【设计理念】
1.在摩擦力的定义中,“相对运动”是学习的一个难点,本节课通过两次海绵实验(木板不动,水平推动海棉;海棉不动,水平抽动木板)解决了这个问题。
2.摩擦力大小的影响因素,如果让学生无目的猜想,可能会出现很多答案,如接触面的粗糙程度;接触面的大小;运动的速度;接触面之间的压力;运动的方向等,由于摩擦力的产生原因本身就是有争议的谜团,它与以上因素的关系要解释清楚并不容易,以学生现有的知识水平还无法接受,但要是不让学生猜想,直接探究压力和粗糙程度的关系又太牵强。因此我精心设计了四个和增大摩擦力有关的问题,让学生通过对具体的解决办法归纳分类,自己形成假说,顺理成章地找出压力和粗糙程度的关系。
3.在实验验证摩擦力与压力、粗糙程度的关系时,为了节约时间,保证实验质量,明确实验目的,采取分领课题的方法。
【教材分析】
【教学流程图】
【教学过程实录】
一、引入新课
小游戏──拨河比赛。
师:一人抓一头,用力握住不锈钢管(一端事先抹上洗洁净)。(采访失利方)说说你失败的原因?
生:太滑了。
师:(采访胜利者)你这边滑不滑?
生:不滑。
师:除了自己的力量,还有什么力帮了你的忙?
生:摩擦力。(若说不出,就转问“大家认为呢?”)
师:今天咱们就来研究一下摩擦力。
板书:12.3摩擦力
二、进行新课
1.摩擦力定义(方向、作用点)。
师:要认识一个力,可以从哪几个方面入手?
生:大小、方向、作用点。
板书:大小、方向、作用点
师:我们通过实验,探究摩擦力的方向和作用点。
(演示海棉实验:木板不动,水平推动海棉)
推动过程中,海棉在水平方向上,除了受推力,还受什么力?摩擦力对运动起什么作用?摩擦力发生在什么部位?
生:回答。
师:(再演示海棉实验。海棉不动,水平抽动木板。)
海棉还受到摩擦力吗?何以见得?它对运动起什么作用?发生在什么部位?
生:回答。
师:可见不管谁运动,只要有相对运动,就会产生阻碍相对运动的力──摩擦力。
由此可见,摩擦力的方向与相对运动的方向_________,作用点在______________。
生:(讨论后填空)
师:能不能根据摩擦力的方向、作用点和它对运动的作用,给它下个定义?
(学生讨论后说出答案)
师:(出示定义;学生齐声朗读)
2.摩擦力的大小。
师:你见过哪些与摩擦力有关的现象?
(学生讨论后举例)
师:既然大家这么熟悉摩擦力,帮我解决几个问题吧!
问题1:小明新买了一瓶果酱,可是瓶盖儿怎么也打不开,你有几种办法把它拧开?
问题2。小华做航模时需要把木块的一条棱锉掉,操作要领是什么?
问题3:攀岩活动中怎样做才能顺利到达顶峰,而不滑下来?
问题4:妈妈买了几条泥漱,小红捉的时候发现很滑,怎么做才能把泥漱抓起来?
板书:解决问题
(学生选择自己想研究的问题,讨论、实验,写解决办法,贴到黑板上展示。)
师:这些增大摩擦力的办法,哪几种实质是一样的?实质是什么?
你认为摩擦力的大小可能和哪些因素有关?大胆说出你的假说!
(学生讨论回答)
板书:压力、粗糙程度
师:若要增大摩擦力,该怎么办?
(学生讨论回答)
板书:使接触面粗糙,增大压力
师:举个例子。
师:有时还需要减小摩擦力,逆向思维,看减小摩擦力该怎么办?
(学生讨论回答)
板书:使接触面光滑;减小压力
师:实际上我们通过对具体办法的归纳分类,已经得出了摩擦力的大小可能和粗糙程度、压力有关的假说。但是,假说仅仅是一种可能,不一定成立!应该怎样来检验?
