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  一、指导思想

 

  新课程课堂教学要求课堂活动应具有生活性、发展性和生命性的特征,使得课堂真正成为师生共同构建知识、交流互动和共同成长的和谐平台和建立情感、心灵对话的场所,树立正确的人生观和良好的价值观;同时在课堂中使学生体验学习的苦与乐,高效地掌握知识,形成能力,充实注重学习过程;要完成这些目标,就必须摆正师生的位置,采用多元化的鲜活教学手段来充分调动学习主体(学生)的积极性,层层深入的探索,紧凑和谐的步调,恰如其分的引导,激发学生自主学习的求知欲和高度投入的激情,运用适时的激励,充分激活物理课堂。以“问题导引,启发探索,互动交流、精讲释疑”为教学思路的自主型探究式教学模式。在课堂努力做到六要:即教材要让学生读、问题要让学生提、过程要让学生说、规律要让学生找、实验要让学生做、结论要让学生下。教师在课堂上的主要任务就是组织、指导、帮助。只讲学生不知道、不理解、不清楚的疑点、盲点和难点,这样,我们的学生才有自主性,使学生学会学习、学会探究,以帮助他们完成由“学会”到“会学”到“好学”的转变;从而通过高效的物理课堂教学提高学生的科学素养、促进学生全面发展。本节就是让学生经历自主探究的过程,正确认识摩擦力,并结合生活中的现象让他们正确理解摩擦力的规律以及运用知识处理生活中的问题,培养他们的科学探究能力和运用知识解决实际问题的能力。

 

  二、教材、学生和教法

 

  该节知识既是力学的基础,也是组成整个高中物理知识的一块“基石”,所以这节内容的教学如何引领学生自主积极地探究摩擦力产生的条件和影响因素,体验摩擦力特点规律的发生过程是本节课的重点,应高度重视本节教学过程;由于摩擦力问题的复杂性,且在具体问题中又表现出“动中有静,静中有动”,尤其静摩擦在许多情形下似乎又是“若有若无,方向不定”,因此,对于初学者也是有一定难度的。也正是由于教材内容的上述特点,本节课又易于激起学生的求知欲,易于培养学生的辩证观点,易于锤炼学生的物理素质。要充分用好该节教材内容,深入挖掘知识间的有机联系,对学生开展针对性的思维训练,进而提高学生应用物理知识解决实际问题的能力和创新思维能力。

 

  高中物理《课标》对该知识点的要求是,“通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力”。其中,对静摩擦力规律的认识应该包括最大静摩擦力。摩擦力大小的计算和方向的判断对学生来说是个难点,而摩擦力又是高中力学三类常见的力之一,是受力分析的基础。本节课学习的成败对以后学习牛顿运动定律的应用、动能定理的应用以及摩擦力做功与产生热能的关系等问题都将带来影响,所以本节课在物理教学中的地位和作用是非常重要的。

 

  就学生状况来说,本校学生大部分程度比较好,基础比较扎实,善于思考,喜欢老师用点拨式的教学方式,喜欢思考和讨论;此外学生在初中定性地学习过摩擦,包括滑动摩擦和静摩擦等内容,并掌握了增大和减小摩擦的方法,还通过实验的方法定性地研究了滑动摩擦力与表面状况有关;所以对于本节课中的难点理解突破应该不是大问题。但是由实验现象总结归纳物理规律的能力不强,所以教师要注意引导。用所学知识解决实际问题对学生来说也有一定的难度,要调动学生相互交流。

 

  因此,在教学中应引导学生充分运用已知的物理知识和方法进行分析和探索,使学生在实践中亲自体验实践出真知的重要性,形成愿意运用科学思维方法和研究方法去解决问题的科学价值观。本节课的教学就尝试采用实验探索、问题启发式教学法,加强自主性、探究性、合作性学习,使学生通过亲自参与探究滑动摩擦力和静摩擦力规律的全过程,学习科学探究的方法,加深对物理知识的理解,使他们在创新精神和实践能力方面得到发展和提高。从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神。

 

  三、教学目标

 

  (一)知识与技能

 

  1.知道摩擦力的分类和产生的条件,能够联系分析日常生活中摩擦现象。

 

