初中数学摩擦力学项目
3摩擦
整体设计
摩擦力是热学中自然界的三大力之一。 正确认识摩擦力对先前知识的学习起着至关重要的作用。 在摩擦力课中，需要计算滑动摩擦力的大小并确定其方向。 并测定静摩擦的大小和方向。 在教学过程中，班主任要将中学生在中学阶段所学的相关概念与本节内容结合起来，并结合生活中的实例，循序渐进，循序渐进，对两者的学习有一个清晰的认识。了解摩擦的大小和方向。 在探索的过程中，要充分利用小学学过的两种力平衡的知识，了解物体从静止到运动过程中静摩擦力和滑动摩擦力大小的变化摩擦力符号怎么打，从而使中在校学生对动摩擦的认识发生了从感性到理性的质变。 中学生最好通过实验探索动摩擦素数的教学。 用你所学的来阐明你生活中相关现象的本质。
教学重点
1.确定滑动摩擦的大小和方向。
2、判断静摩擦力的存在和方向。
3、静摩擦形成的条件和规律。
教学难点
1、静摩擦力的存在和方向的测定。
2、静摩擦力的估算。
日程
3课时
3D目标
知识和技能
1.知道什么是静摩擦力、最大静摩擦力和滑动摩擦力。
2. 能估计静摩擦力和滑动摩擦力的大小并确定它们的方向。
流程与技巧
1.中学生设计实验，运用控制变量法探究影响滑动摩擦清河摩擦大小的原因。
2、培养中学生的逻辑思维能力，培养中学生借助知识解决实际问题的能力。
情绪心态和价值观
通过静摩擦的探究过程，培养中学生的科学思维方式。
课前计划
教具方案：铁块、弹簧秤、木板、毛巾、纸、钢板、砂纸、水等。
知识项目：收集有关摩擦力的信息。
教学过程
导出新类
活动导出
准备两个碗，每个碗里放大量的玻璃珠，一个碗光滑干净，另一个碗上沾满了灰尘。 请两个朋友用牙签把碗里的玻璃珠挑出来，比赛看谁夹得更快。 然后让两个小伙伴分别发表意见，然后就引出了摩擦的问题。
上下文派生
（讲义展示）播放运动员滑冰视频摩擦力符号怎么打，如图3-3-1，让中学生说出滑冰需要的环境条件，然后引导
出于摩擦的概念。
图 3-3-1
问题导出
粉笔可以在黑板上写字，但可以在玻璃上写字吗？ 尝试一下。 想想如果在外面的柏油桥上用粉笔写字有什么区别？ 为什么？ 你认为摩擦力是什么？
让中学生用自己的话表达摩擦。
推广新课程
中学生在中学就已经学过摩擦，通过直接提问，让中学生回忆和表达摩擦的概念。
概念：两个相互接触的物体，当它们彼此有相对运动或有相对运动趋势时，会在接触面上形成一个力，限制相对运动或相对运动的趋势。 这些力称为摩擦力。 本课将深入探讨摩擦。
请中学生做一个小实验：让中学生用逐渐减小的水平力推动放在教室里的椅子，直到它被向前推一段距离。 使中学生对静摩擦和滑动摩擦形成感性认识）
中学生活动：中学生按照老师的要求推椅子，体验推力的变化。
问：为什么椅子用力推不动？ 如果你想让椅子继续移动，为什么还要继续推动呢？
初步引出对静摩擦和滑动摩擦的感性认识。
1、静摩擦
用力推椅子不动，师生讨论引出静摩擦的概念：当两个相互接触的物体有相对运动趋势但保持相对静止时，接触面之间形成的力限制了相对运动趋势该力称为静摩擦力。
问：静摩擦力是恒力吗？ 如何找到静摩擦力的大小？ 如何判断静摩擦力的方向？
【实验探索】将铁块放在水平台面上，用弹簧测力计沿水平方向以较小的力拉动铁块，但要保持铁块不动，逐渐减小拉力。 注意提醒中学生观察弹簧秤示值变化。
实验如图3-3-2所示：
图 3-3-2
实验现象：可以看出，随着拉力的减小，弹簧秤的示值不断减小。
推论：由两力平衡的知识可知，铁块上静摩擦力的大小等于弹簧秤的拉力，方向与拉力的方向相反。 因此，静摩擦力不是一个固定值，它随外力的变化而变化，总和与外力大小相等方向相反。
继续测试：在弹簧测力计的指针下轻轻塞一个小纸团，它能与指针相通，作为指针到达最大位置的标志。 在刚才实验的基础上继续发力，当拉力达到一定值时，铁块开始连接，此时拉力会突然变小。 请中学生记录刚才的最大值。
推论：静摩擦力的减小是有极限的。 这个极限就是最大静摩擦力Fmax，它的值等于物体刚开始运动时的拉力。 两个物体之间的实际静摩擦力F介于0和最大静摩擦力Fmax之间。
问：最大静摩擦力的大小与哪些因素有关？ （班主任提问，中学生自主设计实验验证最大静摩擦力的决定因素）
