丁言君
《运动与磨擦力》
湖北省2019高中科学学科教学优质课银奖
运动和磨擦力
广州市海曙区柴桥实验中学
丁言君
【教材简述】
本课延续了单元对于机械运动的认知，在研究运动的过程中继续让中学生认识不同的力。与前几课不同的是，磨擦力是一种制约物体运动的力，但是它的分布非常广泛，在月球上，运动的物体都要与其他物体接触，发生磨擦，也就必然形成磨擦力。也为此，儿子对于运动的研究必然离不开对磨擦力的研究。
本课共有三个活动组成。第一，感知磨擦力和检测物体运动时的磨擦力，主要是通过体验活动和检测刚运动上去须要的力来感知磨擦力。第二，研究磨擦力大小与接触面光滑粗糙的关系。第三，研究磨擦力大小与物体重量的关系。而更为复杂的滚动和滑动磨擦被独立放置于下一课时进行。
【学情剖析】
作为三年级的儿子，中学生对于磨擦力这个词毫不陌生，她们有着自己的感性经验。她们觉得磨擦力会遭到接触面粗糙程度的影响，会由于接触面积的大小发生改变等等。其实，这样的经验在科学理论上有些是正确的，有些是错误的，更多是模糊的认识，仅仅逗留在生活的感性认知上。
另外，本节课的特殊性还彰显在赛课方式的影响上。中学生直接跳过了单元前四课的学习，对力的认识肯定会遭到影响，对检测力的工具的能力也会有一定的影响，须要班主任将教学过程当作相对独立的内容来施行教学。
【教学目标】
科学概念目标
1.一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生磨擦，会形成磨擦力。
2磨擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关：表面越粗糙，磨擦力越大；表面越光滑，磨擦力越小。
3.磨擦力的大小与物体的重量有关：物体越重，磨擦力越大；物体越轻，磨擦力越小。
科学探究目标
1.检测磨擦力的大小。
2.猜想、设计实验检验磨擦力与接触面和重量的关系。
3.做磨擦力大小的对比实验。
科学心态目标
1.注重证据意识，认识到证据的可靠性构建在科学实验过程的基础上。
2.产生认真实验，按照数据得出推论的科学精神。
科学、技术、社会与环境目标
1.磨擦力在生活中广泛存在，影响着我们生活的方方面面。
【教学重难点】
重点：充分体会磨擦力；用科学的方式设计影响磨擦力大小的实验。
难点：用科学的方式设计影响磨擦力大小的实验，通过剖析实验数据得出推论。
【教学打算】
班主任：电子臂力计、底面粗糙程度不同的运动鞋、爬墙货车
小组：钩码、弹簧测力计、拉力盒、砂纸、记录表、
【教学过程】
预设：中学生会提出磨擦力大一些、底面粗糙、有鞋钉的靴子…
师：为什要穿这样的衣服呢？（聚焦磨擦力）
理念：从中学生熟悉的运动和衣服入手，既曝露中学生的前概念，同时，来始于生活的科学情景最能俘获中学生，生成最真实的科学问题。本节课也将运动中衣服的选择作为主线贯串课堂。
二、活动一体验磨擦和磨擦力（5分钟）
1.师：昨天有朋友说到了磨擦力。那哪些是磨擦力呢？大家了解磨擦力吗？
2.认识磨擦。
（1）师：要想让你的手指发生磨擦，可以如何做？
预设交流：要磨擦的话，就必须有两个物体，而且接触在一起。
（2）师：只要接触就可以了吗？
预设交流：还须要运动，或则有运动的趋势，就会形成磨擦。
（3）师：磨擦时，你还能感遭到一种制约运动的力，就是磨擦力。
（4）班主任小结：一个物体在另一个物体的表面运动时，两个物体的接触面会发生磨擦，因而运动物体要遭到一种制约运动的力，这些力叫磨擦力。
3.体会磨擦力
（1）师：用穿着裙子的脚，在地面上反复磨擦，体会磨擦力。
（2）请中学生剖析，这个磨擦力是怎样形成的。
（3）师：你在生活中还接触到过其它磨擦力吗？
理念：中学生对磨擦力的认识熟悉又陌生，属于一知半解的状态。所以班主任率领中学生从认识磨擦、摩擦形成的条件，到感受到因磨擦形成的制约物体运动的力。让中学生在体验中，提升对磨擦力的认识，了解到磨擦力无处不在。
三、活动二不一样的磨擦力
1.师：大家认为拔河磨擦力须要大还是小？
2.师：穿着不同的衣服，真的会有不一样的磨擦力吗？
3.借助臂力计测试中学生与地面的磨擦力。
班主任选购穿着不同裙子的中学生上台进行磨擦力的测试，获得数据。
