“實驗：研究影響滑動摩擦力大小的因素”

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1、“實驗：研究影響滑動摩擦力大小的因素”教學(xué)設(shè)計丹江口市大壩中學(xué)趙國強(qiáng)一、實驗教學(xué)目標(biāo)首先分析該實驗部分的教材和學(xué)情　　八年級物理下冊第八章第3節(jié)《摩擦力》，主要包括四個主要內(nèi)容：“摩擦力”、“測滑動摩擦力大小”、“探究影響滑動摩擦力大小的因素”、“摩擦的利用和防止”。本實驗探究以第一個實驗“測摩擦力”為基礎(chǔ)，結(jié)合重力、壓力、二力平衡等知識，對摩擦力進(jìn)行更深層次的探究。本實驗既是對前面力學(xué)知識的總結(jié)檢驗更是后面探究實驗借鑒的典范?？山虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，截止到這一章很多學(xué)生對力學(xué)實驗課的熱情在逐漸下降，這可能與前幾章的實驗探

2、究內(nèi)容淺顯、探究過程單調(diào)等因素有關(guān)。　　基于以上對教材和學(xué)情的理解，確定了以下教學(xué)目標(biāo)：(1)知識與技能：通過實驗知道影響滑動摩擦力大小的因素；培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗技能。(2)過程與方法：讓學(xué)生經(jīng)歷較完整的實驗探究過程；掌握各種研究問題的方法，特別是創(chuàng)新方法(3)情感、態(tài)度、價值觀：在實驗中培養(yǎng)學(xué)生尊重事實、敢于創(chuàng)新等品質(zhì)；在探究中感受力學(xué)之美，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣?！《?、實驗教學(xué)方法為了落實以上目標(biāo)，在實驗中適當(dāng)?shù)耐诰蚪滩?，注重?chuàng)新，讓學(xué)生在探究中能發(fā)現(xiàn)力學(xué)中蘊藏的智慧，去感受力學(xué)之美，以此來激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。以下是本

3、節(jié)的課堂教學(xué)方法：在小組學(xué)習(xí)的教學(xué)模式下，以學(xué)生自主探究為主；通過課外準(zhǔn)備器材，課堂創(chuàng)新實驗，師生談話，知識拓展等手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐創(chuàng)新能力；引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、自主探究、討論歸納等方法進(jìn)行實驗探究；以創(chuàng)新實驗帶動整個教學(xué)活動。三．實驗教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容按教學(xué)過程分成五個知識板塊：1.通過老師演示引出新的測滑動摩擦力的方法；2.通過實驗和討論引導(dǎo)學(xué)生猜想影響滑動摩擦力大小的因素（難點）；3、4.探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度和壓力的關(guān)系（重點）；5.知識的應(yīng)用和拓展四、實驗教學(xué)過程：(一)創(chuàng)設(shè)情景引

4、出問題　教師演示：用自制摩擦力演示儀測滑動摩擦力大小。學(xué)生興趣被激發(fā)后，根據(jù)摩擦力演示儀的原理，鼓勵學(xué)生利用事先準(zhǔn)備好的器材，分小組嘗試著也去探究新的測摩擦力的方法，最后，研究出不同于教材中的新的方法（如圖1）。學(xué)生用新方法測幾次摩擦力，發(fā)現(xiàn)優(yōu)點：示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù)。圖1圖2老師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生：把桌面上提供的長紙帶利用起來。學(xué)生經(jīng)過反復(fù)嘗試，再次創(chuàng)新了測摩擦力的方法（如圖2）。實際操作幾次便會發(fā)現(xiàn)新方法的特點：可使實驗持續(xù)時間長、連續(xù)性好，達(dá)到更好的效果。以上設(shè)計是對教材內(nèi)容的一個補充，目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)

5、學(xué)生創(chuàng)新能力，也為后面提供了更簡便的研究滑動摩擦力的方法。學(xué)生探究中還會發(fā)現(xiàn)不同情況下摩擦力一般不相等，這就引出本節(jié)課的核心問題:哪些因素會影響滑動摩擦力的大小?（二）討論分析形成猜想學(xué)生聯(lián)系實際討論以上問題，會猜想出很多因素：接觸面的粗糙程度、接觸面受到的壓力、物體的重力、接觸面面積、滑動速度、接觸面的材料等等。面對學(xué)生的各種猜想老師不能一帶而過，否則會錯失很多精彩的探究和討論，例如：探討“速度”因素：在圖2所示利用紙帶測滑動摩擦力的實驗中，分別用不同的速度拉動紙帶，可發(fā)現(xiàn)摩擦力不變，這就說明了速度影響滑動摩擦

6、力是不符合實際的探討“接觸面積”因素：測出一個長方體木塊分別平、側(cè)、豎放時與同一木板之間的滑動摩擦力的大小，可發(fā)現(xiàn)摩擦力大小不變。以上方法要求木塊的六個面的粗糙程度要相同，實際很難做到，在實際教學(xué)中可用以下創(chuàng)新方法：在圖2所示利用紙帶測滑動摩擦力大小的實驗中，紙帶中間被裁剪去寬窄不同的部分（如圖3），木塊從上面滑過時接觸面積發(fā)生改變，但摩擦力大小不變。以上實驗都可證明滑動摩擦力大小與接觸面積無關(guān)。圖3排出不合理的猜想后，根據(jù)大量經(jīng)驗和實事，教師引導(dǎo)學(xué)生最后形成猜想:滑動摩擦力大小可能與接觸面受到的壓力和接觸面的粗

7、糙程度有關(guān)（板書）。以上教學(xué)設(shè)計除了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力外，還有一個很重要的目的：那就是通過精心設(shè)計實驗來糾正學(xué)生錯誤的認(rèn)識，建立正確的觀點，讓學(xué)生在新舊觀點不斷碰撞而產(chǎn)生的內(nèi)心震撼中，去感受力學(xué)的美妙，進(jìn)一步激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。（三）實驗探究驗證猜想探究一：探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。1.課前準(zhǔn)備：與以往實驗不同，這是本實驗增加的一個環(huán)節(jié)：請學(xué)生提前準(zhǔn)備至少三個表面粗糙程度不同的物體。目的是通過對材料的收集甚至創(chuàng)造，來培養(yǎng)學(xué)生的社會實踐能力和創(chuàng)新能力，對有創(chuàng)意的作品要進(jìn)行展示和鼓勵。2.實驗設(shè)計：從

8、測摩擦力大小的方案、實驗原理、探究方法、器材等四個方面對實驗進(jìn)行設(shè)計。鼓勵用新方法、新材料進(jìn)行探究。3.進(jìn)行實驗：實驗前教師要交待實驗注意事項:檢查測力計指針是否指零；被測摩擦力不能超過測力計的量程；實驗要在水平桌面上進(jìn)行，拉力方向要沿著水平方向；實驗多做幾次，使結(jié)論更具有說服。實驗中教師進(jìn)行巡視和指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范性。4.分析論證：各小組把實驗數(shù)據(jù)填入事先設(shè)計好的表格