靜摩擦力范文
時(shí)間:2023-03-27 15:28:20
導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫好一篇靜摩擦力,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
一、靜摩擦力產(chǎn)生的條件
靜摩擦力產(chǎn)生的條件是:1.接觸面不光滑;2.接觸面間有彈力;3.兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。以上三個(gè)條件缺一不可。條件1容易判斷,條件2的判斷可用假設(shè)法,先確定研究對(duì)象,然后假設(shè)把與研究對(duì)象接觸的物體去掉,看研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否會(huì)發(fā)生變化。若變化,說(shuō)明它們之間有彈力;若不變,說(shuō)明它們之間沒(méi)有彈力。對(duì)于條件3,首先應(yīng)明白相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的參照物是以待確定方向的施力物體,不一定是地面;其次,如何確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向?所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向,就是假設(shè)接觸面光滑時(shí),研究對(duì)象相對(duì)于跟它直接接觸的物體的運(yùn)動(dòng)方向。
圖1【例1】如圖1, 水平面上的物體A在水平拉力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),假設(shè)沒(méi)有靜摩擦力,物體A則在重力、彈力和力F的共同作用下向右加速運(yùn)動(dòng),這個(gè)運(yùn)動(dòng)方向即向右的方向就是物體相對(duì)地面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。
二、靜摩擦力方向的判斷
1.根據(jù)“靜摩擦力的方向總是與接觸面相切,并且總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反”來(lái)判斷
【例2】如圖2,地面光滑,A在水平拉力F作用下與B一起水平向右加速運(yùn)動(dòng),分析A和B受到的靜摩擦力的方向。
圖2分析:先以A為研究對(duì)象,假設(shè)A、B間不存在靜摩擦力,則F使A向右加速運(yùn)動(dòng)。物體B由于慣性將保持靜止,也就是說(shuō)A在B上向右做加速運(yùn)動(dòng)。所以A相對(duì)B的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向右。因此A受到的靜摩擦力方向向左。再以B為研究對(duì)象,假設(shè)A、B間不存在靜摩擦力,則B相對(duì)A向左運(yùn)動(dòng)。即B相對(duì)A的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向左,所以B受到的靜摩擦力的方向向右。當(dāng)然分析清楚了A受到的靜摩擦力的方向之后,也可以由牛頓第三定律判斷B受到的靜摩擦力的方向。
2.由二力平衡判斷
圖3【例3】如圖3,用力F把木塊壓在豎直墻壁上靜止,判斷物體受到的靜摩擦力的方向。
分析:木塊共受四個(gè)力作用,水平方向上F與彈力FN是平衡力。在豎直方向上重力與靜摩擦力是平衡力。所以靜摩擦力方向豎直向上。
圖4 3.用牛頓第二定律判斷
【例4】如圖4,隨圓盤一起繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由圓盤施加的靜摩擦力提供的。雖然靜摩擦力的方向不好判斷,但向心力的方向總是沿物體指向圓心。既然由靜摩擦力提供向心力,所以靜摩擦力的方向沿物體指向圓心。
三、靜摩擦力的大小
1.由平衡條件確定
在圖1中,當(dāng)F=4N時(shí),f=4N,方向向左。當(dāng)F=5N且向左時(shí),f=5N且向右。即F與f總是一對(duì)平衡力。
2.由牛頓第二定律確定
在圖2中,若mA=2kg, mB=4kg,F(xiàn)=6N。則由牛頓第二定律可得共同加速度大小為1m/s2,方向向右。設(shè)B施加給A的靜摩擦力為f, 則對(duì)A有F-f=ma,解得:f=4N。
除此之外,還有一種情況是靜摩擦力沒(méi)有確定的大小,其值在0到最大值之間變化,并且隨外力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變。即0
說(shuō)明:(1)在中學(xué)階段可以近似認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。即 Fm=μFN。
(2)靜摩擦力的產(chǎn)生需要彈力,但靜摩擦力的大小卻與彈力無(wú)關(guān)。最大靜摩擦力與彈力成正比。
總之,靜摩擦力是被動(dòng)力,沒(méi)有獨(dú)立自主的大小和方向,在不超過(guò)最大靜摩擦力的前提下,為了防止接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),需要多大靜摩擦力,就有多大靜摩擦力;需要它沿著哪個(gè)方向,它就沿著哪個(gè)方向。
四、靜摩擦力產(chǎn)生的效果
篇2
關(guān)鍵詞:靜摩擦力;概念;條件分析;靜摩擦力特點(diǎn);運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析法;實(shí)驗(yàn)探究
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)05-0071-02
高中物理的難點(diǎn)是受力分析,受力分析的難點(diǎn)是摩擦力的分析,而靜摩擦力在教學(xué)中是個(gè)難中之難的內(nèi)容。如何在教學(xué)中建立好靜摩擦力概念,引導(dǎo)學(xué)生形成解決靜摩擦力問(wèn)題的程序性方法,引導(dǎo)學(xué)生在日常生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察來(lái)主動(dòng)探究、歸納靜摩擦力規(guī)律,激發(fā)學(xué)生的興趣,是教學(xué)中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。高中階段靜摩擦力的教學(xué)是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,更是一個(gè)知識(shí)升華的過(guò)程,一個(gè)能力提高的過(guò)程。下面是筆者關(guān)于靜摩擦力教學(xué)的一點(diǎn)淺見(jiàn)。
一、靜摩擦力概念的建立
摩擦力教學(xué)是力學(xué)中的三大性質(zhì)力教學(xué)之一。摩擦在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)實(shí)踐中是一種極為普遍的力學(xué)現(xiàn)象。摩擦力可分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力兩種,可以對(duì)比滑動(dòng)摩擦力引入靜摩擦力的概念。當(dāng)兩個(gè)互相接觸并處于相對(duì)靜止的物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),在接觸面上就會(huì)產(chǎn)生靜摩擦力。在教學(xué)過(guò)程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生分析靜摩擦力時(shí),時(shí)常會(huì)出現(xiàn)不會(huì)分析或錯(cuò)誤的分析判斷,原因在于這些學(xué)生沒(méi)有真正理解靜摩擦力產(chǎn)生的條件及其特點(diǎn)。
1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件分析。產(chǎn)生靜摩擦力的充分必要條件是:①兩物體直接接觸;②兩物體之間相互有壓力作用;③接觸面不光滑;④兩物體間相對(duì)靜止,但存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。從兩接觸物體間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)判斷靜摩擦力是難點(diǎn)?!跋鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”必須是那兩個(gè)互相接觸的可能存在靜摩擦力的物體互為參考系,而不是以兩個(gè)物體之外的物體為參考系,不一定是地面。一般處理是:先假設(shè)接觸面光滑,若被研究的物體相對(duì)于接觸面向某方向運(yùn)動(dòng),則有靜摩擦力,該方向?yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向,靜摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反;相對(duì)無(wú)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,則兩接觸物體之間無(wú)靜摩擦力。例如常見(jiàn)的皮帶傳動(dòng)裝置中靜摩擦力現(xiàn)象分析。另外,引起相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的原因要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到位,不光是外力,還有單純由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變引起的情況。
2.靜摩擦力的特點(diǎn)分析。①靜摩擦力是一個(gè)善變的力,具有被動(dòng)性。它的大小和方向都有可能隨著外力的變化而變化,使物體保持靜止平衡態(tài);或隨物體的加速度變化,遵循牛頓第二定律。②靜摩擦力大小變化有規(guī)律。靜摩擦力大小在零和最大靜摩擦力之間變化。但靜摩擦力并不是最大靜摩擦力。實(shí)驗(yàn)表明:最大靜摩擦力跟物體接觸面間的正壓力成正比。例如:用手握一個(gè)瓶子,手把瓶子握得緊,手與瓶子之間的正壓力越大,最大靜摩擦力也越大,但當(dāng)最大靜摩擦力增加時(shí),實(shí)際靜摩擦力并不一定增大,因此,當(dāng)瓶子平衡時(shí),它所受到的靜摩擦力F總是等于物體的重量G。瓶子越重,要把瓶子握住,需要的實(shí)際摩擦力越大,由于靜摩擦力不會(huì)超過(guò)最大靜摩擦力F。所以當(dāng)瓶子較重時(shí),瓶子與手之間必須有較大的最大靜摩擦力,才能保證實(shí)際靜摩擦力不超過(guò)它??梢?jiàn),最大靜摩擦力和靜摩擦力是兩個(gè)不同的概念。靜摩擦力變化也與滑動(dòng)摩擦力無(wú)關(guān),它們的變化規(guī)律各不相同,但可以發(fā)生相互切換。在動(dòng)摩擦系數(shù)和正壓力不變的情況下滑動(dòng)摩擦力略小于靜摩擦力,即靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力。這點(diǎn)結(jié)論可聯(lián)系生活現(xiàn)象定性說(shuō)明,如推物體時(shí)在推動(dòng)的一霎,感覺(jué)突然省力了一些。學(xué)生都有生活體驗(yàn)很容易理解印證,同時(shí)也使物理回歸生活使學(xué)生感到物理親切,就在身邊,消除物理學(xué)習(xí)的遙遠(yuǎn)、神秘和恐懼感。教師在進(jìn)行靜摩擦力新課教學(xué)時(shí),要讓學(xué)生以課本為主,課前要先預(yù)習(xí),要求學(xué)生總結(jié)出靜摩擦力的定義和特點(diǎn),初步這定義和規(guī)律的物理內(nèi)涵,討論搜集在日常生活生產(chǎn)實(shí)踐中的現(xiàn)象實(shí)例。并留預(yù)習(xí)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生邊閱讀邊思考,幫助他們有的放矢的閱讀教材進(jìn)行預(yù)習(xí)。
