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(jì)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(jì)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(jì)：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(shí)驗(yàn)探究及理論分析認(rèn)識靜摩擦力的大小和方向的特點(diǎn)，知道最大靜摩擦力。

2、知道滑動(dòng)摩擦力的概念及產(chǎn)生條件，通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識滑動(dòng)摩擦力的大小和方向的特點(diǎn)，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(shí)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(jì)算。

2在初中階段對滑動(dòng)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(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)：靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生、方向和大小規(guī)律。

難點(diǎn)：對相對運(yùn)動(dòng)趨勢的理解，對影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素的探究及滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)。

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(dòng)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(dòng)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(dòng)的是滑動(dòng)摩擦力。

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

學(xué)生會(huì)舉出諸如走路、雙手相互摩擦、手與桌面摩擦、兩個(gè)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(huì)：在手將動(dòng)而未動(dòng)的過程受到的是靜摩擦力，手在桌面上滑動(dòng)的過程受到的是滑動(dòng)摩擦力。

第一部分設(shè)計(jì)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(dòng)摩擦力的不同點(diǎn)，利用此特點(diǎn)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(huì)兩種摩擦力，這是一個(gè)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(dú)立思考、相互交流、親身體會(huì)而完成，學(xué)生作為主體參與整個(gè)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(dòng)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(jì)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(shí)候會(huì)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(dòng)，你感覺到了嗎?(此時(shí)手掌有向前運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)，問：桌子有向哪邊的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)趨勢

法一：演示手推毛刷而毛刷不動(dòng)，根據(jù)刷毛的傾斜和彎曲情況判斷相對運(yùn)動(dòng)趨勢方向，再由二力平衡判斷靜摩擦力方向，再次驗(yàn)證靜摩擦力方向與相對運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)、將物體擠壓在墻上而不動(dòng))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(diǎn)。

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(jì)算。用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)演示此實(shí)驗(yàn)，證明靜摩擦力的大小確實(shí)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(gè)因素：壓力的大小、接觸面粗糙程度、接觸面的大小、運(yùn)動(dòng)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(jì)的表格記錄如下：

通過DIS實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)的快慢無關(guān)。

最后將滑動(dòng)摩擦力表達(dá)為公式F_f=μF_N，分析公式含義及每個(gè)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(jì)意圖：所設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)定量演示有機(jī)的結(jié)合起來；對表格的設(shè)計(jì)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(jì)成四個(gè)單獨(dú)的表格，而沒有將所有因素綜合在一個(gè)復(fù)雜的表格中；最后總結(jié)出計(jì)算滑動(dòng)摩擦力大小的公式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用簡單的公式表達(dá)復(fù)雜的意思，體會(huì)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(dòng)軸承、磁懸浮列車，認(rèn)識減小摩擦方法。

第五部分設(shè)計(jì)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(jì)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(huì)，且因一節(jié)課的時(shí)間比較有限，故將摩擦力產(chǎn)生的條件主要鎖定在“相對運(yùn)動(dòng)趨勢”或“相對運(yùn)動(dòng)”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(dòng)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(jì)算：對于“受靜摩擦力的物體是否一定靜止”、“滑動(dòng)摩擦力是否一定與運(yùn)動(dòng)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(shí)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(jì)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。