《摩擦力》教學(xué)設(shè)計-2025-2026學(xué)年北師大版（北京）初中物理八年級(全一冊）一、核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)物理觀念學(xué)生能夠通過對生活實例與實驗現(xiàn)象的觀察分析，準(zhǔn)確理解摩擦力的定義，清晰辨別靜摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦這三種摩擦力的類型，并熟練掌握摩擦力的產(chǎn)生條件。深入理解影響滑動摩擦力大小的因素，能夠運(yùn)用公式f=μN(yùn)進(jìn)行簡單的計算，并能依據(jù)具體情境對摩擦力的方向作出準(zhǔn)確判斷，逐步構(gòu)建起關(guān)于摩擦力的系統(tǒng)認(rèn)知?？茖W(xué)思維引領(lǐng)學(xué)生完整經(jīng)歷“提出問題—猜想假設(shè)—實驗驗證—分析歸納”的科學(xué)探究過程，使其熟練運(yùn)用控制變量法設(shè)計實驗方案。通過對實驗數(shù)據(jù)的細(xì)致對比和嚴(yán)密邏輯推理，得出科學(xué)合理的結(jié)論。培養(yǎng)學(xué)生從日常生活現(xiàn)象中抽象出物理模型的能力，能夠運(yùn)用摩擦力的相關(guān)知識，科學(xué)解釋諸如剎車、走路、傳送帶運(yùn)輸物體等實際問題，不斷提升科學(xué)推理與模型建構(gòu)能力?？茖W(xué)探究在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中，學(xué)生能夠規(guī)范且熟練地使用彈簧測力計測量力的大小，精準(zhǔn)掌握“水平勻速拉動”的操作要點(diǎn)，確保實驗過程中物體處于二力平衡狀態(tài)。能夠準(zhǔn)確、詳實記錄實驗數(shù)據(jù)，并借助表格、圖像等多樣化的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，顯著提高實驗操作、數(shù)據(jù)處理以及誤差分析能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任1.通過小組合作開展實驗探究活動，讓學(xué)生養(yǎng)成尊重客觀事實、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。在實驗過程中，學(xué)會傾聽他人意見，積極參與討論交流，共同解決問題。2.引導(dǎo)學(xué)生密切關(guān)注摩擦力在日常生活與生產(chǎn)實踐中的廣泛應(yīng)用，如鞋底花紋增大摩擦以保障行走安全、軸承加潤滑油減小摩擦提高機(jī)械效率等，深刻理解科技與生活的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)合理利用摩擦力改善生活、推動社會發(fā)展的社會責(zé)任感。二、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)明晰摩擦力的定義，全面掌握摩擦力的產(chǎn)生條件，能夠準(zhǔn)確區(qū)分靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦。深入探究并掌握影響滑動摩擦力大小的因素，熟練運(yùn)用公式f=μN(yùn)解決實際問題。理解靜摩擦力的特點(diǎn)，包括其大小與外力的關(guān)系以及方向的判斷方法。（二）教學(xué)難點(diǎn)精準(zhǔn)判斷靜摩擦力的方向，深入理解相對運(yùn)動趨勢的概念。透徹理解實驗中“水平勻速拉動”的操作原理，即二力平衡條件在實驗中的應(yīng)用。通過實驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)滑動摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度之間的定量關(guān)系。三、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.真實情境創(chuàng)設(shè)：運(yùn)用多媒體設(shè)備播放兩段視頻。第一段視頻展示學(xué)生用力推教室講臺，但講臺未發(fā)生移動；第二段視頻呈現(xiàn)學(xué)生推動課桌在地面上滑動，最終課桌緩緩?fù)Ｏ隆?.學(xué)生活動：組織學(xué)生認(rèn)真觀察視頻內(nèi)容，并結(jié)合自身的生活經(jīng)驗展開討論。教師引導(dǎo)學(xué)生思考并回答問題：在這兩個場景中，物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化？是什么原因?qū)е铝诉@種變化？3.教師引導(dǎo)：邀請幾位學(xué)生分享他們的討論結(jié)果，然后進(jìn)行總結(jié)歸納。指出在這兩個場景中，都存在一種阻礙物體相對運(yùn)動的力，而這種力就是我們今天即將深入學(xué)習(xí)的“摩擦力”，由此引出本節(jié)課的主題。