二、在共點(diǎn)力平衡和牛頓定律的學(xué)習(xí)中加深對(duì)靜摩擦力概念的理解
篇3
在高中物理教學(xué)中,判斷物體是否具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)以及靜摩擦力是否存在的問(wèn)題?學(xué)生頗感迷惑,怎樣給學(xué)生講清楚是教學(xué)的難點(diǎn)。老師在教學(xué)中通常用一把測(cè)力計(jì)拉一個(gè)放在桌面的木塊或用J12175摩擦力演示器來(lái)演示靜摩擦力。這兩種演示方法有共同點(diǎn):其一,僅限于二力平衡求解的情形,物體是否具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及靜摩擦力的大小都是通過(guò)測(cè)力計(jì)示值決定的。
這容易將學(xué)生帶入認(rèn)知的誤區(qū),不利于準(zhǔn)確反映物體在一定條件下有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。其二物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是推測(cè)認(rèn)定,只停留在“說(shuō)”,并不能使物體真正作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)印證。而且演示形式單一。
為了解決上述問(wèn)題,筆者用氣墊導(dǎo)軌來(lái)演示靜摩擦力。J2125氣墊導(dǎo)軌是利用氣墊原理來(lái)工作的實(shí)驗(yàn)儀器。它把通常的接觸滑動(dòng)摩擦變?yōu)榭諝獾膬?nèi)摩擦,能量損失很小。若給氣墊導(dǎo)軌的滑塊在沒(méi)有“氣墊”時(shí)設(shè)置幾種不同的處境,再分別觀察滑塊在“氣墊”上的運(yùn)動(dòng)狀況,就容易確認(rèn)靜止的滑塊相對(duì)導(dǎo)軌是否有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向,進(jìn)而確定有無(wú)靜摩擦力及其方向。達(dá)到較好突破教學(xué)難點(diǎn)之目的。
2演示內(nèi)容和操作方法:
(1)在常態(tài)(無(wú)氣墊狀態(tài)),滑塊靜止在導(dǎo)軌上時(shí),滑塊相對(duì)導(dǎo)軌是否有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)以及是否有靜摩擦力?相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及其靜摩擦力方向如何確定?
①調(diào)整導(dǎo)軌大致水平。置滑塊(質(zhì)量約200g)于導(dǎo)軌中部,給牽引滑塊的砝碼桶中添加約幾克砝碼但滑塊仍然靜止。此時(shí)滑塊相對(duì)導(dǎo)軌有向牽引方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和有與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反的靜摩擦力。打開(kāi)氣源,觀察到滑塊沿牽引方向運(yùn)動(dòng),即表明和驗(yàn)證了上述推斷的正確性。
②調(diào)整導(dǎo)軌稍傾斜。為便于測(cè)出靜摩擦力的大小,在滑塊上加砝碼,使兩者總質(zhì)量約400克。置滑塊于導(dǎo)軌中部,因滑塊重量平行導(dǎo)軌斜面向下的分力與靜摩擦力彼此平衡,滑塊靜止。但不是在水平狀態(tài)的滑塊有沿導(dǎo)軌向下方相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)反問(wèn)的靜摩擦力。
為使學(xué)生確信這一事實(shí),打開(kāi)氣源,觀察到滑塊在氣墊上平行導(dǎo)軌向下方運(yùn)動(dòng)。即確認(rèn)了推斷的正確性。此時(shí),也可用力傳感器測(cè)出滑塊重量平行導(dǎo)軌斜面向下的分力的大小,即F≈5×10-2N,也就是滑塊靜止時(shí)靜摩擦力的大小,F(xiàn)=F靜(兩力方向相反)。
(2)在導(dǎo)軌的一端下方墊一木塊使導(dǎo)軌傾角約成5°。滑塊和砝碼兩者總質(zhì)量約400克。再把橡皮筋的一端固定在滑塊上,另一端固定在導(dǎo)軌堵板。置滑塊于導(dǎo)軌上面。提問(wèn):在常態(tài),靜止的滑塊相對(duì)導(dǎo)軌是否有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及方向如何?如圖1所示。
①兩力的合力為0時(shí)靜摩擦力的演示。
先確定滑塊重量平行導(dǎo)軌斜面向下的分力與橡皮筋彈性形變產(chǎn)生的拉力,找出這兩力的合力為0時(shí)滑塊的平衡點(diǎn)。方法是將滑塊放在導(dǎo)軌上,打開(kāi)氣源,滑塊會(huì)來(lái)回運(yùn)動(dòng)幾下后便停止,滑塊停下的位置即是平衡點(diǎn)。然后,斷開(kāi)氣源待演示。若需演示時(shí)再次打開(kāi)氣源,觀察到滑塊不動(dòng)。說(shuō)明滑塊在兩力平衡點(diǎn)位置沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),靜摩擦力為0。
②三力的合力不為0時(shí)靜摩擦力的演示。當(dāng)滑塊重量平行導(dǎo)軌斜面向下的分力與橡皮筋的拉力、靜摩擦力共同作用,三力的合力不為0時(shí):
a.置滑塊于導(dǎo)軌平衡點(diǎn)位置的下方。打開(kāi)氣源,觀察到滑塊會(huì)平行導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明滑塊在常態(tài)時(shí)有平行導(dǎo)軌向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),受靜摩擦力且方向平行導(dǎo)軌向下。
b.置滑塊于導(dǎo)軌平衡點(diǎn)位置的上方,使橡皮筋稍拉長(zhǎng)但又不要拉力過(guò)大。打開(kāi)氣源,觀察到滑塊會(huì)沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明滑塊在常態(tài)時(shí)有相對(duì)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),方向平行導(dǎo)軌向下,有靜摩擦力及方向平行導(dǎo)軌向上。
3演示實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)方法的改良與創(chuàng)新,體現(xiàn)正確的物理教學(xué)理念和科學(xué)有效的教學(xué)方法。利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)辨證地看問(wèn)題和發(fā)散性思維。
(2)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),仔細(xì)觀察滑塊運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),結(jié)果便一目了然。使靜摩擦力抽象教學(xué)變得生動(dòng)具體。有助于學(xué)生對(duì)靜摩擦力概念的分析和理解。提高了教學(xué)效率和質(zhì)量。
篇4
關(guān)鍵詞:教師主導(dǎo)作用;靜摩擦力;教學(xué)設(shè)計(jì)
G633.7
一、教師主導(dǎo)作用的涵義
何謂“教師主導(dǎo)作用”?有學(xué)者(王多宏,周俊明,2007)認(rèn)為是教師在教學(xué)過(guò)程中了解培養(yǎng)目標(biāo),擁有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、技能并能傳授,同時(shí)能預(yù)見(jiàn)教學(xué)進(jìn)程,處于支配地位,很大程度影響教學(xué)質(zhì)量的作用。[1]有學(xué)者(李軍星,2013)認(rèn)為教師要在六個(gè)方面體現(xiàn)教師主導(dǎo)作用:師生關(guān)系的建立、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)組織、學(xué)習(xí)方法、教學(xué)參與、教學(xué)評(píng)價(jià)。[2]通過(guò)以上梳理,可以發(fā)現(xiàn)教師主導(dǎo)作用繞不開(kāi)一個(gè)單詞:“支配”。也就是說(shuō),在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師處于支配性的地位。支配性地位的作用可以使一堂課或成功或失敗,可以激發(fā)學(xué)生的求知欲,也可以使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理,很大程度的影響著教學(xué)的質(zhì)量。[3]因此,“教師主導(dǎo)作用”自提出以來(lái),就伴隨著諸多的討論與質(zhì)疑,甚至將它視為教學(xué)中出現(xiàn)不良問(wèn)題的誘因。主要的質(zhì)疑聲是認(rèn)為教師主導(dǎo)作用凸顯了師生的不平等與教師對(duì)課堂的絕對(duì)控制,下面對(duì)其進(jìn)行澄清。