4.展示不同事生的“摩擦力”数值和他的鞋跟，引导中学生发觉接触面光滑程度和磨擦力的关系。
5.剖析测试过程，从中发觉我们的实验数据是不可靠的，因而引出对实验条件的控制。
6.将测试过程中影响证据可靠性的条件进行归纳和讨论，转化成下一组实验的记录单。
理念:在有趣的体验活动中，中学生获得了以下认知：1.再度体验到人与地面的接触，通过鞋跟的磨擦，磨擦力是真实存在的；2.测试结果显示，磨擦力确实和接触面的光滑程度有关。3.同时，班主任在过程中抛出了证据可靠性的理念，用这个视角来考量整个测试过程时侯，中学生发觉，所收集的数据很难禁得起他人的指责，实验的严谨性还须要进一步提炼。所以整个活动可以培养中学生的指责精神，证据意识，剖析能力同时，展示了探究实验设计中控制变量的本质。
四、活动三磨擦力和接触面的粗糙程度、物体重量是否有关的实验
（一）磨擦力和接触面的粗糙程度
1.师：如何能够确保证据的可靠呢？
预设交流：体重一样/衣服的样式也一样/地面一样/鞋头的光滑程度不一样。
2.中学生通过选择实验器材和方式，来确定实验的相同和不同条件。
相同条件：重量、形状、运动板（运动形式）等
不同条件：一个包了砂皮的拉力盒；一个光滑的拉力盒。
3.师:在科学学习中，用实验器材来模拟现实中的材料，是常用的一种研究方式。
4.中学生实验。改良弹簧测力计，使数据愈发精确，增加中学生读数难度。
5.借助钉钉的在线编辑功能，中学生交流实验数据。
6.小结。师：通过设计和实验，我们发觉了，磨擦力和接触面的光滑程度确实有关，朋友们选择底面粗糙的衣服，是有科学根据的的。
理念：1.改进器材，增强实验精度。中学生在测试磨擦力的数值时，须要读取物体启动顿时的最大静磨擦力数值，很难精确，增加中学生的学习难度。通过改良的器材，使读数精准可见。2.充分借助钉钉等常见的软件，提升中学生汇报的效率，防止数据提交时中学生的堵车，与时俱进。3.再度将科学的概念回归到生活之中，用科学解释生活的现象和选择。
（二）磨擦力和物体重量
1.师：在测试朋友的磨擦力时，我们还发觉，证据的可靠性还遭到了不同朋友，不同体重的影响。说明，磨擦力可能还与哪些有关呢？
2.师：你能设计实验证明磨擦力和物体重量之间的关系吗?
3.小组讨论并设计实验。
4.交流数据，得出推论
理念：从现象中继续提取问题，再度研究，聚焦点不变，研究的形式和内容继续得以深入。
预设：按照中学生的生活经验和年纪特性，中学生很可能就会提出接触面大小对磨擦力的影响，可作为课堂机动部份的内容，或则课后交流讨论。
四、拓展：设计一双拔河专用的靴子。
1.师：科学告诉我们，该选如何的衣服去出席拔河赛事呢？（顶部粗糙，有一定重量——不妨碍联通的情况下）
2.师：谢谢朋友们用智慧帮丁老师的女儿解决了一个生活中问题。其实，你之后肯定也会出席拔河大赛，你可以为自己设计一双拔河专用鞋，你会如何设计呢？
建议：（1）要考虑拔河的场地。（如草地、沙地和塑料场地等）
（2）现实中的事例。（可以考虑多功能）
3.课后设计一双专门用于草地拔河的靴子。
理念：课有尽，而探究无穷；知识宝贵，而更难得的是将知识运用于生活之中，通过设计，甚至制造，将本课融入到技术和工程的领域，在拓展活动中彰显科学的学科价值。
五、小结：
1.师：关于磨擦力，还有一些秘密没有被阐明，下节课，你能够学习到，还有其他诱因影响着磨擦力的大小。让我们继续学习。
《运动与磨擦力》
课堂教学实录
【师】同学们，平常喜欢运动吗？
【生】喜欢
【师】你们平常会出席什么运动，
【生】打网球，
【师】不错。
【生】国球
【师】哇，国球喜欢的人好多。
【师】我父亲也是一个运动员，他喜欢好多的运动，近来他正在积极打算一项运动，这是我们中学的一个传统项目——拔河，呃，他前天告诉我，他早已打算的差不多了，他认为早已把所有事情打算好了，而且他又在苦恼一个问题，他不晓得该穿哪些样的衣服，朋友们你认为他可以穿哪些样的衣服呢？。
【生】最好粗糙一点
【生】防滑
【师】防滑是哪些意思？
【生】不容易抱死
【生】最好粗糙一点
【师】如果让你选的话，你认为哪些样的衣服比较合适，你说。
（班主任ppt展示四种不同裙子）
【生】第1个
【师】为什么？很粗糙，那里很粗糙。是指鞋跟吗？