中学生活动：中学生设计和探索实验，整理和分析实验数据。
参考设计：
1. 装置与之前的实验相同，将重物放入铁块内，验证不同压力下的最大静摩擦力； 保持压力恒定，分别验证桌面、棉布面、毛巾面的最大静摩擦力。 静摩擦力的值。
2、用手托住一个油瓶，手的臂力刚好不让油瓶掉下来。 此时最大静摩擦力等于瓶子的重力。 继续减少瓶中的油。 想要瓶子不掉下来，就要降低手臂的力量，也就是压力，由此可以确定最大静摩擦力与压力的关系。 用不同粗糙度的杯子做实验，验证最大静摩擦力与接触面粗糙度的关系。
活动：中学生讨论得出结论：
1、静摩擦力的数值不唯一；
2、最大静摩擦力与压力和接触面有关。
引导中学生说说在生活和生产中使用静摩擦的例子。
（教案展示）图片示例：
图 3-3-3
课堂培训（教案展示）
1.关于静摩擦的正确说法是（）
A. 只有静止的物体才会受到静摩擦 B. 静摩擦与压力成反比
C.静摩擦力可能垂直于运动方向 D.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
分析：受静摩擦作用的物体不一定是静止的，故A错。 静摩擦力的大小与压力无关，而与物体的运动状态和受其他力的情况有关，故B错。 静摩擦的方向 可以与运动方向成任意角度，故C正确。 静摩擦的方向与运动方向无关，但一定与相对运动方向相反，故D错。
答案：C
2、如图3-3-4所示，一个外力F水平压在质量为m的物体上（假设受力F的表面绝对光滑），物体静止。 此时，物体与墙壁之间的摩擦力为； 如果 F 减少到 3F，则物体与墙壁之间的摩擦力为 。
图 3-3-4
解析：物体向上的重力为mg，从两力平衡状态下静摩擦力的大小也为mg，方向为向下。 当推力增加到3F时，物体的重力保持不变，静摩擦力也保持不变。
答案：毫克
2、滑动摩擦
概念：当一个物体在另一个物体的表面滑动时，会受到另一个物体的力的制约。 这些力称为滑动摩擦。 滑动摩擦的方向总是沿着接触面，与 物体相对运动的方向相反。 （可以通过回忆试验得到，也可以通过演示实验总结，也可以直接给出）
（要求） 借助教材演示实验装置设计实验，定量研究滑动摩擦的成因。 （设计意图：让中学生认识到应该用控制变量的方法进行多元研究；让中学生感受到摩擦力大小的影响）
1、引导中学生探究实验原理。
（中学生活动：思考交流讨论用二力平衡法定量检测滑动摩擦力）
2、引导中学生探索实验方法
（中学生活动：思考交流讨论获取控制变量方法）
3、组织中学生借助现有设备进行实验
（中学生活动：中学生进行小组实验和研究）
4、要求中学生设计表格记录数据，通过对数据的分析得出自己的推论。
（中学生活动：展示自己的数据，分析数据，最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系，对动摩擦力的质数有一个定性的认识）
总结：滑动摩擦力的估算公式f=μN。 （设计意图：培养中学生的语言表达能力和逻辑推理能力）
介绍动摩擦素数的化学意义和常用材料间的动摩擦素数。
教案展示：
几种材料之间的动摩擦素数
材料动摩擦素数 材料动摩擦素数
钢 - 钢 0.25 钢 - 冰 0.02
木 - 木 0.30 木 - 冰 0.03
木材 - 金属 0.20 橡胶内胎 - 公路（干地） 0.71
皮革—铸铁 0.28
例子。 滑冰是南方人喜爱的一项运动。 在一些地方，人们用鹿来拉滑雪板来参加滑冰比赛。 已知雪板与冰层的动摩擦素数为0.02，雪板与人的总质量为180kg。 如果一只鹿拉着滑雪板并以匀速直线运动，求这只鹿的拉力。
解析：由于滑雪板作匀速直线运动，可知小鹿的拉力F等于滑动摩擦力，即F=f。 同时，雪板和冰层所受的压力N等于雪板和人的重力，即N=G。
根据滑动摩擦公式，可得小鹿的拉力为
F=f=μN=μMg=0.02×180×9.8N=35.3N。
答案：35.3N
课堂培训
一个质量为 2kg 的物体放在水平面上。 物体与地面的动摩擦素数为0.5，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。 水平拉动物体。