首先針對(duì)師生不平等性進(jìn)行討論,就人格而言,教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮并不意味著師生人格上的不平等,就教育地位而言,教師與學(xué)生在教育地位上原本就是不平等的。其次,無(wú)論教師教什么或者怎么教,教師的“教”總是服務(wù)于學(xué)生的“學(xué)”的。教師的作用并不是強(qiáng)制學(xué)生的思維與行為,而是以服務(wù)者的姿態(tài)引導(dǎo)學(xué)生更有效地開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)。[4]所以教師主導(dǎo)并非教師對(duì)課堂的絕對(duì)控制?!敖逃飞辖處煂V浦髁x的片面性正在于不承認(rèn)教師主導(dǎo)作用的服務(wù)性,從而否定了學(xué)生主體性”。[5]教師主導(dǎo)是學(xué)生發(fā)展的外因而非根本原因,學(xué)生是否從心理上和行為是接受教師的主導(dǎo)決定于學(xué)生個(gè)人[4],但即使如此,外因?qū)τ绊憣W(xué)生發(fā)展的作用不容小覷,因此教師要主動(dòng)發(fā)揮主導(dǎo)作用,創(chuàng)造合適的學(xué)習(xí)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性,這樣才能有效促進(jìn)學(xué)習(xí)。所以教師“應(yīng)理直氣壯地發(fā)揮主導(dǎo)作用,但全部的主導(dǎo)作用應(yīng)限制在發(fā)揮外因作用的范圍內(nèi)”。[6]所以教師主導(dǎo)不僅沒(méi)有問(wèn)題,而且是教育質(zhì)量的保障。而現(xiàn)實(shí)教學(xué)中存在的灌輸、強(qiáng)制等不良教學(xué)行為,亟待我們?nèi)ヌ接懺诰唧w教學(xué)情境中教師“如何主導(dǎo)”這一問(wèn)題。筆者選擇人教版高中物理必修一第三章中的靜摩擦力進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),嘗試著說(shuō)明具體教學(xué)中如何發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。
二、教師主導(dǎo)作用下的靜摩擦力的教學(xué)設(shè)計(jì)
有學(xué)者提出化學(xué)課堂的系統(tǒng)要素為:主體要素(教師與學(xué)生)、信息要素(教學(xué)內(nèi)容)以及方法要素(教學(xué)方式方法)。[7]筆者要借鑒這個(gè)系統(tǒng)要素應(yīng)用于物理課堂之中,并以教師主導(dǎo)的角度加以解讀。即:
主體要素:物理教師與高一學(xué)生。
高一學(xué)生于初中向高中過(guò)度的階段,其思維特點(diǎn)是抽象思維進(jìn)一步發(fā)展,但還需“從生活走向物理”的形象演示作為輔助才能更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生在初中階段已初步了解滑動(dòng)摩擦力的相關(guān)知識(shí),學(xué)習(xí)過(guò)二力平衡,已經(jīng)知道力的矢量性,在前一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了胡克定律。
信息要素:靜摩擦力。
《課標(biāo)》對(duì)靜摩擦力的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)靜摩擦的規(guī)律”,活動(dòng)建議是“調(diào)查日常生活和生產(chǎn)中利用靜摩擦的事例”。[8]
方法要素:講授法、問(wèn)答法、演示法。
教學(xué)方法實(shí)際包括教師教的方法和學(xué)生學(xué)的方法,二者在教學(xué)過(guò)程中密不可分,此處試圖以教師的教為主導(dǎo),促成學(xué)生的學(xué),僅呈現(xiàn)教師教的方法。
1.課前的準(zhǔn)備
主要是教具的準(zhǔn)備:氣球、打氣筒、透明的厚塑料杯、毛刷、夾子、一本厚書、長(zhǎng)彈簧。
2.完整的教學(xué)程序
創(chuàng)設(shè)物理情境,引起認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生興趣。
在講臺(tái)上僅呈現(xiàn)一個(gè)杯子和一個(gè)未充氣的氣球,問(wèn)學(xué)生如何用氣球?qū)⒈犹崞饋?lái),接下來(lái)拿出打氣筒,將氣球置于杯子內(nèi)對(duì)其充氣之后發(fā)現(xiàn)氣球能夠?qū)⒈犹岬娇罩?,引?dǎo)學(xué)生觀察氣球形狀及其與杯子內(nèi)壁的關(guān)系。逐漸放掉氣球里面的空氣,發(fā)現(xiàn)杯子下落。提問(wèn):是何原因使氣球既能把杯子提起,又放下?然后告訴學(xué)生,今天要學(xué)的內(nèi)容可對(duì)其作出解釋。
聚焦學(xué)生已知,點(diǎn)明教學(xué)主題,引導(dǎo)層層釋疑。
讓學(xué)生對(duì)桌面上的杯子進(jìn)行受力分析,杯子受到豎直向下的重力和桌面對(duì)杯子的支持力,再對(duì)被氣球提到空中的杯子進(jìn)行受力分析,提起的杯子受到豎直向下的重力,要使杯子保持靜止?fàn)顟B(tài),則必須有一個(gè)豎直向上的力與之平衡,這個(gè)力就是我們此次所要研究的靜摩擦力。
引導(dǎo)學(xué)生回憶氣球提杯子的實(shí)驗(yàn),挖掘所需要的相關(guān)細(xì)節(jié),得出靜摩擦力的產(chǎn)生條件。杯子被提起是因?yàn)殪o摩擦力的作用,要產(chǎn)生靜摩擦力,首先需要接觸,除此之外還得有擠壓,發(fā)生形變,最終還要將杯子提起來(lái),使其有一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。至此,靜摩擦力的產(chǎn)生條件已經(jīng)被清晰地梳理出來(lái):接觸、擠壓、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。緊接著分析作用效果,杯子之所以想往下掉是因?yàn)槭艿街亓Φ尿?qū)使,之所以沒(méi)有往下掉是受到靜摩擦力的制約,一旦靜摩擦力消失,杯子就在重力的作用下下落。所以靜摩擦力的作用效果是:阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
在進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析之后,讓學(xué)生試著給靜摩擦力下一個(gè)定義,引導(dǎo)學(xué)生從產(chǎn)生條件和作用效果兩個(gè)方面來(lái)入手。教材上的定義為:兩個(gè)相互接觸并且擠壓的物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這種力叫做靜摩擦力。[9]
立足舊有框架,借助實(shí)驗(yàn)演示,完善新知體系。
通過(guò)之前的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道力是矢量,而靜摩擦力屬于力的范疇,也是矢量,因此需要分別對(duì)其大小和方向進(jìn)行研究。秉承先易后難的思想,首先引導(dǎo)學(xué)生來(lái)探討靜摩擦力的方向。通過(guò)其作用效果可以初步得出靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。那具體什么是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向”呢?物體是具有了“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”,而沒(méi)有發(fā)生“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”,之所以這樣的原因是靜摩擦力的作用,所以相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向就是假設(shè)沒(méi)有靜摩擦力時(shí)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。由于靜摩擦力的方向是直接邏輯推理得出,其真實(shí)性需要由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。采用毛刷實(shí)驗(yàn),將毛刷與書本接觸,擠壓,并使其對(duì)書本有一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),通過(guò)觀察刷毛的方向就可以得出靜摩擦力的方向,與理論推導(dǎo)一致。
接著對(duì)靜摩擦力的大小進(jìn)行探討。先引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)彈力的內(nèi)容:彈簧在彈性限度以內(nèi),其伸長(zhǎng)量與彈力大小成正比。接著將厚書放在桌面上,用夾子將長(zhǎng)彈簧一端固定在書本上,在彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)對(duì)書本進(jìn)行受力分析:書本受到重力及桌面對(duì)它的支持力,二力平衡,此時(shí)書本保持靜止?fàn)顟B(tài)。接下來(lái)緩慢拉彈簧,使其有一個(gè)較小的伸長(zhǎng)量,即書本除了受重力和支持力之外還受到一個(gè)彈簧的彈力,書本仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),所以還受到一個(gè)與彈力大小相等方向相反的靜摩擦力。繼續(xù)拉長(zhǎng)彈簧,彈力增大,書本靜止,說(shuō)明靜摩擦力隨彈力增大,同時(shí)說(shuō)明靜摩擦力是可變的,教師拋出問(wèn)題:靜摩擦力能否無(wú)止境地增大下去?然后繼續(xù)拉長(zhǎng)彈簧,最后發(fā)現(xiàn),當(dāng)拉長(zhǎng)到一定程度的時(shí)候,書本動(dòng)了起來(lái),說(shuō)明靜摩擦力有一個(gè)最大值,物理學(xué)上把這個(gè)最大值稱為最大靜摩擦力。也就是說(shuō),靜摩擦力隨著外力的增大而增大,一旦外力超過(guò)最大靜摩擦力的時(shí)候,物體就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。所以結(jié)論是:靜摩擦力的大小在零到最大靜摩擦力之間。
三、結(jié)論:有所主導(dǎo),有所不主導(dǎo)
立足于物理課堂系統(tǒng)要素來(lái)看,教師在主體要素、信息要素和方法要素三個(gè)方面都要發(fā)揮教師主導(dǎo)作用。對(duì)于主體要素,教師除了主導(dǎo)良好師生關(guān)系的建立之外,教師的主導(dǎo)作用還表現(xiàn)在對(duì)學(xué)生已有知識(shí)和當(dāng)下思維特征的理解。對(duì)于信息要素,基于教師的專門性,對(duì)課標(biāo)要求的教學(xué)內(nèi)容的掌握優(yōu)于學(xué)生,因此,在把課標(biāo)要求下的知識(shí)轉(zhuǎn)化加工為易于學(xué)生理解的知識(shí)的階段,教師要發(fā)揮其主導(dǎo)作用。對(duì)于方法要素,教師基于對(duì)學(xué)生的理解和對(duì)教學(xué)內(nèi)容的解讀,在教學(xué)方法的選擇、演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、提問(wèn)的設(shè)計(jì)上要發(fā)揮主導(dǎo)作用。