  2.知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关。能够对问题提出有根据的猜想,能设计研究摩擦力大小与哪些因素有关的实验,对自己设计的实验能搜集数据和证据,并验证自己的猜想。

 

  3.能够用动摩擦因数计算摩擦力的大小,并能判断其方向能判断不同的运动状态下,静摩擦力的有无、大小和方向。

 

  4.能借助提供的实验器材通过实验认识静摩擦力的规律,知道存在着最大静摩擦力。

 

  (二)过程与方法

 

  1.通过观察物理现象中发现问题、提出问题;

 

  2.通过参与应用PASCO数字实验系统研究物理问题科学探究活动,培养和提高学生的实验操作能力和实验观察能力,指导学生学习和体会探索物理问题的基本方法。

 

  3.学会从物理现象和实验中归纳摩擦力产生的条件及摩擦力的特点,并能运用所学知识去解释某些具体问题,培养学生的分析概括能力。

 

  4.通过讨论、回顾等教学活动,培养学生进行交流与反思的习惯。

 

  5.体会控制变量法研究问题的方法。

 

  (三)情感态度与价值观

 

  1.通过学生参与实验探究、问题思考和游戏互动等主体活动,培养学生主动参与课堂活动的积极性和责任感;同时培养其对科学的求知欲和探索自然界物理学原理的兴趣,乐于参与观察、敢于实验,体会实验在探索物理规律中的作用和方法。

 

  2.通过分组实验、交流讨论等培养学生合作精神以及培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度,养成严谨、细致、耐心的实验素养。

 

  3.在理解摩擦力的利与弊的过程中,领略自然界的和谐与奇妙,使学生的价值观得到提升,向学生渗透抓住主要矛盾和主要因素,忽略次要因素的辨证思想。

 

  四、教学重点和难点

 

  (一)教学重点

 

  重点:在教师的指导下进行探究滑动摩擦力和静摩擦力的大小的探索过程。

 

  (二)教学难点

 

  课堂教学时间有限,如何引导学生进行科学的自主的实验探究。

 

  五、教具

 

  多媒体计算机、PPT课件、PASCO实验系统(力传感器、数据采集器、DataStudio软件)、弹簧测力计、长木板、木块、砝码、毛巾、玻璃板。

 

步骤

知识引线

教师行为

学生行为

目标达成

创设情景  引入新课

生活中的摩擦现象

视频展示:身边的摩擦现象

 

结合视频及预习回顾初中学习的摩擦力概念?

观看视频:

 

1.获得感性认识,陶冶情操。

 

2.了解生活中的摩擦,产生深入探究兴趣

 

回忆摩擦力概念并回答。

1.使学生了解摩擦力带给我们的生活的情况,培养热爱生活的思想感情。

 

2.激发学生学习兴趣和求知欲;体现从生活走向物理的教学观念。

概念理解

摩擦力概念

投影滑动摩擦力、静摩擦力概念,分别用动画和实验演示说明“相对运动方向”和“相对运动趋势”方向及判断方法。

观看动画及演示,思考并交流

指导帮助学生把握要点,突破理解难点

[探究一]  影响滑动摩擦力大小的因素

影响滑动摩擦力大小的因素

 

 

 

 

本节探究重点:一、探究影响滑动摩擦力大小的因素;二、探究静摩擦力大小。

明确本节探究重点

组织指导学生进行抽书活动:

两摞完全相同的书:1、分别在两摞书的上部与底部夹上两本相同的书,让一学生左右两手同时抽出两本书感受哪边比较容易抽出,并猜想可能的原因;2、再在两摞书的同一层(其中一摞中夹放了两张砂纸)夹上相同的书让学生抽出,感觉用力仍不同,猜想可能的原因,分析不出,教师让其拿开上面的书,发现砂纸。

1、其他同学合作进行抽书活动,一个用手掌在树上分别施加不同大小的压力,另一个同学将书抽出,体验有何不同感觉?