設(shè)計意圖：通過展示貼近學(xué)生生活的真實情境視頻，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望，使學(xué)生迅速融入課堂學(xué)習(xí)氛圍，為后續(xù)教學(xué)活動的開展奠定良好基礎(chǔ)。（二）新課學(xué)習(xí)（28分鐘）1.摩擦力的定義與產(chǎn)生條件（7分鐘）實驗演示：教師在講臺上進(jìn)行實驗操作，用彈簧測力計水平拉靜止在木板上的木塊，首先保持較小的拉力，使木塊未被拉動，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察測力計的示數(shù)變化；接著逐漸增大拉力，使木塊在木板上勻速滑動，再次讓學(xué)生觀察示數(shù)的變化情況。隨后向?qū)W生提問：“在這兩次拉動過程中，木塊與木板之間是否都存在摩擦力？為什么？”學(xué)生觀察與討論：學(xué)生分組進(jìn)行觀察和討論。在第一次未拉動木塊時，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)木塊有向右運(yùn)動的趨勢，而木板對木塊施加了一個向左的阻礙力，這就是靜摩擦力；在第二次木塊滑動時，木塊向右運(yùn)動，木板對木塊產(chǎn)生了向左的阻礙力，此為滑動摩擦力。歸納定義：教師對學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，給出摩擦力的定義：“兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生相對運(yùn)動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運(yùn)動的力，叫做摩擦力（f）。”同時，在黑板上板書該定義，并著重強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵詞“接觸”“相對運(yùn)動（或趨勢）”“阻礙”，幫助學(xué)生加深對定義的理解。產(chǎn)生條件探究：結(jié)合剛才的實驗現(xiàn)象，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析摩擦力產(chǎn)生的條件。通過提問的方式啟發(fā)學(xué)生思考：“如果木塊和木板不接觸，是否會有摩擦力產(chǎn)生？如果接觸面非常光滑，比如在冰面上，摩擦力會發(fā)生怎樣的變化？如果木塊靜止且沒有任何運(yùn)動趨勢，例如水平放置在桌面上的木塊，此時是否存在摩擦力？”學(xué)生經(jīng)過思考和討論后，總結(jié)出摩擦力產(chǎn)生的條件為：①相互接觸并擠壓（即存在彈力）；②接觸面粗糙；③有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢。教師對學(xué)生的總結(jié)進(jìn)行補(bǔ)充和完善，并在黑板上板書。設(shè)計意圖：通過直觀的實驗演示和教師的引導(dǎo)提問，讓學(xué)生親身體驗和觀察摩擦力的存在形式，自主探究并總結(jié)出摩擦力的定義和產(chǎn)生條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和歸納總結(jié)能力。2.摩擦力的分類（5分鐘）生活實例分類：教師利用多媒體展示一系列生活中的圖片，包括①推沙發(fā)但沙發(fā)未動（靜摩擦）；②擦黑板時黑板擦與黑板之間的摩擦（滑動摩擦）；③行李箱輪子與地面的摩擦（滾動摩擦）。展示完圖片后，向?qū)W生提問：“請同學(xué)們仔細(xì)觀察這些圖片，分析這三種摩擦現(xiàn)象有什么不同之處？”學(xué)生總結(jié)：學(xué)生認(rèn)真觀察圖片后，進(jìn)行思考和總結(jié)。他們能夠發(fā)現(xiàn)靜摩擦是物體有相對運(yùn)動趨勢但尚未發(fā)生運(yùn)動時產(chǎn)生的摩擦；滑動摩擦是物體已經(jīng)發(fā)生相對滑動時產(chǎn)生的摩擦；滾動摩擦則是一個物體在另一個物體上滾動時產(chǎn)生的摩擦。教師對學(xué)生的總結(jié)給予肯定，并補(bǔ)充說明：“滾動摩擦比滑動摩擦小得多，在實際生活中，我們常常利用滾動摩擦較小的特點(diǎn)，例如在機(jī)器中使用軸承，將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減小摩擦力，提高機(jī)械效率。”實驗對比：為了讓學(xué)生更直觀地感受滾動摩擦和滑動摩擦的差異，教師進(jìn)行實驗對比。用彈簧測力計分別拉動普通木塊（滑動）和帶輪木塊（滾動）在木板上勻速運(yùn)動，讓學(xué)生仔細(xì)觀察彈簧測力計的示數(shù)。學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)，在相同條件下，拉動帶輪木塊時彈簧測力計的示數(shù)明顯更小，從而直觀地理解了滾動摩擦的特點(diǎn)。設(shè)計意圖：借助生活實例和實驗對比，讓學(xué)生對摩擦力的三種分類有更清晰的認(rèn)識，將抽象的物理概念與實際生活緊密聯(lián)系起來，幫助學(xué)生更好地理解和記憶，同時培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、從生活中發(fā)現(xiàn)物理問題的能力。