教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮是教學(xué)質(zhì)量的保障,但要清楚教師主導(dǎo)作用只是學(xué)生發(fā)展的外因,由于學(xué)生的主體意識(shí)的發(fā)揮和個(gè)體差異的存在,課堂是動(dòng)態(tài)和生成的,學(xué)生對(duì)同一物理現(xiàn)象的解讀也因人而異,學(xué)生對(duì)問(wèn)題的回答也并不總是與教師預(yù)設(shè)目標(biāo)一致,比如讓學(xué)生通過(guò)杯子提氣球的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納靜摩擦力的產(chǎn)生條件,或者讓學(xué)生試著給出靜摩擦力的定義,學(xué)生的答案是無(wú)法預(yù)知的,但我們?cè)试S乃至鼓勵(lì)這種生成的存在。
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篇5
例1 水平皮帶傳輸裝置如圖1所示,O1為主動(dòng)輪,O2為從動(dòng)輪.當(dāng)主動(dòng)輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體被輕輕地放在A端皮帶上,開(kāi)始時(shí),物體在皮帶上滑動(dòng),當(dāng)它到達(dá)位置C后停止滑動(dòng),一直到傳送到B端.在傳送過(guò)程中,若皮帶與輪不打滑,則關(guān)于物體受的摩擦力和圖中P、Q兩處(在O1、O2連線上)皮帶所受摩擦力的方向的正確說(shuō)法是
①在AC段物體受水平向左的滑動(dòng)摩擦力,P處皮帶受向上的滑動(dòng)摩擦力
②在AC段物體受水平向右的滑動(dòng)摩擦力.P處皮帶受向下的滑動(dòng)摩擦力
③在CB段物體不受靜摩擦力,Q處皮帶受向下的靜摩擦力
④在CB段物體受到水平向右的靜摩擦力,P、Q兩處皮帶始終受向下的靜摩擦力
A.①、③ B.①、④ C.②、③ D.③、④
解析 當(dāng)物體被輕輕放在皮帶A端時(shí),其初速度為零,物體相對(duì)皮帶向左運(yùn)動(dòng),物體受到水平向右的滑動(dòng)摩擦力,使物體相對(duì)地面向右加速;當(dāng)物體與皮帶等速時(shí),兩者無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),兩者之間無(wú)摩擦力作用,物體在重力和皮帶的支持力作用下勻速運(yùn)動(dòng).假設(shè)主動(dòng)輪O1與皮帶間無(wú)摩擦力作用,則當(dāng)O1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),O1與皮帶間將會(huì)打滑,此時(shí)P點(diǎn)將相對(duì)于O1輪向上運(yùn)動(dòng),因此,P點(diǎn)受向下的靜摩擦力作用;同理,當(dāng)皮帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),Q點(diǎn)相對(duì)O2輪有向上運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),因此,Q點(diǎn)受向下的靜摩擦力作用.本題正確答案是C.
點(diǎn)評(píng) 本題物體在C處是摩擦力的突變點(diǎn),在此之前,物體相對(duì)皮帶有相對(duì)運(yùn)動(dòng),存在滑動(dòng)摩擦力,且方向與接觸物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相同,指向右方;在此之后,物體相對(duì)皮帶無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),不存在靜摩擦力.另外,主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的區(qū)別在于相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向上的差別,此處需要認(rèn)真甄別.2 靜-靜“突變”
物體在摩擦力和其他力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)作用于物體上的其他分力的合力發(fā)生變化時(shí),如果物體依然保持靜止?fàn)顟B(tài),那么物體的受到靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變.
例2 如圖2所示,輕彈簧的一端與物塊P相連,另一端固定在木板上.先將木板水平放置,并使彈簧處于拉伸狀態(tài).緩慢抬起木板的右端,使傾角逐漸增大,直至物塊P剛要沿木板向下滑動(dòng),在這個(gè)過(guò)程中,物塊P所受靜摩擦力的大小變化情況是
A.保持不變
B.一直增大
C.先增大后減小
D.先減小后增大
解析 起初木板水平時(shí),靜摩擦力Ff=kx,方向水平向左,木板開(kāi)始傾斜時(shí),靜摩擦力Ff沿木板方向向下,則有
靜摩擦力Ff隨著θ增大逐漸減小到零,然后靜摩擦力Ff方向發(fā)生突變,沿木板向上,此時(shí)有
靜摩擦力Ff隨著θ增大逐漸增大直至最大靜摩擦力,物塊P剛要沿木板向下滑動(dòng),正確答案應(yīng)是A項(xiàng).3 靜-動(dòng)“突變”
物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)其他力變化時(shí),如果物體不能保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),一旦發(fā)生滑動(dòng),則物體受到靜摩擦力將“突變”為滑動(dòng)摩擦力.
例3 某學(xué)習(xí)小組為了體驗(yàn)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的臨界狀態(tài),進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn):一位同學(xué)開(kāi)始靜坐在長(zhǎng)直木板上,讓另一同學(xué)將長(zhǎng)直木板的一端由水平位置緩慢向上提起(即木板與水平面的夾角α逐漸變大),且保持另一端不動(dòng),如圖3所示.則坐在長(zhǎng)直木板上的同學(xué)受到的摩擦力F隨角度α的變化圖線可能正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)
解析 本題的關(guān)鍵是明確是人受到的是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,再根據(jù)平衡條件來(lái)求靜摩擦力,或根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式求動(dòng)摩擦物體.設(shè)木板與水平面間的夾角增大到θ時(shí),鐵塊開(kāi)始滑動(dòng),受力分析如圖4所示.
①開(kāi)始時(shí),α=0,靜摩擦力F=0;
②轉(zhuǎn)動(dòng)較小角度時(shí),即α
③隨著α增大,壓力FN=FN′=mgcosα減小,最大靜摩擦力減小,而重力沿斜面向下的分力mgsinα增大,因此,當(dāng)角α≥θ時(shí),人由原先受到的靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力作用,由滑動(dòng)摩擦力公式F滑=μFN知,F(xiàn)=μmgcosα,可以看出,滑動(dòng)摩擦力F隨著α增大按余弦函數(shù)規(guī)律減小.
④最后,當(dāng)α=π2,F(xiàn)=0.
綜合①、②、③、④分析可知,正確答案是C項(xiàng).
點(diǎn)評(píng) 整個(gè)過(guò)程中,摩擦力從無(wú)到有,再?gòu)挠械綗o(wú);從靜到滑,靜摩擦力隨需要的增多而增大,即“按需施給”,此時(shí)f=μN(yùn)往往不成立,但總有f≤μN(yùn).直到增至最大靜摩擦力,這是轉(zhuǎn)折點(diǎn).此后滑動(dòng)摩擦力正比于正壓力,隨正壓力的變化而不斷變化.摩擦力的善變?cè)谶@道題中有了充分地展現(xiàn),我們要體會(huì)好摩擦力的隨其它力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而變的應(yīng)變性.4 動(dòng)-靜“突變”
在摩擦力和其他力共同作用下,做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí),物體將不受摩擦力作用,或滑動(dòng)摩擦力“突變”為靜摩擦力.
例4 如圖5所示,把一重為G的物體,用一個(gè)水平推力F=kt(k為恒量,t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上, 如圖5所示. 則從t=0開(kāi)始物體所受的摩擦力Ff 隨t 的關(guān)系是圖中的哪一個(gè)?
解析 開(kāi)始的時(shí)候,物體與墻的相對(duì)速度為零,物體在豎直方向上只受到重力G和滑動(dòng)摩擦力Ff的作用,由于Ff從零開(kāi)始均勻增大,起初的一段時(shí)間Ff
點(diǎn)評(píng) 物體與墻壁相對(duì)速度為零,接下來(lái)是相對(duì)靜止呢還是相對(duì)滑動(dòng)呢?這是一個(gè)問(wèn)題的突變點(diǎn).我們知道摩擦力總阻礙物體間相對(duì)滑動(dòng),既然相對(duì)速度為零,就一定相對(duì)靜止嗎?問(wèn)題是保持相對(duì)靜止所需的靜摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系如何,若Ff≤fmax,則相對(duì)靜止,實(shí)際靜摩擦力等于Ff;若超出了,會(huì)相對(duì)滑動(dòng),這時(shí)受到了滑動(dòng)摩擦力的作用,方向沿為阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)而所需的靜摩擦力的方向.這里因保持相對(duì)靜止Ff(=G)
例5 如圖6所示,傾角θ=37°的固定斜面AB長(zhǎng)L=18 m,質(zhì)量為M=1 kg的木塊由斜面中點(diǎn)C從靜止開(kāi)始下滑,0.5 s后被一顆質(zhì)量為m=20 g的子彈以v0=600 m/s沿斜面向上的速度正對(duì)射入并穿出,穿出速度u=100 m/s.以后每隔1.5 s就有一顆子彈射入木塊,設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短,且每次射入木塊對(duì)子彈的阻力相同.已知木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,g取10 m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:
(1)在被第二顆子彈擊中前,木塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離?
