静摩擦力

静摩擦力 江苏南师附中 王 峰 210003 本次公开课既要体现新课程的理念，又要采用先进的教学手段——DIS实验系统教学，所以课前准备工作要求特别高:一方面要充分领会和体现新课程的精神和要求，另一方面要对学生进行DIS实验系统的操作。同时在课堂实施过程中问题的提出、知识的呈现、与学生的互动以及对学生的引导和调控都要做好充分的准备。 一、课前准备 1、提出相关的引导问题，让学生事先有重点的进行预习。主要问题如下: (1)什么是静摩擦力,静摩擦力的产生条件是什么,(请比较滑动摩擦力条件) (2)静摩擦力的方向如何, (3)静摩擦力的大小如何,怎样测定, (4)什么是最大静摩擦力, (5)最大静摩擦力可能与哪些因素相关,它的大小与滑动摩擦力可能有何关系,你能实验进行探究吗, (6)生活中有哪些摩擦力的现象，它们的原理是什么, 2、明确DIS 操作技术及注意事项，让学生熟悉DIS的操作技术，确保学生在课堂上不被操作技术拖累，从而能更好地进行物理知识的探讨和学习。主要有以下几项: (1)利用“数字”显示和“示波”显示方式来观察力的变化情况; (2)利用“组合图线”选择合理区域，可求出滑动摩擦力平均值; (3)利用“组合图线”坐标轴测出某时刻的力的大小，也可点击鼠标右键直接在鼠标尖端处显示坐标值; (4)力传感器拉木块时:传感器必须保持水平，且挂钩方向应与细线一直线;同时细线也要保持水平，且不能左右偏转。 (5)力传感器拉木块时，木块静止时，力的增大过程尽量缓慢一些，当木块滑动时，尽量控制木块速度恒定，且速度适中一些(太慢容易停顿，太快容易变速)。 3、明确小组学习的要求，各学习小组组长课堂上应发挥组长的职责 (1)调动组内同学学习积极性，在实验任务较多或较复杂时，要进行合理的学习任务安排和调整; (2)督促每位同学按质按量地完成实验任务，提醒同学不能做与课堂内容无关的事～ (3)收集同学的实验数据，组织大家进行讨论，实验结论，并安排同学准备汇报实验结果。 二、教学目标 知识与技能目标: 2、 了解静摩擦力的产生条件、方向和大小 2、理解最大静摩擦力的物理意义和大小特点 3、提高物理实验的操作技能 过程与方法目标: 2、 体会应用DIS系统研究物理问题的过程与方法 2、体会控制变量法研究问题的方法 情感态度和价值观目标: 2、 通过有趣的物理实验，增强学生学习物理的兴趣; 2、通过对常见生活现象的重新思考，培养学生善于审视和探索日常生活现象的思维习惯。 三、教学重难点 1、静摩擦力的方向判定 2、静摩擦力大小的探究 3、最大静摩擦力大小的探究 4、摩擦力生活实际应用 四、教学方法 1、DIS实验探究 2、学生互动实验 五、实验器材 DIS实验系统 毛刷 木块 砝码 木板 毛巾面 玻璃 直尺 六、教学过程 【课堂引入】 (1)筷子提米(教师演示) (2)两本书夹在一起，请学生上台来拉(学生参与)，再请同桌学生用物理书做实验感受。 课堂思考: (1)为什么筷子能将装有米的杯子提起来, (2)为什么两本普通的书页面交错相叠后很难被拉开, (一)静摩擦力的概念 课堂实践:用手掌心压紧桌面，稍微用力向前推，但保持手与桌面相对静止，则手有什么感觉, 课堂思考:实验时手在沿桌面方向受力吗,此力与滑动摩擦力有何差别, 定义:两个相对静止的物体之间有相对运动趋势时物体受到的摩擦力叫做静摩擦力。 课堂思考:滑动摩擦力的产生是有条件的，那么静摩擦力的产生也有条件吗,(可以用类比的方法思考) 产生条件: (1)接触且挤压;(3)接触面粗糙;(4)有相对滑动趋势。 课堂思考:静摩擦力的作用效果是什么, 阻碍物体的相对运动，使物体之间保持相对静止。 (二)静摩擦力的方向 课堂思考:滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，那么静摩擦力方向如何, 实验探究:利用毛刷进行静摩擦力方向研究 学生回答:结合毛刷说明静摩擦力的方向 实验思考:受静摩擦力的物体一定是静止的吗,运动物体也会受到静摩擦力吗, 举例: (1)木板减速时，木板上物体有相对木板向前滑动的趋势，物体受到向后的静摩擦力，此时静摩擦力方向与物体运动方向相反; (2)木板加速时，木板上物体有相对木板向后滑动的趋势，物体受到向前的静摩擦力。