《实验探究静摩擦力规律》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

《实验探究静摩擦力规律》说课稿

一、使用教材

人教版高中《物理必修1》第三章第三节第1课时。

二、实验器材

自制教具：

1.毛刷演示：塑料盒子，小毛刷若干；

2.弹簧测力计改进实验：演示用弹簧测力计，物块，木板，吊盘，有颜色的水，细绳，定滑轮三个，金属支架，海绵，600ml注射器一支，钩码若干；

3.DIS实验：拉力传感器套装，大木板，不锈钢折弯，小木板，物块，重物。

三、实验创新要求/改进要点

对比实验：通过对比使相对运动趋势显性化，突破对相对运动趋势的理解这一难点。

毛刷实验：模拟静摩擦力的方向，增加学生对静摩擦力的感性认识。

弹簧测力计改进实验：1.用悬挂重物的方式提供拉力可以使某一静态得以保持，便于分析比较；2.用逐渐加水的方法减缓拉力增大的过程可以使学生捕捉到刚好达到最大静摩擦力的临界状态，从而突破对最大静摩擦力的理解这一难点3.该装置还可用于探究最大静摩擦力的相关因素等实验。

DIS实验：利用DIS装置获取摩擦力的变化图象，通过图象能使学生对静摩擦力变化及最大静摩擦的存在有更直观的认识，有利于学生知识的建构。

四、实验原理/实验设计思路

对比实验：通过对比使学生通过想象来理解保持相对静止时物体的相对运动趋势。

毛刷演示：刷毛弯曲的方向显示所受力的方向。

弹簧测力计改进实验：通过向吊盘中加水来增大拉力，使学生感知静摩擦力的被动变化；用逐渐加水的方法找到刚好达到最大静摩擦的临界状态。

DIS实验：用DIS装置获取摩擦力的变化图象并进行图象数据分析，使学生对静摩擦力大小规律有直观的认识。

五、实验教学目标

（1）知识与技能：理解静摩擦力的产生条件；会判断静摩擦力的方向；掌握静摩擦力大小的规律。。

（2）过程与方法：经历静摩擦力大小规律的实验探究过程；在经历系列探究活动中，体会突出主要因素、忽略次要因素的思维方法。

（3）情感、态度、价值观：在科学探究的过程中，体会从实验中发现规律的乐趣；领悟科学探究中尊重事实、大胆猜想、严格求证的科学态度。

六、实验教学内容

通过实验认识静摩擦力的方向及大小两个方面的特点。

七、实验教学过程

①静摩擦力方向特点教学：根据三组演示实验的结果以及生活中其它实例归纳总结静摩擦力方向的特点，并渗透对“相对运动趋势”的教学；由”毛刷实验”增加学生对静摩擦力的感性认识。

②静摩擦力大小规律教学：与学生一起用改进后的实验装置探究静摩擦力大小的规律，认识到静摩擦力的被动变化及最大静摩擦力的存在，在实验过程中渗透静摩擦力大小求解的方法——平衡法；用DIS装置进行进一步的精确探究，通过摩擦力变化图象让学生直观地感知静摩擦力的变化及最大静摩擦力的存在。

③学以致用：利用本节所学知识和实验探究的方法解决实际问题，同时加深对静摩擦力及最大静摩擦力的认识。

八、实验效果评价

1.对认知的帮助：（1）通过对比实验化解了“相对运动趋势”这一理解难点，对判断静摩擦力方向有很大帮助；（2）通过实验使学生主动建构，获得静摩擦力大小及方向特点等知识，达到了意义建构；（3）通过最后的拓展实验明确了静摩擦力与最大静摩擦力的区别，以及最大静摩擦力的相关因素。

2.对能力的促进：（1）几乎在每一个实验过程中都培养了学生的观察能力，分析、推理能力；（2）在探究静摩擦力大小规律实验中，让学生小组合作处理数据，培养了学生的合作学习能力；（3）通过师生交流、生生交流，培养了学生的交流能力。

3.对情感态度与价值观的影响：（1）高一学生对实验本来就抱有很大的热情，充分发挥实验的教学功能，有效地保持了学生较高的学习积极性；（2）在用DIS装置进行探究的实验中，现代测量手段的运用激发了学生对科学的兴趣；（3）在最后的拓展实验中，学生领悟到了科学探究中尊重事实、大胆猜想、严格求证的科学态度。

附：说课稿

《实验探究静摩擦力规律》说课

尊敬的各位评委，各位老师：

大家好！我是来自濮阳市的刘汉威。我说课的题目是《静摩擦力》，对应人教版教材必修1第三章第3节第1课时。

摩擦力是继学生刚刚学过的重力、弹力之后又一种性质的力，是受力分析的基础，学得好坏直接影响后续各种力学问题的分析。静摩擦力是摩擦力的重要内容。其方向的判断及大小的计算是高中学习的重点难点。就学生的认知基础而言，关于摩擦力学生有比较多的生活经验，经过初中学习也有了一些相关知识储备，这都是进一步学习的资源和基础。但学生对摩擦力的认识和理解还停留在经验层面，不深入，甚至有错误的认识。

立足立德树人，培养核心素养，建立物理观念，我制定了如下教学目标。这是本节课的教学重难点。

接下来我详细说一下“实验设计与改进”。在静摩擦力的方向教学中，教材上人推木箱的例子很生活化，容易引起学生的兴趣，但只通过一个实例就得出结论说服力不强，给学生留下的印象不深，所以

