張小洪

摘要：本文以人教版必修1第三章第3節(jié)《摩擦力》的教學(xué)設(shè)計為例，說明在物理課堂教學(xué)中通過問題及任務(wù)的設(shè)計來引導(dǎo)學(xué)生，突出學(xué)生的主體地位。

關(guān)鍵詞：摩擦；教學(xué)設(shè)計：主體地位

中圖分類號：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-6148(2012)1(S)-0037-4

教學(xué)目標(biāo)

1、知道靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，通過實驗探究及理論分析認(rèn)識靜摩擦力的大小和方向的特點，知道最大靜摩擦力。

2、知道滑動摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，通過實驗探究認(rèn)識滑動摩擦力的大小和方向的特點，理解公式F_f=μF_N的意義。

3、知道生產(chǎn)和生活中增大摩擦和減小摩擦的實例，有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。學(xué)生情況分析

1在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的概念并可應(yīng)用二力平衡進(jìn)行計算。

2在初中階段對滑動摩擦力有定性了解。

3在初中學(xué)習(xí)中已用到過控制變量法。

4在前兩節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力與彈力，知道學(xué)習(xí)某種力一般要研究其產(chǎn)生、大小及方向。

教學(xué)重點與難點

重點：靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生、方向和大小規(guī)律。

難點：對相對運動趨勢的理解，對影響滑動摩擦力大小的因素的探究及滑動摩擦力公式的得出。

教學(xué)過程

1認(rèn)識和感受摩擦力

1.1認(rèn)識摩擦力

PPT演示四張圖片：手持水杯而水杯保持靜止、戶外運動時人斜躺在山坡上小憩、炎熱的夏天人可以從水上的滑梯下滑、浪漫的冬季可以進(jìn)行滑雪運動。

問題1請同學(xué)們仔細(xì)觀察這幾張圖片，你認(rèn)為這幾張圖片中的人或杯子都共同受到了一些什么力的作用?

學(xué)生回答：重力、彈力、摩擦力。

問題2你覺得這幾張圖片里人或物體所受的摩擦力是同種性質(zhì)的摩擦力嗎?

學(xué)生回答：不是，有的是滑動摩擦力，有的是靜摩擦力。

問題3哪些是靜摩擦力。哪些是滑動摩擦力?你判斷的依據(jù)是什么?

啟發(fā)學(xué)生回答：保持相對靜止的是靜摩擦力，發(fā)生相對滑動的是滑動摩擦力。

問題4你還能舉出其它的靜摩擦力和滑動摩擦力的例子嗎?或者你能創(chuàng)造出一個有摩擦力作用的情景嗎?

學(xué)生會舉出諸如走路、雙手相互摩擦、手與桌面摩擦、兩個同學(xué)用力拉書之類的例子。

1.2感受摩擦力

請同學(xué)們舉起右手，放在桌面上，擠壓桌面；然后慢慢嘗試將手掌向前推，直到手掌真的在桌面上滑行一段距離為止。然后提問：在剛才的過程中，同學(xué)們有沒有感覺到明顯的阻礙作用?引導(dǎo)學(xué)生體會：在手將動而未動的過程受到的是靜摩擦力，手在桌面上滑動的過程受到的是滑動摩擦力。

第一部分設(shè)計意圖：以連續(xù)的設(shè)問正確引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)摩擦力，在不同的現(xiàn)象中總結(jié)靜摩擦力和滑動摩擦力的不同點，利用此特點重新發(fā)現(xiàn)和審視身邊與摩擦力有關(guān)的現(xiàn)象，并親自體會兩種摩擦力，這是一個由現(xiàn)象到本質(zhì)再到現(xiàn)象的過程。全過程中教師無需給出任何答案，所有的學(xué)習(xí)由學(xué)生獨立思考、相互交流、親身體會而完成，學(xué)生作為主體參與整個學(xué)習(xí)過程，對于摩擦力的認(rèn)識也由遠(yuǎn)及近、由淺入深。

2明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)

摩擦力主要可以分為靜摩擦力和滑動摩擦力，研究摩擦力和研究其它的所有力一樣，我們需要弄清楚：摩擦力是如何產(chǎn)生的?其大小、方向如何?

第二部分設(shè)計意圖：讓學(xué)生明確本節(jié)課的研究任務(wù)，可以使他們對之后的學(xué)習(xí)有明確的目標(biāo)和更強(qiáng)的積極性。

3研究靜摩擦力

3.1靜摩擦力的產(chǎn)生條件

問：什么時候會產(chǎn)生靜摩擦力?只要相對靜止就一定有摩擦力嗎?

部分學(xué)生回答：相對靜止的時候。

請同學(xué)們再把手放在桌面上，不要推，你感覺到摩擦力了嗎?(手掌沒有往任何方向運動的趨勢，所以沒有靜摩擦力)現(xiàn)在嘗試把手向前推而不推動，你感覺到了嗎?(此時手掌有向前運動的趨勢，所以受到了靜摩擦力的作用)

教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：靜摩擦力發(fā)生在有相對運動趨勢的物體之間。

3.2靜摩擦力的方向

演示向右推桌子而桌子不動，問：桌子有向哪邊的運動趨勢?它受哪些力而平衡?其所受靜摩擦力方向如何?

