初中物理摩擦力專題教學(xué)設(shè)計與練習(xí)引言摩擦力是初中物理力學(xué)部分的重要概念，它貫穿于我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，也是理解后續(xù)許多物理現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)。學(xué)好摩擦力，不僅能解釋生活中的常見現(xiàn)象，更能培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決實(shí)際問題的能力，以及實(shí)事求是的科學(xué)探究精神。本專題教學(xué)設(shè)計旨在通過實(shí)驗(yàn)探究、理論分析與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的摩擦力概念，掌握影響摩擦力大小的因素，并能運(yùn)用所學(xué)知識解釋現(xiàn)象和解決簡單問題。配套的練習(xí)則側(cè)重于鞏固基礎(chǔ)、提升能力，力求使學(xué)生對摩擦力的認(rèn)識從感性走向理性，從具體走向抽象。一、教學(xué)設(shè)計(一)教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能：*知道摩擦力的存在及其產(chǎn)生的條件。*能舉例說明靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力。*理解滑動摩擦力的大小與壓力大小及接觸面粗糙程度的關(guān)系，并能解釋相關(guān)現(xiàn)象。*知道增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法。2.過程與方法：*通過實(shí)驗(yàn)探究滑動摩擦力大小的影響因素，體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，學(xué)習(xí)控制變量法。*培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力，以及運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。3.情感態(tài)度與價值觀：*認(rèn)識到物理知識與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。*在探究活動中培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和合作交流精神。*體會摩擦力在生活中的利與弊，樹立一分為二看問題的辯證唯物主義觀點(diǎn)。(二)教學(xué)重難點(diǎn)*重點(diǎn)：滑動摩擦力的概念，影響滑動摩擦力大小的因素，增大和減小摩擦的方法。*難點(diǎn)：摩擦力產(chǎn)生條件的理解，摩擦力方向的判斷，靜摩擦力的認(rèn)識。(三)教學(xué)方法與手段*教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究法、講授法、討論法、歸納法相結(jié)合。*教學(xué)手段：多媒體課件、實(shí)物投影儀、實(shí)驗(yàn)器材（彈簧測力計、木塊、木板、毛巾、砝碼、滾動軸承或圓珠筆等）。(四)教學(xué)過程1.創(chuàng)設(shè)情境，引入新課(約5分鐘)*情境1：教師提問：“同學(xué)們，當(dāng)我們推一張桌子，桌子為什么會運(yùn)動起來？如果我們不再推它，它最終會怎么樣？為什么？”引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)動狀態(tài)改變的原因，初步感知阻力的存在。*情境2：播放一段視頻或展示圖片：人走路、汽車剎車、運(yùn)動員跑步、筷子夾菜等。提問：“這些現(xiàn)象中，都有什么共同的物理作用在發(fā)生？”*引出課題：這些現(xiàn)象都與一種常見的力有關(guān)，今天我們就來深入學(xué)習(xí)這種力——摩擦力。（板書：摩擦力）2.新課講授，探究新知(約25-30分鐘)*(1)摩擦力的概念*體驗(yàn)活動：讓學(xué)生將手掌壓在桌面上，向前或向后用力推（或拉）手掌，但保持手掌相對桌面靜止。感受手掌受到的阻礙作用。再讓手掌在桌面上滑動，感受滑動時受到的阻礙作用。*建立概念：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動的趨勢時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運(yùn)動的力，這種力叫做摩擦力。