高中新課程物理“摩擦力”教學(xué)設(shè)計——基于核心素養(yǎng)的探究式教學(xué)實踐**一、教學(xué)基本信息**課程標(biāo)準(zhǔn)：《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版2020年修訂）》要求：“通過實驗，認(rèn)識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動摩擦因數(shù)計算滑動摩擦力的大??；能分析生產(chǎn)生活中的摩擦力現(xiàn)象。”教材分析：本節(jié)課是人教版高中物理必修1第三章“相互作用”的第三節(jié)內(nèi)容，是“力的概念”的延伸與深化，也是后續(xù)“牛頓運動定律”“機械能”等章節(jié)的基礎(chǔ)。教材通過實驗探究滑動摩擦力的影響因素，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)靜摩擦力的概念，強調(diào)“相對運動”與“相對運動趨勢”的理解，注重聯(lián)系生活實際。學(xué)情分析：高一學(xué)生已掌握力的基本概念（如彈力、重力）和實驗探究的基本方法，但對“相對運動”“相對運動趨勢”的判斷存在誤區(qū)，易將“摩擦力總是阻力”“靜摩擦力大小固定”等錯誤觀念固化。學(xué)生具備一定的動手操作能力，但邏輯推理和抽象思維需進(jìn)一步提升。教學(xué)目標(biāo)（核心素養(yǎng)導(dǎo)向）：1.物理觀念：理解滑動摩擦、靜摩擦的產(chǎn)生條件、方向及大小規(guī)律，建立“摩擦力是接觸力”“摩擦力與相對運動（趨勢）相關(guān)”的物理觀念。2.科學(xué)思維：通過實驗探究，培養(yǎng)控制變量法、歸納推理、邏輯分析能力；通過“假設(shè)法”判斷相對運動趨勢，提升抽象思維水平。3.科學(xué)探究：經(jīng)歷“提出問題—設(shè)計實驗—收集數(shù)據(jù)—分析結(jié)論”的探究過程，掌握實驗設(shè)計的核心邏輯（控制變量、等效替代）。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過生活實例分析，認(rèn)識摩擦力的雙重性（有益/有害），培養(yǎng)“用物理視角解釋生活現(xiàn)象”的科學(xué)態(tài)度，體會科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系。教學(xué)重難點：重點：滑動摩擦力的大小計算與方向判斷；靜摩擦力的方向判斷。難點：靜摩擦力“相對運動趨勢”的判斷；摩擦力“動力/阻力”的辯證認(rèn)識。教學(xué)方法：探究式教學(xué)（實驗探究+問題引導(dǎo)）、小組合作學(xué)習(xí)、多媒體輔助（動畫模擬“相對運動趨勢”）。教學(xué)準(zhǔn)備：實驗器材（彈簧測力計、木塊、木板、砝碼、毛巾、玻璃板）、多媒體課件（生活摩擦力實例、“相對運動趨勢”動畫）。**二、教學(xué)過程設(shè)計****環(huán)節(jié)1：情境導(dǎo)入——感知摩擦力的存在（5分鐘）**教師活動：展示生活實例圖片/視頻（推箱子未動、走路時鞋底與地面的摩擦、汽車剎車時輪胎與地面的摩擦、傳送帶輸送貨物），提出問題：“這些場景中都存在一種共同的力，它是什么？它有什么作用？”學(xué)生活動：觀察實例，回憶初中所學(xué)“摩擦力”概念，嘗試回答問題（“摩擦力”“阻礙物體運動”）。設(shè)計意圖：用生活場景激活學(xué)生原有認(rèn)知，引發(fā)認(rèn)知沖突（如“傳送帶的摩擦力是動力還是阻力？”），激發(fā)探究興趣。**環(huán)節(jié)2：實驗探究——滑動摩擦力的影響因素（15分鐘）**教師活動：1.提出問題：“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)？”引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗猜想（“接觸面粗糙程度”“壓力大小”“接觸面積”）。2.介紹實驗器材（彈簧測力計、木塊、木板、砝碼、毛巾），強調(diào)“控制變量法”的應(yīng)用：“要探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，需保持什么不變？”（“壓力大小、接觸面積”）。3.演示實驗操作規(guī)范：用彈簧測力計水平拉木塊做勻速直線運動（此時拉力等于滑動摩擦力，依據(jù)“二力平衡”），記錄拉力大小。學(xué)生活動：1.