3.探究影響滑動摩擦力大小的因素（12分鐘）提出問題：教師向?qū)W生提出問題：“在日常生活中，我們能感受到滑動摩擦力的大小是不同的，那么滑動摩擦力的大小究竟與哪些因素有關(guān)呢？”鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗大膽進(jìn)行猜想。猜想假設(shè)：學(xué)生積極思考并發(fā)表自己的猜想，可能提出的猜想包括：滑動摩擦力的大小可能與壓力大小有關(guān)，壓力越大，滑動摩擦力越大；可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；還可能與物體的運(yùn)動速度、接觸面積大小等有關(guān)。教師對學(xué)生的猜想進(jìn)行分類整理，并請學(xué)生闡述猜想的依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理猜想。設(shè)計實驗：教師強(qiáng)調(diào)在探究多因素問題時，需要運(yùn)用控制變量法，即探究某一因素對滑動摩擦力大小的影響時，要確保其他因素保持不變。以探究滑動摩擦力與壓力大小的關(guān)系為例，教師引導(dǎo)學(xué)生明確實驗思路：保持接觸面（木板）、接觸面積（木塊正放）、速度（勻速）不變，通過在木塊上添加砝碼的方式改變壓力大小。同樣地，對于探究與接觸面粗糙程度的關(guān)系，要保持壓力（木塊+一定質(zhì)量的砝碼）、接觸面積、速度不變，改變接觸面（如依次在木板、毛巾、砂紙表面進(jìn)行實驗）；探究與接觸面積的關(guān)系，保持壓力、接觸面（木板）、速度不變，改變木塊的放置方式（正放→側(cè)放）；探究與速度的關(guān)系，保持壓力、接觸面、接觸面積不變，改變拉動速度（慢→快）。同時，教師為學(xué)生提供實驗器材，如木塊、木板、毛巾、棉布、鉤碼、彈簧測力計等，并提示學(xué)生在實驗過程中需要思考的問題，如如何測量滑動摩擦力的大小（根據(jù)二力平衡原理，用彈簧測力計水平拉動木塊做勻速直線運(yùn)動，此時彈簧測力計的示數(shù)等于木塊所受滑動摩擦力的大?。?、如何改變壓力大小、如何改變接觸面的粗糙程度等。實驗操作：學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實驗，每組選擇2-3個探究任務(wù)進(jìn)行深入研究。在實驗過程中，教師巡視各小組，及時給予指導(dǎo)和幫助，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“水平勻速拉動”木塊的重要性，向?qū)W生解釋這是為了保證木塊在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，從而可以通過彈簧測力計的示數(shù)直接讀出滑動摩擦力的大小。數(shù)據(jù)記錄與分析：各小組學(xué)生按照實驗步驟進(jìn)行操作，并認(rèn)真記錄實驗數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入設(shè)計好的實驗表格中（示例如下）。實驗結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，鼓勵學(xué)生繪制f-N圖像（壓力與摩擦力的關(guān)系），以便更直觀地觀察數(shù)據(jù)之間的規(guī)律。實驗序號接觸面材料壓力（N）接觸面積（cm2）速度（cm/s）摩擦力（N）1木板2（木塊）100（正放）50.82木板4（木塊+砝碼）100（正放）51.63毛巾4（木塊+砝碼）100（正放）52.54木板4（木塊+砝碼）50（側(cè)放）51.65木板4（木塊+砝碼）100（正放）101.6結(jié)論推導(dǎo)：學(xué)生通過對實驗數(shù)據(jù)的仔細(xì)分析，得出以下結(jié)論：①滑動摩擦力大小與壓力大小成正比（f=μN(yùn)，μ為動摩擦因數(shù)）；②與接觸面粗糙程度有關(guān)（μ越大，f越大）；③與接觸面積、運(yùn)動速度無關(guān)。教師對學(xué)生的結(jié)論進(jìn)行補(bǔ)充和完善，解釋μ是一個比例常數(shù)，它由接觸面的材料和粗糙程度決定（例如鋼與鋼之間的μ≈0.25，木與木之間的μ≈0.3）。設(shè)計意圖：通過提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗、實驗操作、數(shù)據(jù)記錄與分析以及結(jié)論推導(dǎo)等一系列環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親身體驗科學(xué)探究的全過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實驗操作能力、數(shù)據(jù)分析能力和邏輯推理能力，同時加深學(xué)生對滑動摩擦力影響因素的理解。1.靜摩擦力的特點(diǎn)（4分鐘）問題情境：教師創(chuàng)設(shè)問題情境：“假設(shè)用10N的力水平推靜止在地面上的木箱，木箱未動。