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2019-2020年高一物理 第一章 力 四、摩擦力(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè) 從容說課 摩擦力是力學(xué)中常見的三種力之一，教學(xué)內(nèi)容包括： （一）滑動(dòng)摩擦力的概念、產(chǎn)生條件、滑動(dòng)摩擦力的方向、滑動(dòng)摩擦力的大?。椿瑒?dòng)摩擦定律）. (二)靜摩擦力的概念、產(chǎn)生條件、滑動(dòng)摩擦力的方向、靜摩擦力大小的不確定性和被動(dòng)性. 本節(jié)課的特點(diǎn)是：對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)，層層分解而避免一步到位,教學(xué)中要注意把握好尺度，以減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)、降低教學(xué)難度． 結(jié)合教材內(nèi)容和特點(diǎn)．本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)定位如下： 1．知道滑動(dòng)摩擦力及產(chǎn)生條件．會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向． 2．知道滑動(dòng)摩擦力跟壓力成正比．會(huì)用公式F=μFN “計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小。知道動(dòng)摩擦因數(shù)跟什么有關(guān)． 3．知道靜摩擦產(chǎn)生的條件，會(huì)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?。? 本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)定位如下： 滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件及規(guī)律．學(xué)會(huì)用公式F=μFN解決實(shí)際同題． 靜摩擦力的產(chǎn)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(xué)難點(diǎn)定位如下； 正壓力的確定及靜摩擦力的教學(xué)． 本節(jié)課注意結(jié)合實(shí)際，采用實(shí)驗(yàn)和實(shí)例分析交互的方式，啟發(fā)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，在教師的指導(dǎo)下積極參與課堂活動(dòng)，通過對(duì)各演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析，得出結(jié)論．培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)?、觀察能力及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度． 本節(jié)課的教學(xué)程序如下： 實(shí)驗(yàn)演示，導(dǎo)入新課→控制變量．實(shí)驗(yàn)探究，得到什么是滑動(dòng)摩擦力及其產(chǎn)生條件→實(shí)驗(yàn)分析，得到滑動(dòng)摩擦力的方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反→辨析物體的運(yùn)動(dòng)方向和物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的區(qū)別一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究得到滑動(dòng)摩擦定律． 實(shí)例分析→得到什么是靜摩擦力及其方向→實(shí)驗(yàn)探討最大靜摩擦力與正壓力之間的關(guān)系． 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1．知道靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件。會(huì)判斷這兩種摩擦力的方向． 2．知道滑動(dòng)摩擦力的大小跟什么有關(guān)，知道滑動(dòng)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(biāo) 1．培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和實(shí)驗(yàn)分析能力． 2．培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)的語言表達(dá)能力． 3．對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究方法的滲透． 三、德育目標(biāo) 向?qū)W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(xué)重點(diǎn) 1.滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，并會(huì)用F=μFN解決實(shí)際問題. 2.靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，正確理解什么是最大靜摩擦力. 教學(xué)難點(diǎn) 1.正壓力的確定. 2.靜摩擦力方向的正確判定. 教學(xué)方法 講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法. 教學(xué)用具 斜面、小車、毛巾、彈簧秤、長(zhǎng)方體物塊4個(gè)相同的重物、磨砂紙、投影片. 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過程 ［投影本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)］ 1.知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件，會(huì)正確判斷滑動(dòng)摩擦力的方向. 2.會(huì)用F=μFN計(jì)算有關(guān)問題. 3.知道動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān). 4.知道靜摩擦力產(chǎn)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(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程] 一、引入新課 ［演示實(shí)驗(yàn)］ 1.手拉一木塊在桌面上運(yùn)動(dòng)，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(xué)生］小木塊和小車停下來. ［教師］它們?yōu)槭裁磿?huì)停下來呢？ ［學(xué)生］由于受到了摩擦力的作用. ［教師］初中我們已經(jīng)學(xué)過了摩擦力的一些知識(shí)，本節(jié)課進(jìn)一步學(xué)習(xí)摩擦力的知識(shí). 二、新課教學(xué) （一）滑動(dòng)摩擦力 ［教師］在演示實(shí)驗(yàn)中，木塊和小車都受到了摩擦力，這叫什么摩擦力？ ［學(xué)生］滑動(dòng)摩擦力. ［教師］滑動(dòng)摩擦力是怎樣產(chǎn)生的呢？同學(xué)們能否舉例說明？ ［學(xué)生活動(dòng)］積極思考并通過實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(dú)放在水平毛巾上，施加一水平力使小車開始運(yùn)動(dòng)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(dú)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(gè)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(yùn)動(dòng). 現(xiàn)象：小車會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去. ［師生共同活動(dòng)］共同分析上述現(xiàn)象，總結(jié)歸納： 1.當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)另一物體滑動(dòng)時(shí)，受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力，叫做滑動(dòng)摩擦力. 2.滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)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(duì)滑動(dòng). ［教師］滑動(dòng)摩擦力的方向如何呢？分析上述有關(guān)滑動(dòng)摩擦力的實(shí)驗(yàn)，試用語言描述滑動(dòng)摩擦力的方向. ［學(xué)生活動(dòng)］（分析討論并組織語言表述） 滑動(dòng)摩擦力的方向總是跟接觸面相切，且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反. ［鞏固訓(xùn)練］ 如圖，物體A處于水平放置的長(zhǎng)木板B上，現(xiàn)讓A、B都向右運(yùn)動(dòng)，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(dòng)摩擦力，方向水平向右. ［評(píng)析拓展］ 1.所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是指相對(duì)接觸的物體，而不是相對(duì)于別的物體（比如水平地面）. 例如：上題中由于vA＜vB，故A相對(duì)于B水平向左運(yùn)動(dòng)，因而A所受B的滑動(dòng)摩擦力方向水平向右. 2.滑動(dòng)摩擦力也可能是動(dòng)力. 在上題中，A所受滑動(dòng)摩擦力跟A運(yùn)動(dòng)方向相同，因而此時(shí)滑動(dòng)摩擦力是動(dòng)力. 3.滑動(dòng)摩擦力是被動(dòng)力. ［教師］滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢？能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的設(shè)想呢？ ［學(xué)生活動(dòng)］積極思考、討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)演示.（教師隨時(shí)指導(dǎo)） 演示實(shí)驗(yàn)一：先用彈簧秤拉著長(zhǎng)方體物塊A如甲圖運(yùn)動(dòng)，再用彈簧秤拉長(zhǎng)方體物塊A如圖乙運(yùn)動(dòng)（兩次都做勻速運(yùn)動(dòng)） 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：彈簧秤的示數(shù)相同. 比較實(shí)驗(yàn)條件：物體和桌面的接觸面積不同. 結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面面積大小無關(guān). 演示實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件：兩種情況下接觸面的粗糙程度不同. 結(jié)論： 滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān). 演示實(shí)驗(yàn)三：分別在小車上加數(shù)量不同的砝碼在桌面做勻速運(yùn)動(dòng). 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：物體所加砝碼越多，彈簧秤示數(shù)越大. 比較實(shí)驗(yàn)條件： 物體對(duì)地面的壓力不同. 結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力有關(guān). ［教師］精確的實(shí)驗(yàn)表明： 滑動(dòng)摩擦力跟正壓力成正比.如果用F表示滑動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)，它由接觸面的材料和粗糙程度決定. ［鞏固訓(xùn)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(dòng)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(píng)析拓展］由此題可知計(jì)算滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)情況，間接進(jìn)行判斷和計(jì)算. （二）靜摩擦力 ［教師］請(qǐng)一位同學(xué)用一不太大的水平力推講桌.提問：觀察到了什么？ ［學(xué)生］桌子沒動(dòng). ［師生共同分析］ 用水平力推桌子時(shí)，桌子有一個(gè)沿推力方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)（但并沒有運(yùn)動(dòng)）.為什么呢？原因是此時(shí)桌子和地面間產(chǎn)生了一個(gè)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這就是靜摩擦力. ［教師］靜摩擦力的方向如何？ ［學(xué)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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反. ［教師］請(qǐng)另一位同學(xué)來推講桌，水平力逐步增大. ［學(xué)生］仔細(xì)觀察并思考： 現(xiàn)象：開始時(shí)桌子未動(dòng)，當(dāng)水平力增大到某一值時(shí)，桌子突然動(dòng)起來. 分析：桌子未動(dòng)時(shí)，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(dòng)］分析總結(jié) 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(yùn)動(dòng)時(shí)的推力. ［思考與討論］ 最大靜摩擦力和什么因素有關(guān)？ ［學(xué)生活動(dòng)］舉例： 推動(dòng)一輛空車比推動(dòng)一輛載重車容易. 結(jié)論：最大靜摩擦力和壓力有關(guān). ［教師］能否準(zhǔn)確地描述最大靜摩擦力和壓力的關(guān)系呢？ ［學(xué)生活動(dòng)］設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一：用彈簧秤拉一重物A，觀察重物剛滑動(dòng)時(shí)彈簧秤的示數(shù)F1. 實(shí)驗(yàn)二：在A上疊放一相同的重物B，再次觀察剛滑動(dòng)時(shí)彈簧秤的示數(shù)F2. 實(shí)驗(yàn)三：在A、B上再疊放一相同的重物C，觀察剛滑動(dòng)時(shí)彈簧秤的示數(shù)F3. 