 

2、思考、猜想影响滑动摩擦力大小的可能因素并讨论交流。

 

3、各小组代表发表本组讨论结果,表述猜想。

1.培养学生对物理现象和演示实验的观察分析和从启示性演示实验中总结简单结论的能力,形成自己的观点并积极表达。

 

2.培养合作的精神,敢于提出与别人不同的见解。

 

3.培养学生物理思维习惯和发现物理规律的敏感性以及对物理现象的归纳总结、分析推理能力。

 

讨论交流摩擦力探究方案的合理性,并分析回答选取理由。

 

 

培养学生分析比较、逻辑辨别的思维能力。

 

 

实验探究过程

1.引导学生制订探究实验方案。在学生实验的过程中,巡视各实验小组,帮助学生解决实验中遇到的问题,解答疑难,提供相关服务。

2.物理方法──控制变量法的渗透,物理实验操作规范指导。

1.通过思考、交流和讨论、老师的点拨,制定出正确的探究计划,制定记录表。

 

2.分组合作进行探究实验,收集数据并进行科学分析处理。

 

3.分析猜想假设与实验结果间的差异;

 

4.注意探究活动中未解决的矛盾,发现新问题,吸取经验教训,改进探究方案

1.学习拟定简单的科学研究的计划和实验方案,完成对知识的初步探究和理解过程。

 

2.培养学生从物理现象和实验探究中发现科学规律的习惯,使学生认识到实验、分析,论证在科学探究中的重要性,同时培养实验操作技能。

 

3.培养合作的精神,勇于放弃或修正自己的错误观点。

实验结果分析,总结规律,完成评价

1.展示部分小组的实验数据,用Excel软件进行分析,引导学生得出的实验结论:①选中一组压力、摩擦力的数据,点击“图表向导”“xy散点图”完成后点击“添加趋势线”得到f-N的关系图线──条过原点的倾斜直线②这说明了什么?③分析两组数据,得到的直线斜率不同,为什么不同?

摩擦力与压力的关系

    接触面

 

次数

木块与木板接触

木块与毛巾接触

木块与玻璃接触

 

测量次数

砝码数

压力

摩擦力f1

压力

摩擦力f2

压力

摩擦力f3

 

1

0

0

0

0

0

0

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.对学生进行学习过程和探究结果的评价。

 

3.引导学生理解斜率意义(动摩擦因数);师生共同得出f=μN

 

4.展示不同材料接触面的动摩擦因数。

1.观察数据处理分析过程和结果,思考老师提出的问题,经过思考、讨论交流等形式理解直线斜率反映的物理意义,并积极表达本小组得出的结论。

 

2.师生互动

 

师生共同分析、讨论实验结果,并进行评价,对其中不完善的部分提出改进建议,无论学生的猜想是否与实验的结论相符,都要对学生进行鼓励,肯定他们的这种实事求是的探索精神。同时鼓励有兴趣的同学还可以在课后继续探索滑动摩擦力是否与其他因素有关。

 

 

1.使学生了解对物理规律探究的科学流程和对实验数据的处理方

 

2.会根据数据的分析形成结论,培养总结概括和逻辑思维能力。

 

3.学习了解现代多媒体技术、软件工具等在物理学习中的应用。

 

4.通过适当激励评价使学生体验成就感,达成情感价值目标。

[探究二静摩擦力的大小

静摩擦力的大小

 

1.指导学生按上述装置分别用弹簧测力计和力传感器、PASCO数字实验系统及DataStudio软件探究静摩擦力的大小:①小组内同学合作完成探究,一名同学缓慢拉动木板逐渐加大拉力,直至拉动木块,在此过程中其他同学一定注意观察测力计示数(或力传感器采集到的拉力图像)怎样变化?②指导询问某小组:你们观察到了什么现象?该现象又说明了什么?

 

2.(等学生实验完毕)对全体提出问题:

 

①大家观察到了什么现象?(学生可能回答:测力计测到的拉力逐渐增大,到一定值又突然减小,然后趋于平稳);②那说明木块受到的静摩擦力大小如何变化?根据是什么?

 

3.师生共同再用力传感器、PASCO 数字实验系统作实验演示得到如下图样:

 

引导分析:静摩擦力有什么特点?是一个固定值吗?