那么請同學(xué)們思考一下，此時木箱受到的靜摩擦力有多大？方向是怎樣的？”引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的二力平衡知識進(jìn)行分析。學(xué)生討論：學(xué)生分組進(jìn)行討論，運(yùn)用二力平衡的原理得出結(jié)論：因為木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，在水平方向上受到推力和靜摩擦力的作用，這兩個力是一對平衡力，所以靜摩擦力的大小等于推力，即10N，方向與推力方向相反，為向左。教師對學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)靜摩擦力的大小會隨著外力的增大而增大，直到達(dá)到最大靜摩擦力（略大于滑動摩擦力）時，物體才會開始滑動。方向判斷：為了幫助學(xué)生更直觀地理解靜摩擦力的方向，教師使用“摩擦力方向演示儀”（在木板上固定毛刷，推動木塊時觀察刷毛彎曲方向）進(jìn)行演示。當(dāng)推動木塊在毛刷上運(yùn)動時，學(xué)生可以清晰地看到刷毛向左彎曲，這表明摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反。教師進(jìn)一步舉例說明，比如人走路時，腳向后蹬地，腳相對于地面有向后的相對運(yùn)動趨勢，所以地面會給腳一個向前的靜摩擦力，這個靜摩擦力是人向前運(yùn)動的動力。設(shè)計意圖：通過問題情境和實驗演示，讓學(xué)生深入理解靜摩擦力的大小和方向特點(diǎn)，將抽象的物理知識直觀化，幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)，提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。（三）例題講解與隨堂練習(xí)（5分鐘）1.教學(xué)例題（3分鐘）教師在黑板上展示例題：一個重50N的木塊放在水平桌面上，回答以下問題：用10N的力水平向右推木塊，木塊未動，求此時靜摩擦力的大小和方向。用20N的力推木塊，木塊恰好勻速直線運(yùn)動，求此時滑動摩擦力的大小及動摩擦因數(shù)μ。用30N的力推木塊，木塊加速運(yùn)動，求此時滑動摩擦力的大小。講解過程：對于第一個問題，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：因為木塊未動，處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以在水平方向上受到的推力和靜摩擦力是一對平衡力。根據(jù)二力平衡條件，靜摩擦力的大小等于推力大小，即f靜=10N，方向與推力方向相反，為向左。對于第二個問題，當(dāng)木塊恰好勻速直線運(yùn)動時，木塊處于平衡狀態(tài)，此時水平方向上的推力和滑動摩擦力是一對平衡力，所以滑動摩擦力f滑=20N。已知木塊對桌面的壓力N等于木塊的重力G=50N，根據(jù)公式f=μN(yùn)，可得動摩擦因數(shù)μ=f滑/N=20N/50N=0.4。對于第三個問題，教師提醒學(xué)生注意，當(dāng)木塊加速運(yùn)動時，壓力和接觸面的粗糙程度都沒有發(fā)生改變，而動摩擦因數(shù)μ只與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)，所以μ不變。根據(jù)滑動摩擦力的大小只與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)的結(jié)論，此時滑動摩擦力的大小仍為20N。2.隨堂練習(xí)（2分鐘）教師布置幾道與例題類似的隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立完成。題目如下：在“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗中，用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，此時彈簧測力計的示數(shù)為3N，則木塊受到的滑動摩擦力大小為______N。若增大拉力，當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?N時，木塊受到的滑動摩擦力大小為______N。小明發(fā)現(xiàn)媽媽在拖地時，拖把底部的拖布與地面接觸面積較大，且拖布表面比較粗糙。請你用所學(xué)的物理知識解釋拖布設(shè)計成這樣的原因。學(xué)生完成練習(xí)后，教師隨機(jī)抽取幾位學(xué)生的答案進(jìn)行展示和點(diǎn)評，針對學(xué)生出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行詳細(xì)講解，強(qiáng)化學(xué)生對摩擦力概念和影響因素的理解。設(shè)計意圖：通過例題講解和隨堂練習(xí)，及時鞏固學(xué)生所學(xué)的摩擦力知識，讓學(xué)生學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知