剛滑動時彈簧秤的示數(shù)F2. 實驗三：在A、B上再疊放一相同的重物C，觀察剛滑動時彈簧秤的示數(shù)F3. 結論：F1/G=F2/2G=F3/3G（F3=3F1，F(xiàn)2=2F1） 即：最大靜摩擦力與正壓力成正比 ［鞏固訓練］用投影片出示 1.日常生活中靜摩擦力有哪些應用？ 2.判定下列兩種情況下A和斜面間是否存在摩擦力？如何存在，是什么摩擦力？（甲圖中A沿斜面勻速下滑 乙圖中A靜止在斜面上） [參考答案]1.略 2.甲圖中A受到滑動摩擦力，乙圖中A受到靜摩擦力 [課堂討論] [投影討論題] 1． 受靜摩擦力作用的物體是否一定靜止？ 2． 摩擦力是否一定是阻力？ 3． 滑動摩擦力的方向是否一定和動運方向相反？ 4． 有外力作用才會產生靜摩擦力嗎？ [學生活動] [教師點撥] l．物體是否受到靜摩擦力，與物體處于靜止還是運動狀態(tài)沒有關系，關鍵是物體相對于其接觸的物體靜止． 例如：一個人端著一杯水走路，杯子受到手的靜摩擦力；站在啟動的火車上的人愛到車廂地板的摩擦力；拔河比賽時受繩子的摩擦力等，都是靜摩擦力． 2.有些摩擦力是阻礙物體的運動,但也有一些摩擦力卻是物體在運動過程中的動力.例如人在加速跑步時，汽車加速前進時，由于人的腳或車輪(主動輪)與地面接觸時相對靜止，但有向后運動的趨勢，故地面給人的腳或車輪一個向前的靜摩擦力，這個靜摩擦力是使人或車前進的動力． 3．滑動摩擦力的方向和物體的運動方向不一定相反． 例如：如圖所示。長木板上放一木塊B． 當A突然獲得速度向右運動時，B也隨A向A運動，同時B相對于A向左滑動，顯然，B物體的運動方向是向右的，但它相對于A滑動的方向卻是向左的。B受滑動摩擦力方向是向右的。與B的運動方向相同． 判斷摩擦力方向時一定明確“相對”的含義，“相對”既不是“對”地。也不是“對觀察者”，“相對”的是跟它接觸的物體． 4.產生靜摩擦力的原因是因為物體受到不為零的沿接觸面方向的外力作用，這種情況確實存在．例如：在右圖中，用水平力F拉放在地面上的物塊。但未拉動，是因為物塊受到水平方向靜摩擦力的作用．但以此認為沿接觸面的外力是產生靜摩擦力的條件卻是片面的，不科學的． 例如：放在水平傳送帶上并與傳送帶保持相對靜止的貨物。在傳送帶加速或減速時，也會受到靜摩擦力的作用，其原因并不是貨物在水平方向受除靜摩擦力以外的其他外力作用，而是因為貨物與傳送帶問存在相對運動的趨勢． 可見，相互接觸的物體要產生靜摩擦力，物體間必須具有相對運動的趨勢，而這種“相對運動的趨勢”既可由外力產生，也可以是因為運動狀態(tài)的改變而產生． 三、小結 [投影]小結思考題 1．一個物體在另一個物體表面上 的時候，要受到另一個物體 的力。這種力叫做滑動摩擦力． 2.滑動摩擦力的產生條件：①接觸面 ；②兩物體相互 且存在 ；③兩物體間有 ． 3.滑動摩擦力的方向總是沿著 ．且與 的方向相反． 4.滑動摩擦力跟 成正比，F(xiàn)= ，μ為 ，μ取決于物體的 和接觸面的 與接觸面的面積 ． 5.當一個物體在另一個物體的表面上有 時，所受到的另一個物體對它的阻礙作用叫靜摩擦力． 6．靜摩擦力的產生條件： ①接觸面 ；②兩物體 且存在 ；③兩物體間有 ． 7.靜摩擦力的方向沿著 跟物體 的方向相反． 8.靜摩擦力的大小隨外力增加而 ，當外力增大到使物體處于將動未動的狀態(tài)時，靜摩擦力達到 .故靜摩擦力隨外力的變化而在 的范圍內變化，最大靜摩擦力與壓力成正比． 四、作業(yè) 1. 課本P16練習四 2.思考題 如圖，A、B兩物體疊放在水平面上.水平力F作用在A上，但兩者都未動，試分析A、B所受摩擦力的情況. 3.變式訓練： 在上題中，如水平力作用在B上呢？ [參考答案] 2.A受到B水平向右的靜摩擦力F1.B受到A水平向左的靜摩擦力F2.B受到水平面水平向右的靜摩擦力F3.且F1=F2=F3=F（由二力平衡條件知）. 3.A不受摩擦力，B受水平面對B的水平向右的靜摩擦力F′，且F′=F. 五、板書設計 六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計 1.關于摩擦力，下列說法中正確的是（ ） A.摩擦力方向總是跟運動方向相反 B.相互壓緊且接觸面粗糙的物體之間一定有摩擦力 C.相互接觸的物體間的正壓力增大，摩擦力一定增大 D.物體受到靜摩擦力的大小，跟接觸面的粗糙程度無關 2.對于兩個相互接觸的物體，下列說法中正確的是（ ） A.有彈力必有摩擦力 B.有彈力不一定有摩擦力 C.有摩擦力必有彈力 D.有摩擦力不一定有彈力 3.自行車在平直公路上勻速行駛過程中，則（ ） A.前后輪受到的摩擦力均向后 B.前后輪受到的摩擦力均向前 C.前輪受到的摩擦力向前，后輪受到的摩擦力向后 D.前輪受到的摩擦力向后，后輪受到的摩擦力向前 4.如圖，C是水平地面，A、B是兩個長方形物塊，F(xiàn)作用在物塊B上，物塊A和B以相同的速度做勻速直線運動，由此可知，A、B之間的動摩擦因數(shù)μ1和B、C間的動摩擦因數(shù)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.如圖所示，一木塊放在水平面上，在水平方向共受到三個力即F1、F2和摩擦力作用.木塊處于靜止狀態(tài)，其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去力F1，則木塊在水平方向受到的合力為（ ） A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右 C.2 N，方向向左 D.零 6.物體與豎直墻壁的動摩擦因數(shù)為μ，物體的質量為m，當物體沿著墻壁自由下落時，物體受到的滑動摩擦力為______. 7.一木塊靜止在水平桌面上，已知木塊重為10 N，木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力為2.2 N，求： （1）用1.5 N的水平力拉木塊時，木塊受到的摩擦力有多大？ （2）要使木塊由靜止開始運動，至少要用多大的水平拉力？ （3）木塊在桌面滑動后，使水平拉力大小變?yōu)?.5 N，木塊受到多大的摩擦力？ ［參考答案］ 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