（板書：一、摩擦力(Ff)1.定義）*摩擦力產(chǎn)生的條件：結(jié)合實(shí)例和體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納產(chǎn)生摩擦力的三個條件：①物體間相互接觸并擠壓（有彈力）；②接觸面粗糙；③物體間有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢。（板書：2.產(chǎn)生條件：接觸、擠壓、粗糙、相對運(yùn)動/趨勢）*摩擦力的方向：強(qiáng)調(diào)摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）的方向相反。（板書：3.方向：與相對運(yùn)動/趨勢方向相反）*演示與討論：用木塊在桌面上滑動，分析木塊受到的摩擦力方向與木塊運(yùn)動方向的關(guān)系（相反）。人走路時，腳相對地面的運(yùn)動趨勢方向向后，因此腳受到的摩擦力方向向前（提供動力）。*(2)探究：滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？(重點(diǎn)探究環(huán)節(jié))*提出問題：滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢？*猜想與假設(shè)：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)猜想。學(xué)生可能會提出：與壓力大小有關(guān)？與接觸面的粗糙程度有關(guān)？與物體運(yùn)動速度有關(guān)？與接觸面積大小有關(guān)？（教師將學(xué)生的猜想記錄在黑板上）*設(shè)計實(shí)驗(yàn)：*明確研究對象：木塊在水平面上滑動時受到的滑動摩擦力。*如何測量滑動摩擦力：引導(dǎo)學(xué)生思考，根據(jù)二力平衡知識，用彈簧測力計水平拉著木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計的示數(shù)就等于木塊受到的滑動摩擦力的大小。（強(qiáng)調(diào)“水平”、“勻速直線運(yùn)動”）*控制變量法的應(yīng)用：針對每個猜想，討論如何控制其他因素不變，只改變一個因素。*探究與壓力的關(guān)系：保持接觸面粗糙程度不變，改變木塊對接觸面的壓力（如在木塊上添加砝碼）。*探究與接觸面粗糙程度的關(guān)系：保持壓力不變，改變接觸面的粗糙程度（如木板面、毛巾面）。*（可簡要提及，對于速度和接觸面積，在初中階段可通過簡單實(shí)驗(yàn)或邏輯分析說明影響不大，不作為重點(diǎn)）*進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：*學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（或教師演示，學(xué)生觀察記錄）。*提供實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測力計、帶掛鉤的木塊、長木板、毛巾、砝碼若干。*設(shè)計簡單的實(shí)驗(yàn)表格，記錄實(shí)驗(yàn)條件和彈簧測力計的示數(shù)。*分析與論證：各組匯報實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。*結(jié)論：滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小有關(guān)，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越大；跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。（板書：二、滑動摩擦力大?。号c壓力大小、接觸面粗糙程度有關(guān)。壓力越大、接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。）*交流與評估：實(shí)驗(yàn)中遇到了哪些問題？如何解決的？實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否可靠？*(3)摩擦力的種類(簡要介紹)*滑動摩擦：一個物體在另一個物體表面上滑動時產(chǎn)生的摩擦。（如：擦黑板、滑冰）*滾動摩擦：一個物體在另一個物體表面上滾動時產(chǎn)生的摩擦。（如：車輪滾動、滾珠軸承）*體驗(yàn)與比較：用彈簧測力計拉著木塊在桌面上滑動，再將木塊放在幾支圓鉛筆（或圓珠筆）上拉動，比較兩次拉力的大小。