张云刚

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）11-0043-02

一、教学目标的确定

1.知识与技能

（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地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，能表述滑动摩擦力大小跟接触面所受压力和接触面粗糙程度的关系。

（4）认识摩擦的利用与防治，并能说出增大或减小摩擦的方法。

2.过程与方法

经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，体会怎样进行科学的猜想，理解在研究多因素问题中怎样运用“控制变量”的方法。

3.情感态度与价值观

培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神。注重对学生探究能力、创新精神的培养，更注重让学生主动获取知识。

二、教学的重难点

本节教材的重难点是引导学生进行探究。对于教材中的知识点，学生大都能理解和掌握，但更重要的是让学生在测量水平运动物体所受的滑动摩擦力这个实验，研究影响滑动摩擦力大小的各种因素是本节实验探究难点，突出“猜想与假设”这个环节，同时认识在探究过程中“控制变量”的意义和方法。

三、教学过程

依据本节教材编排的顺序，依据学生的认识规律，我设计了下面的教学程序和相应的具体操作：

（一）创设情境，实验引入

实验（1）：让学生将手按在课桌上，向前滑动，体会桌面对手的前进有什么影响。（以组为单位谈感受。）

实验（2）：将牙刷的刷毛直立在课桌表面用力推拉牙刷，观察刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向有什么关系。

该教学片段让学生亲力亲为感受摩擦力存在，并直观看到摩擦力方向与运动方向相反。

（二）新课学习

1.测量水平运动物体所受的滑动摩擦力

实验：将木块放在水平木板上，用弹簧测力计水平匀速直线运动，读出弹簧测力计示数。

引导学生做好木块的受力分析。当木块在木板上做匀速直线运动时水平方向受到弹簧测力计的拉力和木板对它的滑动摩擦力。据二力平衡的条件，两个力是一对平衡力。

2.探究滑动摩擦力与哪些因素有关

（1）第一步：学生进行猜想与假设

在学生认识到摩擦力的存在后，我很自然地向学生们提出了问题：同学们猜一猜滑动摩擦力的大小可能与哪些因素有关呢？

在学生说出他的猜想后，可以问问他“你为什么要这样想呢？”当学生的猜想的基础不充分时，要结合自己的经验，将学生的思路引导合理的轨道上来，即：本节课主要实验方法是：

实验（1）：研究滑动摩擦力与接触面积大小的关系

实验（2）：研究滑动摩擦力与正压力的关系

实验（3）：研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系

实验（4）：研究滑动摩擦力与物体运动快慢的关系

实验（5）：滚动摩擦代替滑动可以减小摩擦

并将全班分为五个大组，每组用实验探究一个猜想。

（2）第二步：学生制定探究计划与设计实验

先让学生独立思考，再让他们交流讨论。通过学生的思考、交流和讨论、老师的点拨，学生都会制定出正确的探究计划。

传统测量：图1是用弹簧秤拉着一个木块D，在一个“水平面”上匀速直线运动，读出测力计示数来测量滑动摩擦力大小。此方法有3点不足：①弹簧秤是运动的，学生不容易看清其读数；②人拉动弹簧秤时很难保持“匀速”运动；③人的拉力F大小控制主观性大，木块速度快慢不均，容易造成弹簧秤读数大小与拉动木板的快慢有关这样错误的认识。

改进测量：图2是用外力拉动木板B，保持木块D水平静止，读出弹簧测力计示数，可以粗略测量物体受到滑动摩擦力。

改进实验方案可以明显看出，滑动摩擦力与拉动木板的快慢是否匀速没有关系。但是学生可能不明白其中的原理，这就是本节难点。因此我设计制作了摩擦力演示仪CZ-1突破教学难点。

①实验方法改进

如图3所示，尝试用所学受力分析的知识，把弹簧秤固定下来，学生读数就方便了；把移动“木块”改为移动“水平面”，只要“木块”和“水平面”有相对运动（或相对运动趋势），保持“木块”静止，它受到的摩擦力f 和弹簧秤的拉力F是平衡力，而与“水平面”的运动快慢无关，弹簧秤的指针能稳定地指在某一刻度。基于上述分析，我明确改进实验关键是：如何有效固定木块。如图4摩擦力演示仪CZ-1，巧妙固定了“木块”使其静止，克服了传统操作的不足，取得了预期的实验效果。

②实验仪器制作

制作思路：如图5所示，把一个弹簧秤固定在一个水平木制滑槽上，实验时利用钩码的重力，拉动木制滑槽里的长木板运动，使长木块和木块之间产生摩擦力，此时，弹簧秤可得到稳定读数。

材料选择：

a.长方形木槽A ：165cm？1cm？5cm（用作底座）

b.固定板C ：15cm？4.5cm？cm 的木板两块（用作弹簧测力计固定板）

c.如图6所示，滑动摩擦主板B ：82cm？0cm？cm 的木板一块（用作相对滑动摩擦面）

d.如图7所示，静止物体D ： 10cm？0cm？cm ，400g的木块一块（研究物体）

e.如图8所示，定滑轮：一个。（改变重力方向）

f.如图8所示，弹簧测力计：一个，量程为5牛。（测量拉力）

g.如图8所示，钩码：（100g；50g）两盒。（用钩码受到的重力拉动B板，可以使力均衡）

h如图8所示，布料：粗糙程度不同的布料两条。（用于研究f决定因素）

③制作方法

如图9所示，把A平放在操作台上，把C水平静止放A槽上，距定滑轮一端66cm处，用螺钉固定；再把B穿过C放进A滑槽内，一端与细绳固定，绳子另一端穿过定滑轮与钩码相连。木块D与C连接，水平静止放在B板上。至此，摩擦力演示仪CZ-1如图10所示，制作完毕。

（3）第三步：学生学会自己设计记录实验数据的表格，进行实验与收集数据，分析论证，得出实验结论。

在学生实验的过程中，巡视各实验小组，帮助学生解决实验中遇到的问题，同时应教给学生设计实验表格（如表1所示）的一般方法。

在得到实验结论后，引导学生总结实验中采用的方法：如果一个物理量与多个因素有关，我们在研究某一个因素对该物理量的影响时，应控制其它与该物理量有关的因素不变，这种研究问题的方法叫做“控制变量法”。

3.如何增大和减小摩擦

有很多增大和减小摩擦的事例都是学生们所熟悉的，而且学生们已经通过实验获得了滑动摩擦的有关知识，鼓励他们提供更多有趣的利用摩擦、减小摩擦的事例。

4.以分组抢答形式完成一些课堂反馈题

5.课后作业

（1）以“假如没有摩擦”为题，写一篇科幻短文。

（2）观察自行车上哪些地方存在摩擦，其中哪些是有益的，哪些是有害的 ，你能想出哪些办法来增大或减小它们。

（责任编辑 曾 卉）