(2)木塊在斜面上最多能被多少顆子彈擊中?
解析 (1)被第一顆子彈擊中前,由于μ
第一顆子彈擊穿木塊過(guò)程時(shí)間極短,木塊位移可忽略,系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒
由此可見(jiàn),子彈擊穿木塊前后,木塊相對(duì)于斜面的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變,滑動(dòng)摩擦力的方向也隨之發(fā)生“突變”,由沿斜面向上變?yōu)檠匦泵嫦蛳?碰后木塊將上滑,由牛頓第二定律
(2)木塊上滑t2=1 s后,從P1再次下滑0.5 s秒后被第二顆子彈擊中,這一過(guò)程與第一顆子彈擊中后過(guò)程相同,故再次上滑的位移仍為4 m,到達(dá)的最高點(diǎn)P2在P1的上方
可知,第三顆子彈擊中木塊后,木塊將滑出斜面.故共有三顆子彈擊中木塊.
篇6
本文對(duì)摩擦力的類型,定義,摩擦力的大小,摩擦力的計(jì)算方法,產(chǎn)生摩擦力的條件進(jìn)行了敘述。
【關(guān)鍵詞】
摩擦力;定義;計(jì)算
【引言】
在現(xiàn)在的世界里,摩擦力無(wú)處不在。但是你們又有多少研究呢?筆者對(duì)此做了研究。下面展示筆者對(duì)此做的研究成果。
【摩擦力】
(1)定義:兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)。就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力就叫做摩擦力。
(2)物體之間產(chǎn)生摩擦力必須要具備以下三個(gè)條件:
第一,物體間相互接觸、擠壓
第二,物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)
第三,物體間接觸面是粗糙的
【滑動(dòng)摩擦力】
(1)定義:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦叫滑動(dòng)摩擦力。(2)大量實(shí)驗(yàn)表明,滑動(dòng)摩擦力的大小只跟壓力大小、接觸面的粗糙程度相關(guān)。壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)滑動(dòng)摩擦力是阻礙相互接觸物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,不一定是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力。即摩擦力不一定是阻力,它也可能是使物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,要清楚阻礙“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是以相互接觸的物體作為參照物的。“物體運(yùn)動(dòng)”可能是以其它物體作參照物的。如:實(shí)驗(yàn)中在木塊上放一個(gè)砝碼,用彈簧秤拉木塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),砝碼是由于受到木塊對(duì)它的靜摩擦力才隨木塊一道由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的。具體情況是:當(dāng)木塊受到拉力由靜止向前運(yùn)動(dòng)時(shí),砝碼相對(duì)于木塊要向后滑動(dòng),木塊就給砝碼一個(gè)阻礙它向后滑動(dòng)的摩擦力,這個(gè)摩擦力的方向是向前的。所以砝碼相對(duì)于木塊沒(méi)有滑動(dòng),這時(shí)的摩擦力就是靜摩擦力。
(4)滑動(dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān),與物體間接觸面積大小無(wú)關(guān)。
(5)研究實(shí)際問(wèn)題時(shí),為了簡(jiǎn)化往往采用“理想化”的做法,如某物體放在另一物體的光滑的表面上,這“光滑”就意味著兩個(gè)物體如果發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),它們之間沒(méi)有摩擦。
【靜摩擦力】
(1)靜摩擦力:當(dāng)物體與另一物體沿接觸面的切線方向運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力,這個(gè)力叫摩擦力。若兩相互接觸,而又相對(duì)靜止的物體,在外力作用下如只具有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì),而又未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則它們接觸面之間出現(xiàn)的阻礙發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的力,謂之“靜摩擦力”。
(2)靜摩擦力的產(chǎn)生條件:
①接觸面是粗糙的;
②兩個(gè)物體互相接觸且相互間有擠壓;
③物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
(3)靜摩擦力的方向:
①方向:跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。所謂的相對(duì),是以施加摩擦力的施力物體為參考系的。
②相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向的判定:假設(shè)接觸面光滑沒(méi)有摩擦力,看物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向,由此判定相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向
(4)靜摩擦力的大?。?/p>
①最大靜摩擦力:靜摩擦力存在最大值,稱為最大靜摩擦力。它等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)所需要的最小外力。
篇7
關(guān)鍵詞:靜摩擦力,最大靜摩擦力,力傳感器,有效性教學(xué)。
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1672-1578(2010)11-0236-02
教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明:
分析教材:“摩擦力” 是人教版高一物理第三章"相互作用"第三節(jié)的內(nèi)容,是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。
在第三章的教學(xué)中,摩擦力承接了前兩節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,深化了初中的摩擦力教學(xué)。是本章的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn),也是高中力學(xué)的基石,摩擦力的教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分類思想、分析思維與應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力有著重要的作用。
摩擦力是力學(xué)中最基本的一種力,在自然界和日常生活中,存在摩擦的地方很多,學(xué)生對(duì)摩擦現(xiàn)象并不陌生,如走路,騎自行車,擦黑板等生活現(xiàn)象,都給人一種熟悉的感覺(jué)。在編排上,教材是按照知識(shí)的引入,概念教學(xué),由淺入深逐漸展開(kāi)的,體現(xiàn)了知識(shí)的的形成過(guò)程。
本節(jié)教材中摩擦力的測(cè)量涉及到二力平衡知識(shí)的具體應(yīng)用,"增大和減小摩擦的方法"是摩擦力在日常生活和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)中的具體應(yīng)用,通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)教材的知識(shí),提高了學(xué)生利用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此這一節(jié)課無(wú)論在知識(shí)學(xué)習(xí)上還是培養(yǎng)學(xué)生的能力上都有著十分重要的作用。
這節(jié)課教材的內(nèi)容與學(xué)生的生活實(shí)際及生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系十分密切,教材的編寫還突出了新課程"從生活走向物理,從物理走向社會(huì)"的STS理念。
在本節(jié)教學(xué)中,“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”、“互為參照物” 、“最大靜摩擦力”等概念學(xué)生理解起來(lái)很困難。
分析學(xué)生情況:本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是初中摩擦力知識(shí)基礎(chǔ)上的延伸與拓展,是本章的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本節(jié)的相關(guān)知識(shí)將會(huì)伴隨整個(gè)高中力學(xué)內(nèi)容的始終,隨著后面的學(xué)習(xí)將不斷深化對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)。
一般來(lái)說(shuō),學(xué)生在初始學(xué)習(xí)本節(jié)時(shí)并不感到它的“難”。隨著學(xué)生認(rèn)識(shí)層次的提高,才會(huì)逐漸顯露它的“難”處。
摩擦力的問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,它是教師教學(xué)上與學(xué)生的學(xué)習(xí)上的一個(gè)難點(diǎn),因此,我們要把它放在一個(gè)較高的教學(xué)層面上來(lái)對(duì)待。
摩擦力的復(fù)雜性體現(xiàn)在具體的問(wèn)題中,"動(dòng)中有靜、靜中有動(dòng)","若有若無(wú),方向不定"是摩擦力類問(wèn)題的基本特征。
針對(duì)實(shí)際情況,從認(rèn)識(shí)規(guī)律出發(fā),教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成計(jì)劃采取“了解—認(rèn)識(shí)—理解”三步走的策略。本課時(shí)設(shè)計(jì)完成前兩步為目的。第三步通過(guò)后續(xù)的習(xí)題課、單元練習(xí)等方式解決。在學(xué)生的認(rèn)知水平上慢慢提高 。著眼所有學(xué)生,使他們通過(guò)自己的探究和思考,并借助老師的指導(dǎo)使他們都學(xué)有所得。
做好演示實(shí)驗(yàn),深入淺出的講解是解決本節(jié)問(wèn)題的較好方法。摩擦力的問(wèn)題在日常生活中較為常見(jiàn),演示實(shí)驗(yàn)易于取材。在教學(xué)中準(zhǔn)備采用課本上的演示實(shí)驗(yàn)作為先導(dǎo),逐步推進(jìn)師生的教學(xué)活動(dòng) 。讓學(xué)生有實(shí)感,對(duì)知識(shí)的推進(jìn)能“夠得到”、“摸得著”。注意給學(xué)生鋪好路、搭好橋,如復(fù)習(xí)一下二力平衡等等。
這節(jié)課我安排了探究最大摩擦力與哪些因素有關(guān),安排了學(xué)生猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流等學(xué)習(xí)過(guò)程,很好地體現(xiàn)了新課程讓學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)的形成、發(fā)展過(guò)程中主動(dòng)地獲取知識(shí)。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:① 知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。②知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷靜摩擦力的方向。知道靜摩擦力的變化范圍及其最大值。③知道什么是最大靜摩擦力,知道最大靜摩擦力跟兩物體間壓力成正比。④會(huì)根據(jù)物體的平衡條件簡(jiǎn)單地計(jì)算靜摩擦力的大小。
過(guò)程與方法:① 通過(guò)知識(shí)教學(xué),滲透科學(xué)方法教育(在具體的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行比較歸納;在研究摩擦力大小時(shí),運(yùn)用控制變量方法;在判斷靜摩擦力方向時(shí),運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和假設(shè)方法。)②通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:① 利用實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。②培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐—認(rèn)識(shí)(規(guī)律)—實(shí)踐(解決實(shí)際問(wèn)題)的思想