【师】嗯，好请坐，你说。
【生】第2双，由于他看上去鞋跟就是比较凸凹不平摩擦力和接触面积有关系吗，看上去很繁华，
【生】我选第4双，由于它有好多那个小点可以卡住这些缝，
【师】我听明白了，大家的意思就是为了减小磨擦力的话。那我的问题来了，哪些是磨擦力呢？
【师】噢，你晓得你说，
【生】我认为磨擦力就是不光滑不会抱死，
【师】还有吗？
【师】我来给你介绍一下，要了解磨擦力啊，首先要了解磨擦，抬起你的双手，停止在空中，你觉得到显著的磨擦力没有？没有就对了，那你能不能用你的手指摸一摸身边的物体制造一个磨擦呢？试试。
【生】双手磨擦（边说变动手示范）
【生】手置于桌上来回磨擦。
【生】手放外套上。
【师】摩擦须要几个物体接触？
【生】2个。
【师】光接触才能发生磨擦吗？刚才接触才能发生磨擦了吗？不是的。还要让他运动上去，或则想要运动的时侯，磨擦就形成了。也就是说，一个物体在另一个物体的表面运动的时侯，它的接触面之间都会发生磨擦，这个时侯会形成一个制约物体运动的力，这个力就叫磨擦力。
【师】来带大家来体会一下啊，用我们穿着裙子的脚置于地上，渐渐的向前滑动，觉得一下哪些觉得？
【生】很难往前联通。
【师】为什么很难往前联通？
【生】因为它的磨擦力制止它。
【师】有一个词用的非常好---制止，你往后的时侯遭到一个阻力没有？怎样样的阻力？
【生】我认为是制止我向前前进。
【师】噢，脚想向前进，有一个力量不能让他前进。这个就叫哪些？这个就叫磨擦力。感遭到了吗？来再来一次，脚置于地上，往前拖觉得一下哪些觉得？
【生】这样就是往前应当比较轻松，没有像往后那个很大的磨擦力。
【师】你还是感遭到磨擦力了对吗？只不过你发觉磨擦力竟然还有大小啊。你说？
【生】可能是由于我的重心在后面，所以往前的时侯磨擦力比往后小好多。
【师】但是你还是感遭到了有一股阻挠运动的力，是不是？嗯，虽然啊，磨擦力啊，在我们的生活中是十分常见的一个力，朋友们在生活中有没有接触到过磨擦力呢？
【生】我把本子推给上面朋友的时侯。
【生】有时侯我看我妈妈数钱的时侯那种钱,有很大的磨擦摩擦力和接触面积有关系吗，有时侯那种钱会掉掉。
【师】钱会掉出来，是由于磨擦力大还是磨擦力小，所以想逃出他父亲的手掌。好，你这个事例举得你们都十分开心。
【生】我发觉车辆车胎转动的时侯跟地面形成了一个磨擦力，不然它还会抱死，
【师】轮胎跟地面也可能发生一个磨擦力是吧，发生磨擦形成磨擦力。
【生】我们家的椅子是木制的，爷爷拖地的时侯由于下边拖不到一定要把椅子向前搬，搬的时侯非常不好搬，就会发出一些很尖的声音。
【师】所以啊，生活中磨擦力真的是无处不在，所以昨晚我们要讨论的就是运动和磨擦力。
【师】回到刚刚的话题，拔河的时侯，你认为是磨擦力大好呢，还是小一点好？一起说。
【师】穿着不同的衣服的时侯，我们形成的磨擦力真的不一样大吗？大家原先只测过体重，从来没有测过磨擦力吧，明天我带了一个利器。等会我就可以用它来测朋友们明天穿着这双袜子的磨擦力，如何测呢？很简单啊，等会呢，你人就蹲在地上，双手并拢，放松不要使劲，之后扣在我的臂力计的把手上，我把你带动，向前滑动，这个时侯测力计里面都会出现一组数据，这就是你穿如今这双鞋的鞋跟跟地面形成的磨擦力，我说明白了吗？由于等会儿要比较，所以我等会儿想请一个包包的鞋跟比较光滑的朋友和一个包包鞋跟比较粗糙的朋友瞧瞧。
【师】等会衣服要给你们鞋跟要展示过的啊，我先要找一个包包鞋跟比较光滑的朋友，有没有？我请这个女同学上来，好，能不能给你们展示下。
【师】好的，你的比较光滑，你认为是吗？谢谢她给我们提供了衣服看一下，大家认为他这个底相对来说还光滑。穿了穿了一段时间了应当。光滑这个是相对的啊，这个应当还算比较光滑，那可以来。并且要选一个粗糙的，唉，那在等一下，那我先选一个啊，那你上来好吗？你先在哪里准备一下衣服，我们等会要验证一出来，注意后座的朋友，假如看不见可以站上去，你到这儿来好吗？
【课堂实验】这个女同学，你到这儿来好吗？可以站上去站上去没关系。你人生中第1次被测磨擦力，那是不是不要使劲啊，手并拢，好，我帮你拉好不好？
（班主任开始带动中学生检测第一个中学生磨擦力）
【师】来。读一下多少。
【生】10.3千克.
