1、学生已掌握正确使用弹簧测力计的方法、懂得二力平衡的有关知识,并且具备探究问题的能力。2、教学目标因此设定了以下三维教学目标,(一)知识与技能1.理解滑动摩擦力,探究影响滑动摩擦力的因素;(其中这是教材重点和难点)2.知道增大和减小摩擦的方法,并能应用于日常生活中;3进一步熟悉弹簧测力计的使用方法;4.培养学生逻辑思维能力和利用知识解决实际问题的能力.(二)过程与方法经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程,体会如何进行合理的科学的猜想,进一步理解控制变量法。(三)情感态度与价值观让学生经历科学探究的过程,培养对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,培养学生的探索精神
2、。三、教学内容根据教学目标设定了以下教学活动:1.体验活动:感受摩擦力的存在2.小组活动:判断摩擦力的方向3.探究活动:测量滑动摩擦力的大小和研究影响滑动摩擦力大小的因素4学生自主探究:摩擦力的相关研究4、实验方法设计在实验时,将生活科技应用引入教学,使实验可视化,准确化。5、教学过程(一)实验器材的准备以下这些是实验时准备的器材如图1.图1.(实验器材)(2)摩擦力定义第一实验是“听话的瓶子”,这就是听话的瓶子,瓶子在棉线上可以自由的滑动,让它停它就停,其中的奥妙看(图2)。为了让学生进一步感受到摩擦力,设计第二个活动“书本拔河”(图3)。图2.(听话的瓶子)图3.(书本拔河)(三)摩擦力的
3、方向关于摩擦力的方向,需要判断相对运动方向,对学生而言比较难以理解。那么怎样让学生快速直观的了解相对运动和判断摩擦力的方向呢?我设计了这样摩擦力演示器(图4)。图4. (自制摩擦力演示仪)它是将一块木板分成了内外两部分,当两部分有相对运动时,弹性金属片受到挤压,使电路接通,指示灯就会亮起来。它的原理是一个简单的并联电路(图5)。图5. (摩擦力演示仪原理图)利用这个仪器就可以进一步帮助学生确定摩擦力方向,大家请看。这样帮助学生建立知识模型(图6)。图6.(摩擦力方向)(4)测量摩擦力的大小接下来是测量摩擦力大小的实验,在实验中学生需要匀速的拉动弹簧测力计,也是较难掌控的,要读出运动中的弹簧测力
4、计示数,误差较大。这里我进行了这样的设计(图7)。将接触面做成滑动的模式,通过支架将弹簧测力计固定在竖直方向,再用细线绕过定滑轮连接摩擦力演示仪,实验时只用拉动接触面就可以测量出受到的滑动摩擦力大小。这是学生实验,这样改装后的好处是,操作简单、读数方便、方向可视。图7.(实验装置改进)实验时,为了进一步分析摩擦力大小,利用手机摄像实时记录数据(图8),并且在实验时利用手机投影将数据直接显示在大屏幕上,供大家观察。图8.(数据记录改进)处理数据时,利用Excel软件绘图功能,准确的反映出摩擦力与时间的关系(图9)。通过手机记录的视频,可以读出相应的时间对应的示数,将摩擦力大小的变化用图像反应出来
5、,可以看出其中示数不变的这段为滑动摩擦力的大小 。图9.(数据处理改进)(5)探究影响滑动摩擦力大小的因数有了此装置,接下来在探究实验中大胆的放手让学生进行多次实验,得出结论。第一个实验,探究压力与滑动摩擦力的关系,学生通过可以比较两次储存的视频(图10),就可以容易地得出结论。图10.(滑动摩擦力与压力的数据)第二个实验是探究接触面粗糙程度与摩擦力的关系,通过数据(图11)分析知道越粗糙的表面,摩擦力越大。图11.(滑动摩擦力与接触面粗糙程度的数据)第三个实验是学生探究速度与滑动摩擦力关系的视频,很清楚的告诉学生速度与滑动摩擦力无关(图12)。这是原器材很难观察到的现象,这样会给学生留下很深
6、刻的印象。图12.(滑动摩擦力与速度的数据)第四个实验探究滚动摩擦与滑动摩擦的关系。这样直观的看到滚动摩擦力在变小(图13)。学生可以很容易确定减小摩擦力的方法有滚动摩擦代替滑动摩擦。图13.(滑动摩擦力与滚动摩擦力的数据)当然每一个结论,学生需要多次实验,学生利用此装置学生还可自主地验证其它的猜想。六、 教学反思与评价。1、生活化:利用生活中的设备,体现了物理来源于生活。2、简易化:唾手可得的书本,做起实验来简便可行。就地取材,利用了定滑轮的优势,使实验操作更加简单。3、可视化:较抽象的摩擦力的方向,被直观展示,给学生带来视觉冲击的同时,降低了学习的难度,激发了学习兴趣;利用电子软件处理数据,更加直观。4、信息化:巧妙地利用了计算机和生活工具相结合,辅助实验教学,提高实验的可视性、准确性。
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