教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)
(1)本節(jié)課的重點(diǎn)是研究靜摩擦力,要求會(huì)計(jì)算其大小和判斷其方向。難點(diǎn)是最大靜摩擦力過(guò)度到滑動(dòng)摩擦力,尤其是靜摩擦力方向的判斷。
(2)本節(jié)教學(xué)中只要求學(xué)生掌握二力平衡中靜摩擦力大小以及通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向來(lái)判斷的靜摩擦力方向。演示實(shí)驗(yàn):“毛刷顯示靜摩擦力方向”。
(3)為更好培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察、操作能力,師生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中,注意滲透控制變量方法的教育,提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。
(4)兩個(gè)相互接觸的物體間產(chǎn)生摩擦力必須具備三個(gè)條件:① 兩個(gè)物體相互接觸,相互間存在壓力;②兩個(gè)物體的接觸面不光滑;③兩個(gè)物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
(5)靜摩擦力的大小隨相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向外力的增大而增大,但它有一個(gè)范圍(0-最大靜摩擦力Fmax)。最大靜摩擦力是個(gè)定值,有時(shí)可近似認(rèn)為等于兩個(gè)物體接觸面上的滑動(dòng)摩擦力。
教學(xué)準(zhǔn)備
教師準(zhǔn)備:杯子,木板,木塊,長(zhǎng)木板,彈簧測(cè)力計(jì),砝碼,毛刷。
學(xué)生準(zhǔn)備:草稿紙,筆。
教學(xué)過(guò)程
1、實(shí)驗(yàn)引入
【演示1】手拿一個(gè)杯子,學(xué)生拔河。
觀察現(xiàn)象:杯子為什么不往下運(yùn)動(dòng)?
原因分析:因?yàn)樗艿侥Σ亮?摩擦力與重力二力平衡了。
2、新課教學(xué)
【演示2】水平面上放一個(gè)大木箱,一小孩沿水平方向推木箱,沒(méi)有推動(dòng)。
問(wèn)題:為什么未推動(dòng)?
分析原因:木塊受到靜摩擦力。(二力平衡了)
設(shè)計(jì)思想:通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。同時(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課的興趣,提高學(xué)習(xí)的效率。由此切入課題。引入靜摩擦力的概念。
(一)靜摩擦力
【演示 3】 (1)木塊在長(zhǎng)木板上,用彈簧秤來(lái)拉木塊,木塊未拉動(dòng)。
老師提問(wèn):這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的摩擦力有什么特點(diǎn)?
學(xué)生分析歸納:物體相對(duì)靜止,但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
設(shè)計(jì)思想:鍛煉學(xué)生的觀察能力和歸納的能力。找到共性的東西。
(1)定義 :當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)另一物體有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),受到另一物體阻礙它相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,叫做靜摩擦力。
(2)方向:教師先提問(wèn)--演示中木塊所受的靜摩擦力的方向是如何?讓學(xué)生思考如何確定靜摩擦力的方向。
【演示4】毛刷放在水平面上,用力拉毛刷,毛刷雖靜止,但刷毛彎曲,它可表明物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向,從而確定靜摩擦力方向。
結(jié)論:靜摩擦力的方向總跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
設(shè)計(jì)思想:給學(xué)生以直接的感性認(rèn)識(shí),形象而生動(dòng),從而能更深刻地理解掌握靜摩擦力的方向。交換動(dòng)兩個(gè)互相接觸的物體引導(dǎo)學(xué)生再理解。
(3)大小:在物體處于平衡狀態(tài)的情形下,靜摩擦力的大小由物體的平衡條件來(lái)確定。
(4)最大靜摩擦力:用力傳感器慢慢拉物體,讓學(xué)生觀察到物體從靜止到運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,并強(qiáng)調(diào)"欲動(dòng)未動(dòng)"的狀態(tài),同時(shí)觀察靜摩擦力大小的變化。
結(jié)論:靜摩擦力在零和最大靜摩擦力之間,即0 老師提問(wèn):最大靜摩擦力與哪些因素有關(guān)呢?
篇8
1 滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)榱?/p>
例1 如圖1所示,小車靜止在光滑的水平面上,物體以初速度v0自小車左端滑上小車,經(jīng)一段時(shí)間,物塊與小車的速度都是v,試分析物塊與小車共速前后,物塊所受摩擦力情況。
分析 物塊自滑上小車到與小車共速前一瞬,物塊的速度大于小車的速度,物塊相對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)是向右的,因此,物塊所受滑動(dòng)摩擦力方向水平向左;當(dāng)物塊與小車共速時(shí),因二者既沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)也沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以摩擦力為零,由于慣性,物塊和小車將保持這種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),以共同的速度勻速前進(jìn)。
可見(jiàn),物塊與小車共速前一瞬,受水平向左的滑動(dòng)摩擦力,后一瞬,不受摩擦力,“共速”成為滑動(dòng)摩擦力突變的點(diǎn)。
2 滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力
例2 如圖2所示,一彈簧一端系在墻上O點(diǎn),自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn),今將一小物體與彈簧連接并將彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,小物體能沿水平地面運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,試分析物體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止前后,物體所受的摩擦力情況。
分析 物體到達(dá)C點(diǎn)靜止前一瞬,相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)是向右的,因此,受水平向左的滑動(dòng)摩擦力;物體到達(dá)C點(diǎn)及以后,相對(duì)地面靜止,具有向左的滑動(dòng)趨勢(shì),因此受水平向右的靜摩擦力。
可見(jiàn),物體由滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力的突變點(diǎn)恰在相對(duì)靜止的C點(diǎn)。
3 滑動(dòng)摩擦力的方向發(fā)生突變
例3 如圖3所示,傾角為θ的傳送帶以速度v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶上端點(diǎn)輕輕放一個(gè)小物體,它與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tanθ,試分析物體與傳送帶共速前后,物體所受摩擦力情況。
分析 物體與傳送帶共速前一瞬,物體的速度小于傳送帶的速度,物體相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)是沿斜面向上的,因此,物體受沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力;物體與傳送帶共速時(shí),二者相對(duì)靜止,且物體相對(duì)傳送帶有沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以物體受沿斜面向上的靜摩擦力;但由于μ<tanθ,最大靜摩擦力小于物體下滑力,所以物體仍有沿斜面向下的加速度,使物體速度繼續(xù)增大,因此,物體與傳送帶共速后一瞬,物體的速度大于傳送帶的速度,物體相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)變?yōu)檠匦泵嫦蛳?,物體受沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力。
由此可見(jiàn),物體與傳送帶共速是滑動(dòng)摩擦力的方向發(fā)生突變的突變點(diǎn)。
4 靜摩擦力的方向發(fā)生突變
例4 如圖4所示,物體A放在物體B上,B
與彈簧連接,它們一起在光滑水平面上作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(O為平衡位置),振動(dòng)過(guò)程中A、B之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。分析A、B整體自左向右運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置O前后,物體A所受摩擦力情況。
分析 A、B整體在彈簧的彈力作用下作簡(jiǎn)諧振動(dòng),加速度a的方向總指向平衡位置,而在平衡位置時(shí)加速度為零。因A與B始終保持相對(duì)靜止,根據(jù)牛頓第二定律,A受的靜摩擦力f=ma,方向也總是指向平衡位置,當(dāng)A、B整體自左向右經(jīng)過(guò)平衡位置O前一瞬,物體A受水平向右的靜摩擦力,經(jīng)過(guò)平衡位置O后一瞬,物體A受水平向左的靜摩擦力。
可見(jiàn),本題靜摩擦力為零的位置,也是靜摩擦力方向發(fā)生突變的突變點(diǎn)。
綜上所述,相對(duì)速度為零的時(shí)刻,常常是滑動(dòng)摩擦力發(fā)生突變的突變點(diǎn);靜摩擦力為零的時(shí)候,常常是靜摩擦力發(fā)生突變的突變點(diǎn)。
篇9
【關(guān)鍵詞】問(wèn)題引領(lǐng);摩擦力
人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展實(shí)際上都是在不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。從對(duì)未知內(nèi)容的發(fā)問(wèn)到引起的深入思考,從深入的思考到找尋合理的辦法,其實(shí)都在圍繞幾個(gè)核心的問(wèn)題在研究。近年來(lái),新課程標(biāo)準(zhǔn)的提出,使多年的應(yīng)試教育模式得到了一些改變,重視成績(jī)的同時(shí),更加關(guān)注學(xué)生思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程,不斷涌現(xiàn)出以提出問(wèn)題、解決問(wèn)題來(lái)貫穿教學(xué)主線,達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的方法?,F(xiàn)已“摩擦力”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例,談?wù)剢?wèn)題引領(lǐng)在高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
一、教材及學(xué)情分析
《摩擦力》是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書人教版物理必修1第三章的第3節(jié)內(nèi)容。摩擦力是力學(xué)中的三大性質(zhì)力之一,是高中力學(xué)的一個(gè)重點(diǎn),也是難點(diǎn)。正確認(rèn)識(shí)摩擦力對(duì)整個(gè)力學(xué)知識(shí)框架的搭建起著至關(guān)重要的作用。
學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)有關(guān)摩擦力的知識(shí),但高中所學(xué)的內(nèi)容是初中知識(shí)的深化,所以在教學(xué)過(guò)程中我考慮到學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,教學(xué)面向全體學(xué)生,注重提高學(xué)生的理性認(rèn)識(shí),并且緊密聯(lián)系生活實(shí)際,讓學(xué)生體驗(yàn)到物理知識(shí)在生活中的實(shí)際應(yīng)用,這樣,既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,又有助于提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
二、教學(xué)過(guò)程
(一)導(dǎo)入新課
播放“冰壺運(yùn)動(dòng)”視頻引入新課。
提問(wèn):通過(guò)剛才播放的視頻,同學(xué)們都想到了哪些問(wèn)題?