得出結(jié)論：在相同條件下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多。*靜摩擦：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們有相對運(yùn)動趨勢但尚未發(fā)生相對運(yùn)動時，在接觸面上產(chǎn)生的摩擦力。（如：推而未動的桌子、手中握住的瓶子）*強(qiáng)調(diào)：靜摩擦力的大小隨外力的變化而變化，有一個最大值（最大靜摩擦力）。*(4)摩擦力的利與弊*討論：摩擦力對我們的生活是有益的還是有害的？請舉例說明。*有益摩擦的例子：走路、騎車（輪胎與地面）、寫字（筆尖與紙）、剎車、傳送帶等。*有害摩擦的例子：機(jī)器零件間的摩擦（磨損、耗能）、推動重物時的摩擦等。*結(jié)論：摩擦力有時有益，有時有害。我們要學(xué)會增大有益摩擦，減小有害摩擦。3.知識應(yīng)用，鞏固提升(約10分鐘)*如何增大有益摩擦？*引導(dǎo)學(xué)生從影響摩擦力大小的因素出發(fā)思考。*方法：①增大壓力（如：用力捏閘剎車）；②增大接觸面的粗糙程度（如：鞋底有花紋、輪胎有花紋、體操運(yùn)動員手上涂鎂粉）。（板書：三、增大和減小摩擦的方法1.增大有益摩擦：增大壓力、增大接觸面粗糙程度）*如何減小有害摩擦？*方法：①減小壓力；②減小接觸面的粗糙程度（如：給機(jī)器零件加潤滑油，形成油膜，使接觸面分離）；③用滾動代替滑動（如：機(jī)器軸承中加滾珠、行李箱底部裝輪子）；④使兩個接觸面彼此分離（如：氣墊船、磁懸浮列車）。（板書：2.減小有害摩擦：減小壓力、減小接觸面粗糙程度、滾動代替滑動、使接觸面分離）*圖片或視頻展示：展示生活中增大和減小摩擦的實(shí)例圖片或短視頻，讓學(xué)生判斷并解釋原理。4.課堂小結(jié)，拓展延伸(約5分鐘)*回顧本節(jié)課主要內(nèi)容：摩擦力的定義、產(chǎn)生條件、方向、影響滑動摩擦力大小的因素、摩擦力的種類、增大和減小摩擦的方法。*知識梳理：師生共同回顧板書，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。*拓展思考：“假如沒有摩擦力，我們的世界會變成什么樣？”（鼓勵學(xué)生大膽想象，激發(fā)持續(xù)探究的興趣）*布置作業(yè)：完成課后練習(xí)，觀察生活中更多摩擦力的應(yīng)用實(shí)例，并嘗試用所學(xué)知識解釋。(五)板書設(shè)計摩擦力一、摩擦力(Ff)1.定義：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運(yùn)動的力。2.產(chǎn)生條件：接觸、擠壓（有彈力）、粗糙、相對運(yùn)動/趨勢。3.方向：與相對運(yùn)動/趨勢方向相反。二、滑動摩擦力大小：與接觸面所受壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)。壓力越大、接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。三、摩擦力的種類靜摩擦力、滑動摩擦力、滾動摩擦力(滾動摩擦比滑動摩擦小)四、增大和減小摩擦的方法1.增大有益摩擦：*增大壓力(例：用力捏閘)*增大接觸面粗糙程度(例：鞋底花紋)2.減小有害摩擦：*減小壓力*減小接觸面粗糙程度(例：加潤滑油)*用滾動代替滑動(例：軸承、輪子)*使接觸面分離(例：氣墊、磁懸浮)二、專題練習(xí)(一)基礎(chǔ)鞏固1.一個物體在另一個物體表面上發(fā)生相對滑動時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙______的力，叫做滑動摩擦力。2.摩擦力產(chǎn)生的條件是：物體間必須相互______并______，接觸面要______，且物體間有______或______。3.摩擦力的方向總是跟物體相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）的方向______。4.滑動摩擦力的大小與______的大小和接觸面的______有關(guān)。在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越______；在壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越______。5.下列幾種情況中，屬于有害摩擦的是（）A.人走路時，鞋底與地面的摩擦B.汽車行駛時，車輪與地面的摩擦C.機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時，各部件之間的摩擦D.用筷子夾菜時，筷子與菜之間的摩擦6.