結(jié)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(xùn)練］用投影片出示 1.日常生活中靜摩擦力有哪些應(yīng)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(dòng)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(dòng)摩擦力的方向是否一定和動(dòng)運(yùn)方向相反？ 4． 有外力作用才會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力嗎？ [學(xué)生活動(dòng)] [教師點(diǎn)撥] l．物體是否受到靜摩擦力，與物體處于靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有關(guān)系，關(guān)鍵是物體相對(duì)于其接觸的物體靜止． 例如：一個(gè)人端著一杯水走路，杯子受到手的靜摩擦力；站在啟動(dòng)的火車上的人愛到車廂地板的摩擦力；拔河比賽時(shí)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(yùn)動(dòng),但也有一些摩擦力卻是物體在運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)力.例如人在加速跑步時(shí)，汽車加速前進(jìn)時(shí)，由于人的腳或車輪(主動(dòng)輪)與地面接觸時(shí)相對(duì)靜止，但有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故地面給人的腳或車輪一個(gè)向前的靜摩擦力，這個(gè)靜摩擦力是使人或車前進(jìn)的動(dòng)力． 3．滑動(dòng)摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向不一定相反． 例如：如圖所示。長(zhǎng)木板上放一木塊B． 當(dāng)A突然獲得速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，B也隨A向A運(yùn)動(dòng)，同時(shí)B相對(duì)于A向左滑動(dòng)，顯然，B物體的運(yùn)動(dòng)方向是向右的，但它相對(duì)于A滑動(dòng)的方向卻是向左的。B受滑動(dòng)摩擦力方向是向右的。與B的運(yùn)動(dòng)方向相同． 判斷摩擦力方向時(shí)一定明確“相對(duì)”的含義，“相對(duì)”既不是“對(duì)”地。也不是“對(duì)觀察者”，“相對(duì)”的是跟它接觸的物體． 4.產(chǎn)生靜摩擦力的原因是因?yàn)槲矬w受到不為零的沿接觸面方向的外力作用，這種情況確實(shí)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(dòng)，是因?yàn)槲飰K受到水平方向靜摩擦力的作用．但以此認(rèn)為沿接觸面的外力是產(chǎn)生靜摩擦力的條件卻是片面的，不科學(xué)的． 例如：放在水平傳送帶上并與傳送帶保持相對(duì)靜止的貨物。在傳送帶加速或減速時(shí)，也會(huì)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?yàn)樨浳锱c傳送帶問存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)． 可見，相互接觸的物體要產(chǎn)生靜摩擦力，物體間必須具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而這種“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)”既可由外力產(chǎn)生，也可以是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而產(chǎn)生． 三、小結(jié) [投影]小結(jié)思考題 1．一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上 的時(shí)候，要受到另一個(gè)物體 的力。這種力叫做滑動(dòng)摩擦力． 2.滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)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(dòng)摩擦力的方向總是沿著 ．且與 的方向相反． 4.滑動(dòng)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(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上有 時(shí)，所受到的另一個(gè)物體對(duì)它的阻礙作用叫靜摩擦力． 6．靜摩擦力的產(chǎn)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(dāng)外力增大到使物體處于將動(dòng)未動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，靜摩擦力達(dá)到 .故靜摩擦力隨外力的變化而在 的范圍內(nèi)變化，最大靜摩擦力與壓力成正比． 四、作業(yè) 1. 課本P16練習(xí)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(dòng)，試分析A、B所受摩擦力的情況. 3.變式訓(xùn)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(duì)B的水平向右的靜摩擦力F′，且F′=F. 五、板書設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì) 1.關(guān)于摩擦力，下列說法中正確的是（ ） A.摩擦力方向總是跟運(yùn)動(dòng)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(guān) 2.對(duì)于兩個(gè)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(gè)長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，由此可知，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和B、C間的動(dòng)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(gè)力即F1、F2和摩擦力作用.木塊處于靜止?fàn)顟B(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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體的質(zhì)量為m，當(dāng)物體沿著墻壁自由下落時(shí)，物體受到的滑動(dòng)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(dòng)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(shí)，木塊受到的摩擦力有多大？ （2）要使木塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至少要用多大的水平拉力？ （3）木塊在桌面滑動(dòng)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