此时静摩擦力方向与物体运动方向相同; (3)假想教室是一节匀速运动着的车厢，车厢内的物体都在运动，用任意方向的力推课桌，课桌会受到静摩擦力，方向与课桌相对车厢运动趋势方向相反，与课桌的运动方向无关。 方向:静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。 相对地面运动的物体也可以受到静摩擦力，其方向与运动方向可以相同，也可以相反，甚至还可以无关，但一定与相对运动趋势方向相反 (三)静摩擦力的大小 课堂思考:静摩擦力的大小如何,怎样测量静摩擦力的大小,(运用力的平衡知识) 学生回答:通过拉力大小测出静摩擦力大小，运用二力平衡知识。 DIS实验探究:静摩擦力的大小变化规律 (1)在保证木块相对木板静止的前提下，增大拉力，观察静摩擦力的大小变化。 (2)改变材料再观察。 提示:用数字显示法或示波法。 实验结论:当木块与木板相对静止时，木块所受静摩擦力与外力等值反向，且随着引起静摩擦力的外力的增大而增大。 静摩擦力的求解:对于平衡问题，可以运用平衡条件来求解;对于非平衡问题，可以运用动力学知识求解。 (四)最大静摩擦力 课堂思考:刚才实验中的静摩擦力能否一直增大,(不能，有上限) 定义:静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力，物体受最大静摩擦力时，其状态为即将滑动而未滑动的临界状态。 假设最大静摩擦力为F:则静摩擦力F大小在0,F之间，即0,F?F maxmaxmax 课堂思考: (1)各种情况下的最大静摩擦力都一样吗, (2)最大静摩擦力会与哪些因素相关, (3)若外力超过最大静摩擦力，物体会滑动，此时为滑动摩擦力，则滑动摩擦力与最大静摩擦力会有怎样的关系, DIS实验探究:最大静摩擦力 (1)缓慢增大拉力直到木块刚滑动，观察拉力的变化情况，思考静摩擦力的变化情况; (2)当木块滑动时，观察滑动摩擦力的大小; (3)比较最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系; (4)材料不变，改变压力，比较最大静摩擦力与滑动摩擦力大小关系 (5)压力不变，改变材料，再比较最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系 操作方式提示:(1)利用组合图线读出最大静摩擦力;(2)利用组合图线测出滑动摩擦力的平均值;(3)利用计算#格#记录并比较数据; 实验注意点:(1)力传感器拉木块时，必须保持水平，线水平，传感器水平:(2)开始时应比较缓慢地增大拉力，尤其是当拉力接近最大静摩擦力时，更应轻缓些。拉动时尽量保持匀速，且速度尽量适中一些; 实验讨论与:(师生互动) 预设问题: (1)图线上的值对应的是摩擦力吗, (2)各种材料的图线相同吗, (3)图线上的尖端代表什么含义, (4)尖端之前为什么是倾斜的,之后为什么是平缓的,平缓部分与尖端的值大小关系如何, (5)尖端之后有的图线也上升了是否说明滑动摩擦力变大了, (6)尖端之后有的图线不能十分平缓，原因何在, (7)为什么有的图线几乎没有尖端,什么情况下尖端比较明显, (8)表格中的几项数据说明什么含义, 实验小结:(学生回答) 总结实验步骤和实验方法:控制变量法:材料不变，改变压力;压力不变，改变材料。 实验参考结论: (1)对于同一种接触面，压力越大，最大静摩擦力越大; (2)对于相同大小的压力，接触面不同，一般最大静摩擦力也不同，接触面比较粗糙时，最大静摩擦力也比较大; (3)对于不同接触面或不同的压力，最大静摩擦力都大于滑动摩擦力，但大的程度不同。 *(4)对于同一接触面，最大静摩擦力与滑动摩擦力的比值恒定，最大静摩擦力与压力的比值 恒定，其规律与滑动摩擦力相似，类比滑动摩擦力规律可得: F,μF maxsN (五)摩擦力的应用 1、人走路的摩擦力分析。 思考:(1)人走路的摩擦力是什么摩擦力,(2)其方向如何, 两脚都是静摩擦力，后脚(动力脚)方向向前，前脚(受阻脚)方向向后。 2、甲同学摆擂台——单指夺棒 挑战规则:两人同时单指托棒，保持木棒水平，向两侧拉，哪方脱棒哪方输, 在接触面相同的前提下，哪方压力大，哪方最大静摩擦力大，哪方就容易获胜。 在保持木棒水平的前提下，越靠近重心，压力越大，最大静摩擦力越大，越不容易输。 