(1) 当拉力变为5N时，地面对物体的摩擦力是多少？
(2) 当拉力变成12N时，地面对物体的摩擦力是多少？
(3) 如果此时拉力减小到 5N（物体还在滑动），那么地面对物体的摩擦力是多少？
(4) 如果去掉拉力，物体继续滑动时地面对物体的摩擦力是多少？ (取g=10N/kg)
分析：（1）当拉力F=5N，F<fmax时，物体不滑动，地面与物体之间的摩擦力为静摩擦力，f=F=5N；
(2)当拉力F=12N，F>fmax时，物体向上滑动，地面与物体之间的摩擦力为滑动摩擦力F slip=μN=μmg=0.5×2×10N=10N；
(3)当拉力减小到5N时，由于物体还在地面上滑动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力，所以还是10N；
(4) 撤去拉力后，由于物体继续在地面上滑动，物体所受的摩擦力仍为滑动摩擦力，故仍为10N。
答案：(1) 5N (2) 10N (3) 10N (4) 10N
知识发展
减少有益摩擦：
1、降低物体表面的粗糙度。 比如鞋面、汽车轮胎、各种旋钮表面都有花纹。
2. 降低压力。 例如：电机的皮带拉得很紧，便于减压减少摩擦，避免皮带抱死。
减少有害摩擦：
1、用滚动摩擦代替滑动摩擦：用滚动轴承代替滑动轴承。
2、降低表面粗糙度：加润滑油。
课堂总结
1、两个相互接触的物体，当它们即将运动或已经相对运动时，在接触面上形成一种制约物体间相对运动的力，称为摩擦力。
静摩擦和滑动摩擦的符号和单位
其形成的原因是表面粗糙的物体之间存在相对运动趋势和挤压作用。 当具有粗糙表面和挤压作用的物体之间发生相对运动时，摩擦力用f表示
单位：牛顿
简称：牛
符号：N
大小仍等于外力沿接触面的分量f=μN
方向与相对运动的趋势相反
2、摩擦力的大小与压力的大小和物体之间接触面的粗糙度有关。
常用的方法是降低压力，使接触面更粗糙，减少有益摩擦。 减少有害摩擦的方法有：使摩擦面光滑、以滚动代替滑动、使摩擦面不接触（润滑油、气垫）这三种方法。
家庭作业
1.课本第62页，“习题与习题”2、3。
2. 教科书第60页的“做”。
排版设计
3摩擦
一、摩擦形成的条件
(1)接触面粗糙
(2)接触面上有垂直作用的法向压力
(3)有相对运动或有相对运动趋势
2.静摩擦
(1)变力：0<F静态≤Fmax
(2)方向：静摩擦的方向始终与接触面相切，与物体相对运动趋势方向相反
3、滑动摩擦
(1) 尺寸：F=μFN
(2)方向：滑动摩擦的方向总是与接触面相切，与相对运动方向相反
活动及查询
1. 设计一个实验来检测纸张表面之间的动摩擦素数。
2、观察自行车哪里有摩擦，什么是有益的，什么是有害的，你能想到什么来减少或减少它们。
自主设计实验。 包括实验设备的选择、实验程序的设计、实验报告的设计和撰写。
习题解读
1、答：当手压住桌面向前移动时，手受到桌面的滑动摩擦力。 滑动摩擦力的方向与右手的方向相反，限制了右手的动作。 手在桌面上的压力越大，右手所获得的滑动摩擦力越大，对手指相对于桌面的运动的限制作用就越显着。
2、答案：（1）没有。因为杯子和桌子之间没有相对运动。
(2)在静摩擦力的作用下，静摩擦力的方向是沿桌面斜向上。
(3)在静摩擦力的作用下，静摩擦力的方向垂直向下(杯子处于垂直状态)。
(4)受滑动摩擦力的影响，摩擦力的方向是沿着纸币相对于杯子的运动方向。
3.答案：.320N
设计回顾
本节的重点是理解动摩擦素数的含义和滑动摩擦的大小和方向的估计。 难点在于对静摩擦的理解，尤其是静摩擦的方向和大小的确定。 教学中通过大量实例，并通过力分析等方法进行突破。 静摩擦力是由于物体之间有相对运动趋势而形成的，其方向与相对运动趋势相反。 如何判断静摩擦力的方向？ 通过假设物体之间没有摩擦力，那么想想物体在其他力的作用下会往哪个方向运动。 在教学中，我们非常注意静摩擦力的大小、外力与运动状态之间的关系。 设计基本上遵循问题-理论-问题模型。
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