學(xué)生甲:冰壺在滑動(dòng)中受到的滑動(dòng)摩擦力到底是多大?
學(xué)生乙:運(yùn)動(dòng)員在冰面上行走受到的是什么摩擦力?
學(xué)生丙:他們通過(guò)冰刷擦冰的目的是什么?
……
教師總結(jié):通過(guò)大家剛才的回答,你們?cè)谟^察視頻的同時(shí)進(jìn)行了深入的思考。提出的問(wèn)題都是本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。下面讓我們一起去探究解決同學(xué)們提出的問(wèn)題。
(二)新課探究
1.核心問(wèn)題一:靜摩擦力
教師:配合學(xué)案,請(qǐng)同學(xué)們帶著問(wèn)題一起看屏幕上的圖片。(播放教材中一毛推箱子的圖片)
思考:互相接觸的物體相對(duì)靜止的時(shí)候,是不是也可能產(chǎn)生摩擦力?
學(xué)生:通過(guò)圖片分析得出相對(duì)靜止的物體間存在靜摩擦力。從而引出本節(jié)課的第一個(gè)核心問(wèn)題。
教師:?jiǎn)栴}一:受靜摩擦力的物體一定是靜止的嗎?
學(xué)生:不一定是靜止的??梢允庆o止,也可以是運(yùn)動(dòng)的。但必須和接觸的物體間保持相對(duì)靜止。
教師:?jiǎn)栴}二:根據(jù)靜摩擦力的定義,請(qǐng)同學(xué)們思考產(chǎn)生靜摩擦力需要哪些條件呢?
靜摩擦力的產(chǎn)生條件是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn),學(xué)生通過(guò)自己對(duì)定義的挖掘找出靜摩擦力的產(chǎn)生條件,可以更好的提升學(xué)生分析總結(jié)的能力,加深印象。
學(xué)生:在粗糙的接觸面上具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),但保持相對(duì)靜止。
教師:?jiǎn)栴}三:靜摩擦力的大小如何求解,它會(huì)隨著外力的增大一直增大嗎?
通過(guò)設(shè)計(jì)的兩種推箱子受力情況,得出靜摩擦力大小的求解方法。
演示實(shí)驗(yàn),用傳感器直觀反映靜摩擦力隨外力變化,引出最大靜摩擦力。
問(wèn)題四:最大靜摩擦力Fmax與接觸面間壓力有關(guān)嗎?靜摩擦力與接觸面間的壓力有關(guān)嗎?
學(xué)生:親身體驗(yàn)。一名同學(xué)坐在桌子上,另一名同學(xué)用力推桌子,感受靜摩擦力的變化以及最大靜摩擦力。兩名同學(xué)坐在桌子上,還是剛才推桌子的同學(xué)再次推桌子,和之前的感受對(duì)比。向全體同學(xué)說(shuō)出兩次的感覺(jué)。
學(xué)生親自參與到課堂活動(dòng)中,是對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步理解的有效途徑之一。通過(guò)剛才的體驗(yàn),學(xué)生對(duì)本節(jié)課最大靜摩擦力這一難點(diǎn)能夠輕松突破。
2.核心問(wèn)題二:滑動(dòng)摩擦力
教師:?jiǎn)栴}一:類比靜摩擦力,受滑動(dòng)摩擦力的物體一定是運(yùn)動(dòng)的嗎?
問(wèn)題二:類比靜摩擦力的產(chǎn)生條件,總結(jié)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力需要哪些條件呢?
探究實(shí)驗(yàn):探究滑動(dòng)摩擦力的大小公式
通過(guò)教師利用傳感器,能直接得到數(shù)據(jù)的演示實(shí)驗(yàn),定量的得出滑動(dòng)摩擦力與接觸面間壓力大小的關(guān)系。
通過(guò)解決靜摩擦力的相關(guān)問(wèn)題的方法,類比提出滑動(dòng)摩擦力的相關(guān)問(wèn)題,學(xué)生在剛才分析的基礎(chǔ)上,提升了總結(jié)概括的能力。水到渠成的掌握了滑動(dòng)摩擦力的重點(diǎn)知識(shí)。
教師:通過(guò)以上問(wèn)題的提出和解決,同學(xué)們已經(jīng)掌握了我們本節(jié)課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),哪位同學(xué)可以用我們學(xué)習(xí)的知識(shí)解釋播放冰壺運(yùn)動(dòng)視頻中提出的問(wèn)題?
學(xué)生:利用所學(xué)內(nèi)容,一起討論得出結(jié)論,解釋引課時(shí)的問(wèn)題,回扣了主題。也能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)本節(jié)新內(nèi)容掌握和運(yùn)用的情況,從而為下一節(jié)課的學(xué)習(xí)提前了解學(xué)生的部分學(xué)情。
三、教學(xué)設(shè)計(jì)思想
本節(jié)課主要通過(guò)學(xué)案中問(wèn)題的設(shè)計(jì),以及學(xué)生在課堂中生成的問(wèn)題為主線,將本節(jié)內(nèi)容貫穿其中。學(xué)生能夠形成很好的思路,同時(shí)帶著自己生成的問(wèn)題去探究,也能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性??梢哉f(shuō),問(wèn)題引領(lǐng)式教學(xué)這種模式,在高中物理課堂中體現(xiàn)出更強(qiáng)大的作用。不僅能夠讓學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有更好的認(rèn)識(shí)和理解,同時(shí)在不斷挖掘問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中能力得到鍛煉。
在本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中所體現(xiàn)的問(wèn)題被分為靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力,分別探究其三要素。這是遵循了教材編寫的過(guò)程,其實(shí)也可以從力的三要素出發(fā),對(duì)比靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的區(qū)別來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的設(shè)計(jì)。
問(wèn)題引領(lǐng)式教學(xué)可以說(shuō)不僅鍛煉了學(xué)生的能力,同時(shí)也增強(qiáng)了教師對(duì)教材處理的能力,嘗試在新課的教學(xué)中采用這種模式,對(duì)教師專業(yè)化發(fā)展也一定會(huì)起到積極的推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 薛采菊.問(wèn)題教學(xué)理論在物理教學(xué)中的研究與實(shí)踐[J].教學(xué)與管理,2001(06).