我补充了以下三组对比实验，第一组：先将物块放在较光滑木板上，用悬挂重物的方式给它施加拉力，物块被拉动；再换用较粗糙木板重复刚才的操作，物块未被拉动，通过问题“为什么在相同的拉力作用下物块在较粗糙木板上时仍能保持静止？”启发学生思考，然后让学生判断物块相对运动趋势方向及所受静摩擦力方向。第二组：请一名力气大的男生用沾了肥皂水的手去抓水杯，杯子下滑；再请一名力气小的女生正常去抓水杯，水杯静止在空中。第三组：将手机膜面与斜面接触放在斜面上，手机下滑；再把手机磨砂壳面接触斜面放在同一斜面上，手机静止。在每一组实验后都引导学生分析判断物体相对运动趋势方向和静摩擦力方向，并将结果记录在数据表格中，最后让学生归纳总结，得出“物体所受静摩擦力方向总是与物体相对运动趋势方向相反”的规律。这样，由多种情形归纳得出的一般结论学生更容易接受。设计对比实验的目的是通过对比使相对运动趋势显性化，帮助学生通过想象来理解“相对运动趋势”。

这是一个特别的教具，我用它补充演示静摩擦力方向的特点。先给学生交代原理，物体底部有刷毛，当对底部施加向右的力时刷毛向右偏，施加向左的力刷毛向左偏，也就是可以根据刷毛弯曲的方向来判断物体底部的受力方向。然后进行演示，将物体放在水平桌面上，施加向右的推力；将物体放在斜面上；将物体按压在竖直墙壁上。通过演示不仅可以使学生直观地看出静摩擦力方向总是与相对运动趋势方向相反，还可以使学生对静摩擦力的作用效果有感性的认识，静摩擦力总是阻碍相对运动。

关于“静摩擦力大小的教学”。我将教材提供的实验安排为学生分组实验，让学生切身体会静摩擦力大小的变化。因用手去拉不容易控制拉力，拉力大小也不容易观察，因此我对实验进行了改进。先介绍一下实验装置，弹簧测力计下端通过细绳绕过定滑轮与物块相连，测力计上端通过细绳绕过定滑轮与悬挂重物相连。本实验采用悬挂重物的方式给物块提供拉力，通过向吊盘中添加有颜色的水增大拉力，物块所受拉力大小可直接从弹簧测力计读出。用改进后的实验装置做演示实验。初始状态弹簧测力计示数为零，也就是物块不受拉力，向吊盘中加些水，此时物块所受静摩擦力有多大？引导学生利用二力平衡知识得出结果，并将此时拉力及静摩擦力大小填入数据表格。再加一些水，静摩擦力大小是否发生变化？引导分析并将结果填入表格。第三次加水，物块仍静止，记录数据。静摩擦力会无限增大吗？接下来用注射器向吊盘中逐渐添加水，让学生注意观察弹簧测力计示数变化及物块运动状态的变化。发现当拉力增大到某一值时物块开始滑动，这说明什么？让学生发现最大静摩擦的存在。弹簧测力计指针下方的小海绵可以记录最大拉力，也就是最大静摩擦力。最后再让学生小组合作进行数据分析，得出静摩擦力大小的规律。改进后的实验有两个优势：1.可以使某一静态得以保持，由多个静态中静摩擦力大小的不同更能让学生体会到静摩擦力的被动变化；2.能实现缓慢增加拉力，使学生捕捉到刚好达到最大静摩擦力的临界状态，突破对最大静摩擦的理解这一难点。

随着科技的进步，现在有了测量精度很高的力传感器，于是我设

计了利用DIS装置探究静摩擦力大小规律的实验，在传统探究之后进行更精确的探究。先介绍一下实验装置及原理。拉力传感器被悬空固定在下方大木板上，将它与数据接收器及电脑相连。将物块放置在小木板上，与传感器挂钩相连。抽动木板，物块始终静止，由二力平衡知识可知物块所受摩擦力与拉力始终等大，电脑上显示出的拉力变化图象也是摩擦力大小随时间变化的图象。接下来我会引导学生分析处理图象数据。利用DIS装置进行探究不是对刚才实验的重复，通过图象学生可以更直观地感知静摩擦力的变化及最大静摩擦的存在，而且现代测量手段的运用可以更好地激发学生对科学的兴趣。

利用实验探究方法，思考问题：手握水杯静止在空中，加大握杯子的力，杯子受到的静摩擦力大小是否发生变化？根据二力平衡知识，杯子重力一定，静摩擦力不变化。那么加大握杯子的力影响了什么？仍然利用这个实验装置，保证其它条件不变，在物块上加放钩码增加接触面间压力，弹簧测力计示数不变，说明静摩擦力大小与接触面间压力无关；但逐渐加水会发现最大静摩擦的大小增大了，多次重复实验，发现最大静摩擦力随接触面间压力的增大而增大。

总之，我通过设计对比实验，改进课本实验以及引进DIS实验，力图让学生充分感知静摩擦力的产生条件和它的被动性，正确认识其大小和方向的特点，让学生在实验过程中学会观察、分析、推理、质疑，形成正确的物理思维和物理观念，逐步提高学生的物理学科核心素养。

我的说课完毕，谢谢大家！