1.按上述步骤操作,分组进行实验探究,然后自行采用列表或图像等方式分析静摩擦力的特点,再相互交流结果。

 

2.思考老师提出的问题,结合二力平衡知识认识到观察到的拉力大小可以反映静摩擦力大小的变化规律,经过思考推理,认识理解静摩擦力大小的特点,并积极回答问题

 

3.师生互动,共同得出:两个物体间的静摩擦力可以是一个变力,它的大小可以在0fmax之间,即

 

0f≤fmax

 

静摩擦力的最大值fmax叫做最大静摩擦力(将动未动时摩擦力);它的数值等于物体刚开始运动时的拉力的大小。

 

4.最大静摩擦力的大小与哪些因素有关的探究留给课外进行探究。

培养使用现代应用软件进行物理实验的操作技能。

 

 

培养推理分析、归纳概括能力。

反馈练习

摩擦力应用

1.重250N的物体放在水平地面上,如图所示,已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为150N,动摩擦因数是05,物体的一端连一根轻质弹簧.求:

 

1)当弹簧拉力为F80N时,物体受到地面的摩擦力多大?

 

2)当弹簧拉力为F160N时,物体受地面的摩擦力多大?

深化理解动摩擦力、静摩擦力的大小特点,学以致用

联系实际

 

学科交叉

 

回扣知识,引导学生再对生活中摩擦不仅学会利用,而且知道怎么利用,为什么这样利用,使其体会从生活走向物理,从物理走向生活的和谐辩证关系;

 

引导列举分析具体实例,如:泥鳅为什么身上那样滑?不易被抓住?分别从生物学和物理学的角度进行解释,体现学科知识的交叉应用。

课堂小结

 

产生条件

 
1.摩擦力概念:*注意理解:相对运动和相对运动趋势的方向

 

2.滑动摩擦力的大小 :*N的含义:正压力

 

3.静摩擦力的大小不是定值,范围为

作业及反思

 

1、书面作业:教材P54(2)P55(4)

 

2、在课后继续相关探索;扩展相关知识。

课外研究

生活中的摩擦力

实例:自行车上的摩擦力

教学反思

上完这节课,感悟颇多,总结几点如下:

 

1、较为成功地展示出新课程理念下的实验探究课堂教学模式的特点,主要表现在以下几点:

 

①突出学生的主体性、主观能动性和探索性

 

在初中学习和课前预习的基础上,概念让学生说,问题让学生提,方案让学生选,实验让学生做等,并对教材内容进行了必要的选择与改组,精心设计好适用于学生学习,有利于学生发展的动态方案,以便凸现探究过程和探究方法,给学生一个充裕的思考问题(包括实验方案的设计,实验过程的探究)的时空。并在本案例的教学过程中始终将学生置于研究者、探索者的位置,让学生通过自身的思考和合作学习来获取知识和技能、掌握过程与方法、学会交流与合作。

 

②注重学生物理多种研究方法、能力的培养

 

如设计的“抽书演示体验”活动,从感官、触觉、身心、思维等多方面培养了学生的对物理现象的分析能力,实验简单易懂但又能凸现实质问题;猜想、探究过程更是学生自主合作地进行,培养学生实验操作、分析归纳、方法总结等能力。

 

③突出获取知识的过程探究,

 

本节课重点及大部分篇幅都是在教师指导下进行的过程体验与探究,较好地体现了新课程理念;如对学生实验数据处理分析一环节,在课堂上当堂用Excel软件进行分析处理,使学生切实看到摩擦力与正压力确实存在那样的正比关系。

 

④重视与生活实际相结合,体现物理源自于生活的教学理念,教育学生要关注社会,培养他们的责任感,注重情感态度和价值观的教育。

 

2、不足之处及改进设想

 

①探究任务重,时间紧,使得本节课的各个环节不能让学生充分体验和探究,显得有些紧迫。

 

②对生活、社会的实际问题体现的还不够充裕,比如本来设计今年一月份我国南方大部分地区出现的大雪天气,路面车辆打滑现象、神舟号宇宙飞船返回舱返回时与大气层发生摩擦的实际问题等,由于时间原因都没有让学生去很好地体会联系。

 

因为摩擦力在高中阶段也是一个较为复杂的力,比如摩擦力的应用,所以还有很多问题需要在实际问题中加以理解和巩固,所以设想建议用两节课时间让学生充分探究。

 

    
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