【师】同学们把单位读下来了可以，你站了很久了，你再等一下啊，您好你衣服给你们看一下。鞋跟大家瞧瞧，粗糙的，相比刚刚那双，我觉得，大家认为可以吗？来打算。，双手并拢，你不能使劲啊。18.2千克。时间关系，我认为这两个啊，有兴趣，我这台利器可以待会儿卖给大家，大家课后也去测测你穿明天这双袜子的磨擦力。
【师】好，看着这两组数据朋友们说明了哪些？
【师】这个男宝宝越粗糙它的磨擦力就越大，越光滑它的磨擦力就越小，那里越来越粗糙，鞋跟也就是我们刚刚说的，接触面越粗糙，磨擦力就越大。你的接触面光滑，与物体的一些接触面粗糙相比较，粗糙的磨擦力比光滑的磨擦力要大好多，与你跟昨天的推论基本上是一样的，朋友们把掌声送给他。
【师】前面的证据证明了这个推论是创立。如今我的问题来了，他刚刚测下来的证据可靠吗？大家想过这个问题没有？
（中学生思索大声议论）
【师】那要不我们小组一上去思索一下，刚刚的过程中你追忆一遍，你认为我的这个数据她们两个做比较的数据，掏出来的这个证据，这样可不可靠。不可靠的话，那里有问题。可靠的话，那里比较好。开始讨论。
【学生讨论】
【师】你们认为这个证据可靠吗？6组的那位女同学，
【生】可靠的第1个是地面是同样的，之后拉力也是同样的，就是那种拉的人的力气是一样的，
【师】都是我在拉，你认为这个是公正的。
【生】不可靠的就是两个人的体重不一样，
（师把中学生的陈述转化为表格在PPT中呈现）
【师】地面是一样，鞋面与地面的接触面积一样。拉的方法一样，还有吗？两双衣服一样吗？
【生】一样。
【师】所以我这个证据可靠吗？
【师】不太可靠的证据引起我这个推论，可靠吗？
【生】不可靠
【师】对，科学家最擅长的就是指责，你这样的推论禁得起他人的指责吗？我等会再做一个实验，怎样样能够让你的证据愈加的可靠？
【师】找一个光滑外套和一个粗糙的衣服，我有粗糙的衣服，下边包了拉布拉多，光滑的靴子。
【师】还有呢，你说？噢，好的。拉的方式
【师】任老师拉的方式对不对？
【生】物品的大小，
【师】你的意思我能不能这样理解，就是重量要一样，大小也一样的，你要求非常高，特别好，要求越高，证据越可靠。
【生】拉的速率。
【师】那速率也就是昨晚我们说拉的技巧。
【生】材料也一样。
【师】你们刚刚还提出了一个体重问题，体重有要求吗？那我还给你打算了两个体重一样的人你看可以吗？
【师】总归我们刚刚在说哪些呢，好多的条件是须要的。你们再重新做一次这样的实验，来探究下磨擦力和接触面光滑程度的关系。刚才说到了一个问题，来检测的时侯方式确实十分重要。来，看一下怎样样测才才能统一呢？（播放视频怎么测力）
【生】让物体刚才运动上去就可以了。
【生】拉的时侯又不能拉的太快，要渐渐的拉好一点，轻轻的拉。
【生】拉之前表针要调零。
【师】这个特别重要这个。并且这个测的时侯跟大家上一节课不一样，它是如何调？
【生】我觉得水平调养好。
【生】拉一定要紧靠桌面拉。
【师】嗯，贴着桌面拉好，会了吗？
【师】老师非常在上面加了一个小卡片，这个卡片在你刚才带动的时侯它停在那里，就是相当于它刚才运动上去时侯相当于它的磨擦力的数值的位置。