3、拔河比赛取胜基本诀窍是什么, (1)体重大 (压力大，最大静摩擦力大) ;(2)鞋子要粗糙些(摩擦因数大)。 思考:拔河比赛中为什么一旦被拉动后便很难反败为胜, 最大静摩擦力大于滑动摩擦力。 4、有趣的啄木鸟问题 为什么开始时啄木鸟能静止在杆上,当轻轻扰动啄木鸟后它就能逐渐“晃”下来, 5、自行车中的摩擦力问题, 登车时情况如何,刹车时情况如何,自由前进时情况如何,为什么赛车比普通自行车行得更快, 七、课后专家评议 1、南师大物科院教授 (1)新课程教学理念指导: 新课程提出的是教学的底线，教师在实施过程中应有自由发展的空间，应根据教学内容、教学环境和教学对象等因素来灵活展开。 (2)教学过程的优点: 用有趣的实验作为课堂引入，提起学生的学习兴趣; 用随堂简易小实验，让学生切身体会静摩擦力，利于学生进行感性认识; 结合DIS系统让学生进行知识探究，对学生的知识构建有帮助; 在知识应用时，以游戏挑战的方式提起学生的学习兴趣，让学生积极主动地研究问题; 上课过程中对学生提出的非常规想法给予肯定，能鼓励学生的学习积极性。 (3)教学建议: 新课程不能苛求面面俱到，应根据具体情况进行合理设计。 课堂实验过程中应关注所有学生，尤其是后排学生。 2、中华中学特级教师王高 (1)课堂优点: 充分调动学生的学习主动性; 注重学生学习过程中的个人知识建构; 让学生回归到生活，增亲近感，体现学以致用的思想。 (2)教学建议 对于静摩擦力产生条件的把握应更到位，可以多举些实例，并从中进行归纳; 对于摩擦力问题可以多举一些实例，加深对物理知识的理解; 3、七城市学校老师 (1)课堂优点: 知识是日常生活的经验总结，只有联系生活实际才能体现三维目标。 (2)教学建议: 对教学难点应更加充分地让学生进行讨论和理解，如静摩擦力的方向为与相对运动趋势方向相反，应给予更多的教学时间，还可以与相对运动方向进行比较。 4、附中老师陈金贵 课堂进行了精心到位的准备，难度把握到位，课堂调控合理。 5、附中老师刘梓涛 举例多多，学生参与度很高，把课堂还给学生，教师是主导，学生是主体。 八、教学反思 通过本次公开课我有以下几点收获: 1、学习兴趣永远是学习的前提 新课程目的之一是让学生学到知识，过程中如果学生是一种主动的姿态，那么学习的效果将大大加强，而学习兴趣就是一种良好的催化剂，所以在课堂引入上采用筷子提米的表演和拉书本的互动实验来调动学生的学习情绪，在知识应用时用课堂挑战小游戏来促发学生的学习热情。 2、新课程的理念贯彻过程教师必须放得开 新课程需要学生积极主动地参与，要想使学生放得开，首先老师得放得开，这种放得开一方面是思想上的放得开，不要怕学生学不好和学不会，只要引导得到位，学生是一定可以学好的;其次是情绪上的放得开，要与学生学在一起，甚至“玩”在一起，教学过程中要以教师自 身的热情来影响学生的热情。 3、 教学过程中应有贯串课堂的梯度问题 教学过程是引导学生学习知识技能的过程，这个过程学生不可能一步到位，必须由老师逐步引导，这种引导应有梯度，注意问题的层次落在学生学习的最近发展区内，学生的学习才能顺利和自然。 4、任何课堂教学手段和形式都必须紧扣教学主题 采用DIS实验系统遇到的最大问题就是实验操作技术会影响物理学习，所以在正式授课前必须对学生进行技术培训;另外授课过程中还会遇到有效课堂调控的问题，学生会不自觉地去摆弄电脑，导致注意力被分散，严重的会不参与课堂而独自玩电脑，所以采用一定手段进行调控是必须的，我采用的是“传奇”课堂调控软件系统。在需要学生听课时，将所有学生的电脑桌面进行锁定，在需要某学生操作时，将其电脑桌面调用至投影屏幕。 同时，我也有一些困惑 1、新课程理念下的学生科学探究应到什么程度,时间和空间怎样分配, 2、科学探究的学习效率比较低，怎样才能有效提高探究效率, 静 摩 擦 力 教 案 南师附中 王 峰 【教学目标】 知识与技能: 1、了解静摩擦力的产生条件、方向和大小 2、理解最大静摩擦力的物理意义和大小特点 3、提高物理实验的操作技能 过程方法: 1、体会应用DIS系统研究物理问题的过程与方法 2、体会控制变量法研究问题的方法 情感态度价值观: 1、通过有趣的物理实验，增强学生学习物理的兴趣; 2、通过对常见生活现象的重新思考，培养学生善于审视和探索日常生活现象的思维习惯。 六、实验参考图线 第一段为静摩擦力，第二段为滑动摩擦力，尖角处为静摩擦力到滑动摩擦力的跳变。