板书:形成假说
生:做实验。
板书:实验验证
师:你想怎么测摩擦力?友情提示:1.怎么测量摩擦力?
(学生讨论后上台演示:弹簧秤拉木块)
师:说出操作要领和原理。
生:匀速、水平、二力平衡。
师:友情提示:2.我们猜想摩擦力的大小与两个因素有关,在探究时应采取什么方法处理?
(学生讨论说出“控制变量法”。即:控制接触面粗糙程度不变,改变压力,观察摩擦力大小或控制压力不变,改变接触面粗糙程度,观察摩擦力大小。)
师:得到了哪两个课题?
生:摩擦力与压力的关系;摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
师:友情提示:3.怎样改变压力,观察摩擦力?怎样改变接触面粗糙程度,观察摩擦力?
(学生思考讨论,但不回答)
师:小组讨论选择你们想探究的一个课题,动手实验,并写出探究报告,一会儿上台展示。
(学生讨论、实验、填写报告)
(请做完的小组上台演示实验,展示数据,说出结论。其他小组注意观察,看有无不规范之处,有无更好的做法。)
(一个小组学生上台展示,其他小组评估)
师:同一个实验,方法有没有不一样的?大家同意他们的结论吗?能否提出小建议?展示其他小组的报告,分析数据。
(同样处理第二个课题)
师:谁能概括说出总的结论?
生:压力越大,摩擦力越大;
接触面越粗糙,摩擦力越大。
师:这个结论能不能证明我们的假说?
板书:得出结论、箭头、假说成立
三、拓展探究
师:(再次演示海棉实验)怎样利用刚才的结论减小摩擦?
生:减小压力;使接触面光滑。
师:还有更好的方法吗?
(学生讨论回答)安轮子。
师:轮子滚动时产生的摩擦属于另一种摩擦,叫做滚动摩擦。我们今天研究的叫做滑动摩擦。
板书:摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦
在相同情况下,滚动摩擦和滑动摩擦哪个大?
(学生猜想)
师:拿出数据来证明!
(学生讨论实验得出结论)
师:相同情况下,滚动摩擦远小于滑动摩擦。能举个例子吗?
(学生讨论举例)车轮、溜冰鞋、轴承…
师:摩擦还能更小吗?
假如它是一列火车,想通过减小摩擦力来提速,怎么办?
生:磁悬浮列车。(它靠强磁场把列车从轨道上微微托起,使接触面分离,来有效减小摩擦。)
师:除了磁悬浮,还有什么方法能使接触面分离?
生:气垫船(利用船底与水面之间的一层空气垫来减小摩擦力),润滑油…
师:(点击课件)拓展探究:减小摩擦力。你能总结出减小摩擦力的几种方法吗?
(学生讨论回答)
四、小结
师:这节课你学到了哪些知识?
(学生讨论回答)f的方向、作用点、大小的影响因素、增减方法…
师:应用了哪些方法?
(学生讨论回答)控制变量法(探究f的影响因素)…
师:(点击课件)看看我们经历了怎样的探究过程?
探究的方法多种多样,要灵活运用,才能不断提高。
(说明:一般的探究过程大致包括以下几个步骤:提出问题、猜想、实验验证、得出结论;本节课采取了提出问题、解决问题、归纳分类、形成假说、实验验证、得出结论的探究方法,使学生不用漫无目的地猜想,直接通过解决实际问题形成假说。)
五、布置作业
1.小论文:“没有摩擦的世界”(点去课件)图片:无摩擦王国。
2.(击课件)小明说摩擦真讨厌,因为要推动地板上笨重的箱子得费很大的力气!小华不同意了,说浴室的地板一不小心就会滑倒,多亏有摩擦,放上一块浴垫就不会摔跤了!
摩擦究竟利大?弊大?你支持谁的观点,赶快回家搜集资料吧!下节课我们要开一个辩论会!
【板书设计】
注:本课于2003年4月15日在青岛二十八中上过全国录像课。