下列實(shí)例中，為了增大摩擦的是（）A.向自行車的轉(zhuǎn)軸處加潤滑油B.鞋底刻有凹凸不平的花紋C.拉桿旅行箱底部裝有輪子D.在新用的拉鏈上抹一點(diǎn)石蠟7.為什么汽車在結(jié)冰的路面上行駛時，容易打滑？為了防止打滑，司機(jī)通常會采取什么措施？(二)能力提升8.用彈簧測力計沿水平方向拉著一個木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，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；若將拉力增大到4N，木塊受到的滑動摩擦力大小將______（選填“變大”、“變小”或“不變”），此時木塊做______（選填“勻速”或“變速”）運(yùn)動。9.如圖所示（示意圖：水平地面上有一靜止木塊，一個水平向右的力F作用在木塊上但木塊未動），一木塊靜止在水平地面上，用10N的力水平向右推它，但沒有推動。此時木塊受到地面的摩擦力大小為______N，方向向______。若將推力增大到15N，木塊仍然靜止，則此時摩擦力為______N。10.請你列舉出生活中利用滾動代替滑動來減小摩擦的兩個實(shí)例。11.小明想探究“滑動摩擦力的大小是否與接觸面積的大小有關(guān)”，他現(xiàn)有如下器材：彈簧測力計、帶掛鉤的長方體木塊（各面粗糙程度相同）、長木板。請你幫他設(shè)計一個簡單的實(shí)驗(yàn)方案，寫出主要步驟和判斷方法。(三)參考答案與解析基礎(chǔ)鞏固1.相對運(yùn)動2.接觸，擠壓（或發(fā)生彈性形變），粗糙，相對運(yùn)動，相對運(yùn)動的趨勢3.相反4.壓力，粗糙程度，大，大5.C（解析：機(jī)器部件間的摩擦?xí)p零件、消耗能量，屬于有害摩擦。其他選項都是有益摩擦。）6.B（解析：鞋底花紋通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦。A、D是減小接觸面粗糙程度，C是用滾動代替滑動，均為減小摩擦。）7.答：結(jié)冰路面比較光滑，減小了接觸面的粗糙程度，從而減小了摩擦力，所以汽車容易打滑。措施：在車輪上安裝防滑鏈（增大接觸面粗糙程度）、在路面上撒沙子或鹽（鹽可融化冰，沙子可增大粗糙程度）等。能力提升8.3，不變，變速（解析：木塊做勻速直線運(yùn)動時，拉力與摩擦力二力平衡，大小相等，故摩擦力為3N?；瑒幽Σ亮Υ笮≈慌c壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，拉力增大后，這兩個因素不變，所以摩擦力不變。此時拉力大于摩擦力，木塊受力不平衡，將做加速運(yùn)動，即變速運(yùn)動。）9.10，左，15（解析：木塊未被推動，處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的推力與靜摩擦力平衡，大小相等，方向相反。第一次推力10N，摩擦力10N，方向水平向左；第二次推力15N，摩擦力15N。）10.答：舉例：①行李箱底部安裝輪子；②機(jī)器的轉(zhuǎn)動部分安裝滾動軸承；③圓珠筆寫字時筆尖的滾珠。（任選其二）11.答：實(shí)驗(yàn)步驟：①將長方體木塊平放在長木板上，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下測力計的示數(shù)F1；②將長方體木塊側(cè)放在長木板上（接觸面積變?。?，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下測力計的示數(shù)F2；③比較F1和F2的大小。判斷方法：若F1=F2，則滑動摩擦力大小與接觸面積無關(guān)；若F1≠F2，則與接觸面積有關(guān)。（實(shí)驗(yàn)中需控制壓力和接觸面粗糙程度相同，只改變接觸面積。）三、教學(xué)反思與建議*實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵：本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)都可以通過實(shí)驗(yàn)來突破。確保實(shí)驗(yàn)的可見性和可操作性，鼓勵學(xué)生親自動手，體驗(yàn)探究過程。對于靜摩擦力，多讓學(xué)生體驗(yàn)“推而未動”時的受力感覺。*聯(lián)系生活實(shí)際：摩擦力與生活聯(lián)系緊密，多舉學(xué)生熟悉的例子，讓學(xué)生感受到物理就在身邊，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。*注重概念辨析：對于摩擦力的方向、靜摩擦力的理解等難點(diǎn)，要通過實(shí)例