篇10
【關(guān)鍵詞】新課程;教學(xué)設(shè)計(jì)
新課程改革以來(lái),課堂教學(xué)在發(fā)生著深刻的變化,學(xué)生思維活躍,敢于質(zhì)疑,愿意與同學(xué)、老師交流,勇于發(fā)表不同見(jiàn)解,樂(lè)于表現(xiàn)自己。一個(gè)體現(xiàn)師生交往互動(dòng)、學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的新的課堂教學(xué)模式逐步形成,從而使課堂教學(xué)達(dá)到最優(yōu)化。課堂教學(xué)的順利開(kāi)展在于教學(xué)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可操作性等特點(diǎn),也就是說(shuō)教學(xué)設(shè)計(jì)決定著新課程教學(xué)理念的建構(gòu)和設(shè)計(jì)。
本教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)這一根本目的,根據(jù)教材內(nèi)容及高一學(xué)生身心特點(diǎn),結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn),運(yùn)用系統(tǒng)方法,將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)過(guò)程等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。
一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
(一)本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位和作用:
高中物理的難點(diǎn)在于受力分析,受力分析的難點(diǎn)在于摩擦力的分析。摩擦力是力學(xué)中的三大性質(zhì)力之一,正確認(rèn)識(shí)摩擦力對(duì)后面知識(shí)的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用。教材從生活中的摩擦現(xiàn)象引入,以探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)為主線,安排了學(xué)生猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流等教學(xué)過(guò)程,讓學(xué)生經(jīng)歷探討滑摩擦力與壓力、接觸面粗糙程度關(guān)系的過(guò)程。很好地體現(xiàn)了新教材讓學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)的形成、發(fā)展過(guò)程中,主動(dòng)獲取知識(shí)的精神。
(二)學(xué)生特征分析:
從知識(shí)角度說(shuō),高一學(xué)生進(jìn)入新的層次,所學(xué)的知識(shí)難度和深度都有明顯增高,數(shù)理化三科非常明顯。從學(xué)生心理來(lái)看,高一是學(xué)生的“迷茫期”,剛開(kāi)始高中生活,對(duì)學(xué)習(xí)的激情高漲,但學(xué)習(xí)方法的掌握還處于探索過(guò)程中。物理學(xué)科又是學(xué)生學(xué)習(xí)的“特困”學(xué)科,因此在物理教學(xué)中要給學(xué)生自信心,增大學(xué)習(xí)動(dòng)力,想方法克服“迷茫心理”對(duì)學(xué)習(xí)的影響。
二、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)以上對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行分析,結(jié)合新課程理念,本節(jié)的三維學(xué)習(xí)目標(biāo)如下:
知識(shí)與技能:
1.認(rèn)識(shí)靜摩擦力的規(guī)律,知道靜摩擦力的變化范圍及其最大值;
2.能根據(jù)靜摩擦力的規(guī)律,能判斷靜摩擦力的方向;
3.知道滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件,認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦力的規(guī)律;
4.知道動(dòng)摩擦因素與哪些因素有關(guān),會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的大小和方向;
5.知道最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力比滾動(dòng)摩擦力大;
6.會(huì)根據(jù)物體的平衡條件簡(jiǎn)單的計(jì)算摩擦力的大小。
過(guò)程與方法:
1.培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言分析、思考、描述摩擦力的概念和規(guī)律的能力;
2.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中控制變量和實(shí)驗(yàn)條件;
3.通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;
4.通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并參與比賽等形式,激發(fā)興趣提高探究創(chuàng)新意識(shí)
情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
1.利用實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生合作的精神和求知欲。
2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐──認(rèn)識(shí)(規(guī)律)──實(shí)踐(解決實(shí)際問(wèn)題)的思想。
3.在研究問(wèn)題時(shí),要培養(yǎng)突出主要矛盾,忽略次要因素的思維方法。
4.認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)于社會(huì)發(fā)展和人類生活的影響。能說(shuō)明生活、生產(chǎn)中采用應(yīng)用摩擦力的實(shí)例,發(fā)展觀察能力。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
根據(jù)教學(xué)教學(xué)目標(biāo),結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ),本節(jié)重難點(diǎn)分析如下:
重點(diǎn):
1.滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算以及方向的判斷;
2.靜摩擦力有無(wú)的判斷以及靜摩擦力方向的判斷;
3.靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律,正確理解最大靜摩擦力的概念。
難點(diǎn):
靜摩擦力有無(wú)的判斷和靜摩擦力方向的判斷。
四、學(xué)法指導(dǎo):
(一)讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)、分析、類比獲取物理知識(shí),使學(xué)生在探研過(guò)程中分析、歸納、推理能力得到提高。
(二)讓學(xué)生學(xué)會(huì)在探索性實(shí)驗(yàn)中自己摸索方法,觀察和分析現(xiàn)象,從現(xiàn)象中探索出“新”的物理規(guī)律。從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和收斂思維能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造動(dòng)力。
(三)培養(yǎng)學(xué)生的演繹推理法:在學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)滑動(dòng)摩擦力之后,讓學(xué)生自己總結(jié)靜摩擦力的相應(yīng)規(guī)律。
五、教學(xué)資源:毛刷、長(zhǎng)木板、玻璃杯、米(能裝滿杯子)、筷子、課件、多媒體、教材、導(dǎo)學(xué)案、黑板等。
六、教學(xué)流程圖:
七、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
(一)引入新課 【生活情境引入,引發(fā)認(rèn)知沖突】
現(xiàn)象一:冬天路滑,車停不下來(lái)
現(xiàn)象二:擦黑板
(二)進(jìn)行新課 【探究教學(xué)】
滑動(dòng)摩擦力
1.知識(shí)回顧:【基礎(chǔ)知識(shí)鋪墊】
2.影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素 【體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程】
推測(cè)和猜想:請(qǐng)學(xué)生討論,到底是哪些因素對(duì)滑動(dòng)摩擦力的大小造成了影響?闡述、交流各自的觀點(diǎn)。綜合各小組的結(jié)論得出滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,得到有關(guān)滑動(dòng)摩擦力與壓力的圖像(正比例函數(shù)),
進(jìn)而得到計(jì)算滑動(dòng)摩擦力大小的公式: 其中F代表滑動(dòng)摩擦力的大小,是動(dòng)摩擦因數(shù),只與接觸面粗糙程度有關(guān),表示正壓力的大小。
3.滑動(dòng)摩擦力的方向
實(shí)驗(yàn)探究:師生共同用手在桌面上滑動(dòng),感受滑動(dòng)摩擦力的存在及其方向;用毛刷在平面上滑動(dòng),通過(guò)刷毛的形變觀察滑動(dòng)摩擦力的方向。
現(xiàn)象歸納:請(qǐng)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象交流觀點(diǎn)。學(xué)生很有可能認(rèn)為“滑動(dòng)摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)方向相反”,在此應(yīng)加以引導(dǎo),使學(xué)生自然得到“與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”的結(jié)論。階段性總結(jié):滑動(dòng)摩擦力的方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。
4.綜合滑動(dòng)摩擦力的三要素
靜摩擦力 【自主探究 知識(shí)遷移】
1.靜摩擦力的概念
用實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,引發(fā)他們思考。
實(shí)驗(yàn)1:教師表演“筷子提米”,演示從米倒進(jìn)杯子到提起的整個(gè)過(guò)程(讓學(xué)生看到把米壓實(shí)壓緊再插入筷子壓緊的步驟)。
實(shí)驗(yàn)2:教師請(qǐng)學(xué)生伸出一個(gè)手指來(lái)推桌子。
教師問(wèn):為什么筷子能把米提起來(lái)?而我們沒(méi)有推動(dòng)桌子呢?學(xué)生思考后回答:因?yàn)榭曜雍兔字g、桌子和地面之間存在靜摩擦力。
教師追問(wèn):這些靜摩擦力是物體處在什么情況下發(fā)生的?學(xué)生分析討論后得出米和桌子要運(yùn)動(dòng)的時(shí)候產(chǎn)生了靜摩擦力。
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié):兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的時(shí)候,就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這種力叫做靜摩擦力。
2.靜摩擦力的產(chǎn)生條件
兩個(gè)物體相互接觸擠壓、接觸面不光滑并且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
3.靜摩擦力的方向
教師:剛才所舉的例子中靜摩擦力的方向是怎樣的?請(qǐng)同學(xué)們畫出米、瓶子、桌子的受力示意圖。分析靜摩擦力的方向與物體狀態(tài)間的關(guān)系。學(xué)生分析受力示意圖,教師點(diǎn)撥。
引導(dǎo)學(xué)生得出:靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
教師把毛刷壓在平面上并給它一個(gè)推力但沒(méi)有推動(dòng)。學(xué)生通過(guò)觀察明確摩擦力的方向(如下圖所示)。
4.靜摩擦力的大小
教師問(wèn):結(jié)合受力示意圖分析剛才的例子中物體受到的靜摩擦力有多大?怎么得到的?
學(xué)生用二力平衡可以知道米和瓶子受到的靜摩擦力等于他們受到的重力,桌子受到的靜摩擦力等于推桌子的力。總結(jié)分析后得出靜摩擦力的大小與使物體具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的大小相等。
(三)回歸課堂 【銜接課前,解除疑惑】
為什么車子停不下來(lái)?
擦黑板時(shí),黑板上的字為什么會(huì)消失?
為什么桌子推不動(dòng)?
(四)課堂拓展 【結(jié)合高考,深化知識(shí)】
1.滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力都屬于摩擦力,因此摩擦力是指:當(dāng)相互接觸且相互擠壓的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),接觸面間產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。
2.靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系:
3.生活中的摩擦力 【學(xué)習(xí)物理 走進(jìn)生活】
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