教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反。

3.3兩種方法幫助學(xué)生理解并判斷相對運動趨勢

法一：演示手推毛刷而毛刷不動，根據(jù)刷毛的傾斜和彎曲情況判斷相對運動趨勢方向，再由二力平衡判斷靜摩擦力方向，再次驗證靜摩擦力方向與相對運動趨勢方向相反。

法二：PPT展示斜面上靜止的木塊，請學(xué)生回答：木塊的相對運動趨勢方向如何?靜摩擦力方向如何?你判斷的依據(jù)是什么?

根據(jù)學(xué)生的回答總結(jié)：所謂相對運動趨勢方向，就是假設(shè)接觸面光滑、沒有摩擦力的情況下物體將要運動的方向，這樣的判斷方法叫做假設(shè)法。另舉兩例(水平面上拉物體而不動、將物體擠壓在墻上而不動)幫助學(xué)生對前面的總結(jié)進(jìn)行鞏固。

3.4靜摩擦力的大小

任務(wù)一：請同學(xué)們利用你的手掌、桌子、書、橡皮、筆、筆袋、直尺等，可以與同學(xué)合作，探究靜摩擦力的大小有什么特點。

請兩組同學(xué)上臺重現(xiàn)剛才的探究情景并闡述他們的探究結(jié)論，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出：靜摩擦力的大小可變，需結(jié)合其它作用力進(jìn)行計算。用DIS實驗系統(tǒng)演示此實驗，證明靜摩擦力的大小確實可變，同學(xué)們的結(jié)論是正確的。

繼續(xù)追問：剛才我們發(fā)現(xiàn)靜摩擦力變大了，它可以無休止的變化下去嗎?用DIS實驗系統(tǒng)演示拉力逐漸增大直到木塊在桌面上滑行一段距離的過程，分別用數(shù)字顯示和圖像顯示兩種方式展示給學(xué)生，并總結(jié)出：靜摩擦力存在一個最大值F_fm，靜摩擦力F_f滿足0f

導(dǎo)學(xué)生科學(xué)猜想出可能影響摩擦力大小的四個因素：壓力的大小、接觸面粗糙程度、接觸面的大小、運動的快慢，確定選擇控制變量法來研究此問題。將學(xué)生設(shè)計的表格記錄如下：

通過DIS實驗系統(tǒng)演示并記錄結(jié)果，得出結(jié)論：摩擦力大小與壓力大小成正比：與接觸面粗糙程度有關(guān)；與接觸面積的大小無關(guān)；與物體運動的快慢無關(guān)。

最后將滑動摩擦力表達(dá)為公式F_f=μF_N，分析公式含義及每個物理量的意義，引導(dǎo)學(xué)生看課本P59表格1。

第四部分設(shè)計意圖：所設(shè)計的任務(wù)和問題同樣追求學(xué)生的主體地位，同樣將學(xué)生定性探究與教師利用DIS實驗系統(tǒng)定量演示有機(jī)的結(jié)合起來；對表格的設(shè)計重在對控制變量法基本思想的理解，所以尊重學(xué)生的想法設(shè)計成四個單獨的表格，而沒有將所有因素綜合在一個復(fù)雜的表格中；最后總結(jié)出計算滑動摩擦力大小的公式，讓學(xué)生學(xué)會用簡單的公式表達(dá)復(fù)雜的意思，體會物理公式的簡潔之美。

5摩擦力與生活

1、PPT圖片展示汽車輪胎、夏季輪胎與冰雪輪胎的比較、車胎上的防滑鏈，認(rèn)識增大摩擦的方法。

2、PPT圖片展示機(jī)器內(nèi)的齒輪、鐘表內(nèi)部結(jié)構(gòu)、潤滑油、滾動軸承、磁懸浮列車，認(rèn)識減小摩擦方法。

第五部分設(shè)計意圖：讓物理走進(jìn)生活，鞏固知識，增加趣味，使學(xué)生明白學(xué)習(xí)物理的重要意義。

6《摩擦力》教學(xué)設(shè)計反思

本節(jié)課為學(xué)習(xí)《摩擦力》的第一節(jié)課，重在讓學(xué)生對兩種摩擦力產(chǎn)生、大小、方向有切身的體會，且因一節(jié)課的時間比較有限，故將摩擦力產(chǎn)生的條件主要鎖定在“相對運動趨勢”或“相對運動”上，而對于“粗糙、相互接觸且有擠壓”等條件則安排在本節(jié)課之后再分析：對于滑動摩擦力的大小主要集中在探究其影響因素及公式的得出和理解，本節(jié)課不要求利用此公式進(jìn)行定量計算：對于“受靜摩擦力的物體是否一定靜止”、“滑動摩擦力是否一定與運動方向相反”之類的較復(fù)雜問題也暫不涉及。

本節(jié)課最初從四幅優(yōu)美的圖片人手，旨在給學(xué)生以美的享受的同時吸引學(xué)生的注意力：其后的教師提問及學(xué)生探究任務(wù)的設(shè)計旨在引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、分析、探究、歸納和總結(jié)，促使學(xué)生作為主體在研究問題的過程中學(xué)習(xí)知識、總結(jié)方法、升華情感；最后安排的摩擦力與生活環(huán)節(jié)，與本節(jié)課開頭相呼應(yīng)，使學(xué)生學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識來源于生活，又服務(wù)于生活。