【师】好，还有老师补充两点，我刚刚也提及了，为了保护桌面，也为了愈发的证据可靠，我们统一使用一样的地面。好另外，请记录员注意，记录员等会儿注意记录自己的实验数据。钉钉上面的在线编辑功能向我发送大家的数据，走到前面可以去取哪个通信工具，而实验的所有材料在你们的椅子上面，可以了吗？
...........。（课堂实验）
【师】现在开始剖析我们的数据。你发觉了哪些？
【生】我们发觉我们发觉在就是光滑的磨擦力呢是噢接触面光滑的接接触面光滑的时侯磨擦力越小，之后以后接触面粗糙的磨擦力磨擦力就越大。
【师】嗯，其他组有不同意见吗？有一个朋友想举手又不好意思，没关系，要勇敢的抒发自己的意见，由于大家的数据似乎跟别的组确实有点不一样，第7组有哪些要说吗？
【生】我们组是第2组，描绘的是0.4，第三组的是0.51，我认为我们组和别的组不一样的缘由是，我们组有些组他可能读数读错了。
【师】这个方式还是你们有一点差别，是这个意思吗？并且这个推论上你跟她们一样吗？
【生】基本一样。
【师】你的抒发太精准了。
【生】我们组是0.4，
【生】第4组第七八组和第11组都是0.4，
【师】好的请坐，对他另外说的一样，还有一层意思，出差的接触面磨擦力大，而光滑的磨擦接触面磨擦力小，从整体上来看是不是这样的，但是第7组这两个一样，在这些情况下，你能不能给第7组一点建议，若果他跟你们都不一样，他一定错了吗？
【生】第7组我感觉应当是她们拉的人不一样。
【师】方法上还是可以再找找缘由对吧，好的，也就是说他可以再试一试。好了，关于接触面的粗糙光滑，这样研究出来你认为证据可靠了吗？
【生】相对可靠。
【师】我可以把问号暂时先抹去了，好这么你来看我们拔河的时侯选择粗糙一点的鞋跟有没有科学根据。朋友体重的问题，有的朋友说这个体重跟磨擦力也有关系，你认为有关系吗？【师】你能不能用实验也来证明，假如可以你认为要相同的条件是哪些？改变哪些条件？
【生】重量又一样之后那种粗糙不同。
【生】是重量不一样，粗糙程度一样。
【师】因为我们想研究的是哪些呀？物体重轻了，所以它不一样的轻重对不对？昨天我给你的这些材料能做吗？
【师】另外丁老师给你一个提示啊，刚刚等会儿的这个实验，虽然只须要再做一个就可以了，哪些呢？用的是一个一个钩码都要等会儿，你要改变不同的重量，只要到这对加一个，而刚刚的一个的钩码，还是要带车吗？不须要了，我说明白了吗？
【师】如果好了，你可以到丁老师这儿来发放，第2个实验的表格就可以开始做了，注意及时上传数据开始。
。。。。中学生实验，班主任巡视。。。。
【生】轻0.60，重的是1.2牛，我们发觉物体重运动时的磨擦力就越大，物体轻运动时的磨擦力就越小，
【师】其他小组有不同意见吗？
【生】轻的是0.25，重的是0.75，那说明它的重量不同，磨擦力就不一样。
【师】他们的最后的推论，两个组一样吗？
【师】当我们在选裙子的时侯，科学告诉我们应当选哪些样的衣服呢？PPT展示四双袜子
【生】我认为应当选第1双好，由于他看上去比较重，但是鞋面鞋跟相对比较粗糙
【师】这个科学告诉我们只选对的不选贵的，
【师】同学们我们除了要会选，虽然我们可以用我们的科学知识去设计一双拔河鞋。这是我布置给大家的任务，大家要考虑到到的是，在不同的场合显然须要的衣服是不一样的，磨擦力的要求也是不一样的，请朋友们考虑一下，关于擦力，更多的学习内容就置于接出来的单元中，明天的课我们就上到这儿。下课。
