——探究摩擦力在物体加速运动中的作用

山西省万荣县示范初级中学 贾晓丽
一、教学背景

　　纵观整个教育体系，初中物理是学生系统学习物理知识的起点，而力学是构建物理思维体系的关键板块。摩擦力这一知识点既抽象又与生活紧密相连。在学生已掌握摩擦力基本概念与影响因素的基础上，深入探究其在物体加速运动中的作用，有助于深化学生对摩擦力本质的理解，提升其运用知识解决实际问题的能力。

二、教学目标（核心素养目标）

　　物理观念：学生能够透彻理解摩擦力在物体加速运动中的作用，形成关于摩擦力与物体运动状态改变的清晰物理观念，能够准确阐释生活中的相关力学现象。科学思维：通过实验探究与分析，培养学生逻辑推理能力，使其掌握控制变量法、理想模型法等科学思维方式，提升将实际问题转化为物理模型的能力。科学探究与实践：学生经历设计、操作实验，收集数据及分析论证等探究过程，锻炼动手操作与团队协作能力，能够在实践中发现并解决问题。

三、教学重、难点

　　教学重点：理解摩擦力在物体加速运动中的具体作用，掌握运用实验探究和理论分析相结合的方法，研究摩擦力与物体加速运动的关系。教学难点：能清晰区分不同情境下摩擦力对物体加速运动的影响，尤其是静摩擦力在物体加速启动阶段的作用，以及从微观层面理解摩擦力产生机制与物体加速运动的联系。

四、教学准备

　　实验器材：长木板、木块、弹簧测力计、砝码、毛巾、棉布、小车、细绳、滑轮、钩码等。多媒体设备：用于展示实验视频、动画演示、相关物理现象图片，辅助教学。

五、教学步骤

　　（一）课程导入
　　教师：同学们，生活中推箱子时，一开始难推动，推动后变轻松，继续用力箱子跑得更快。大家想想，这里涉及哪些学过的物理知识。学生：可能和摩擦力有关。教师：非常好，今天我们就深入探究摩擦力在物体加速运动中的作用。
　　（二）知识回顾
　　教师：先回顾摩擦力知识。谁来说说摩擦力的定义？学生：两个相互接触的物体，相对滑动或有相对滑动趋势时，在接触面产生阻碍相对运动的力，叫摩擦力。教师：影响摩擦力大小的因素有哪些？学生：压力大小和接触面粗糙程度。压力越大、接触面越粗糙，摩擦力越大
　　（三）实验探究
　　教师：下面通过实验探究。先用弹簧测力计拉水平木板上的木块做匀速直线运动，弹簧测力计示数等于摩擦力大小，这利用了什么原理？学生：二力平衡原理。教师：在木块上加砝码增大压力，再次拉木块做匀速直线运动，观察弹簧测力计示数变化。（学生操作、记录数据）。学生：示数变大，说明压力增大，摩擦力增大。教师：把木板换成毛巾，改变接触面粗糙程度，再拉木块做匀速直线运动，有什么现象?（学生操作）学生：示数也变大，说明接触面越粗糙，摩擦力越大。
　　（四）深入探究
　　教师：刚才研究的是匀速直线运动时的摩擦力，现在探究物体加速运动时的情况。用小车、细绳、滑轮和钩码组装装置，让小车在水平木板上加速运动。大家思考，此时小车受到的摩擦力方向如何？与运动方向相同还是相反？学生：与小车运动方向相反。教师：那如何测量此时的摩擦力大小呢？（学生思考、讨论）学生：不能直接用弹簧测力计测量了。教师：对，可通过测量钩码重力间接分析小车受到的摩擦力。根据牛顿第二定律，忽略绳子和滑轮摩擦力，钩码重力使小车加速，同时小车受木板摩擦力。我们改变钩码数量，观察小车加速情况，分析摩擦力作用。（学生分组实验、记录分析）。
　　（五）理论分析
　　教师：从实验看到了小车不同的加速情况，现在进行理论分析。根据牛顿第二定律F=ma，小车加速时合力不为零。对小车受力分析，它受重力、支持力、绳子拉力和摩擦力。水平方向上，绳子拉力和摩擦力的合力使小车产生加速度。增大钩码数量，绳子拉力增大，小车加速度和摩擦力怎么变化？学生：加速度增大，摩擦力不变（大部分学生回答）。教师：没错，只要小车与木板接触面粗糙程度和压力不变，滑动摩擦力大小就不变。把小车换成长方体木块，在木板上加速启动，木块受的是静摩擦力还是滑动摩擦力？学生：静摩擦力。教师：启动瞬间，木块相对木板有相对运动趋势但未滑动，所以是静摩擦力。那静摩擦力方向怎样？对木块加速运动起什么作用？（学生思考、讨论后回答）学生：静摩擦力方向与木块运动方向相同，是使木块加速运动的动力。
　　（六）总结归纳
　　教师：通过实验和理论分析总结一下。摩擦力在物体加速运动中，有时是阻力，如小车在木板上加速滑动；有时是动力，如长方体木块加速启动时的静摩擦力。分析摩擦力作用，关键要正确对物体受力分析，明确运动状态。

六、教学反思

　　本教学采用实验和理论相结合的方法，大部分学生对摩擦力对物体加速运动的影响有了更好的认识。但是在教学中发现了一些问题，在实验操作环节有的学生对仪器的组装及操作不够娴熟，影响了实验进度和数据的准确性，在以后的教学中教师要加强对学生实验技能的培养。在理论分析中，类似于静摩擦力对加速启动的影响这个抽象的概念，有些同学很难理解，后面可以借助于动画演示这种比较形象的手段来进行解释。