小組討論，確定實驗方案（如“探究滑動摩擦力與壓力的關(guān)系”：在木塊上添加砝碼，改變壓力，用彈簧測力計拉木塊勻速運動，記錄拉力；“探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系”：更換接觸面（木板→毛巾），保持壓力不變，記錄拉力）。2.分組實驗，記錄數(shù)據(jù)（如下表）：實驗次數(shù)接觸面材料壓力大小（N）滑動摩擦力（N）1木板木塊重力2木板木塊+1個砝碼3毛巾木塊重力4玻璃板木塊重力3.分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：“滑動摩擦力的大小與壓力大小、接觸面粗糙程度有關(guān)，與接觸面積無關(guān)。”教師活動：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)滑動摩擦力的大小規(guī)律，引入“動摩擦因數(shù)μ”概念（μ=f???d?/N，其中N為正壓力），強調(diào)：“μ是接觸面的固有屬性，與壓力、接觸面積無關(guān)，只與材料和粗糙程度有關(guān)?！痹O(shè)計意圖：通過實驗探究，讓學(xué)生親身體驗“控制變量法”的應(yīng)用，自主建構(gòu)“滑動摩擦力大小”的規(guī)律，培養(yǎng)科學(xué)探究能力；通過數(shù)據(jù)處理，體會“從實驗到規(guī)律”的科學(xué)思維過程。**環(huán)節(jié)3：概念建構(gòu)——滑動摩擦力的定義與方向（5分鐘）**教師活動：1.總結(jié)滑動摩擦力的產(chǎn)生條件：①接觸面粗糙；②兩物體間有彈力（擠壓）；③兩物體發(fā)生相對運動（注意：“相對運動”是指物體相對于接觸面的運動，而非相對于地面的運動）。2.強調(diào)滑動摩擦力的方向：與物體相對運動的方向相反（而非與“運動方向”相反）。例如，在地面上向右滑動的木塊，相對于地面向右運動，滑動摩擦力向左；但如果木塊隨傳送帶一起向右勻速運動，木塊相對于傳送帶靜止，無滑動摩擦力。3.板書滑動摩擦力的大小公式：\(f=\muN\)（μ：動摩擦因數(shù)，無單位；N：正壓力，與重力的關(guān)系需具體分析，如水平面上N=mg，斜面上N=mgcosθ）。學(xué)生活動：跟隨教師總結(jié)，記錄筆記，嘗試用“相對運動”解釋滑動摩擦力的方向（如“推木塊向右滑動，木塊相對于木板向右運動，所以滑動摩擦力向左”）。設(shè)計意圖：通過實驗結(jié)論升華到概念，明確滑動摩擦力的核心特征（“相對運動”），糾正學(xué)生“摩擦力方向與運動方向相反”的錯誤認(rèn)知。**環(huán)節(jié)4：深化探究——靜摩擦力的大小與方向（12分鐘）**教師活動：1.提出問題：“當(dāng)我們用很小的力推箱子，箱子未動，此時箱子受到摩擦力嗎？如果有，它是什么摩擦力？”引導(dǎo)學(xué)生猜想（“有，靜摩擦力”）。2.演示實驗：用彈簧測力計水平拉靜止在木板上的木塊，逐漸增大拉力，觀察測力計示數(shù)變化（①拉力<最大靜摩擦力時，木塊靜止，測力計示數(shù)等于靜摩擦力；②拉力=最大靜摩擦力時，木塊開始滑動；③拉力>最大靜摩擦力時，木塊做加速運動，此時為滑動摩擦力）。3.播放動畫：模擬“木塊未動時的相對運動趨勢”（假設(shè)木板光滑，木塊將向右滑動，因此“相對運動趨勢”向右，靜摩擦力向左）。4.總結(jié)靜摩擦力的產(chǎn)生條件：①接觸面粗糙；②兩物體間有彈力；③兩物體有相對運動趨勢（未發(fā)生相對運動）。5.強調(diào)靜摩擦力的大?。篭(0<f_{\text{靜}}\leqf_{\text{max}}\)（\(f_{\text{max}}\)：最大靜摩擦力，略大于滑動摩擦力，與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)）；方向：與物體相對運動趨勢的方向相反（用“假設(shè)法”判斷：假設(shè)接觸面光滑，物體將向哪個方向運動，相對運動趨勢就是哪個方向，靜摩擦力方向與之相反）。學(xué)生活動：1.觀察實驗，記錄測力計示數(shù)變化（如“拉力5N時，靜摩擦力5N；拉力8N時，木塊開始滑動，最大靜摩擦力8N”）。2.用“假設(shè)法”分析靜摩擦力方向（如“推箱子未動，假設(shè)地面光滑，箱子將向右運動，所以相對運動趨勢向右，靜摩擦力向左”）。3.小組討論：“靜摩擦力的大小是固定的嗎？”（結(jié)論：“隨外力變化而變化，直到達(dá)到最大靜摩擦力”）。設(shè)計意圖：通過實驗和動畫，突破“相對運動趨勢”的抽象性，讓學(xué)生直觀理解靜摩擦力的“被動性”（大小隨外力變化）和“方向性”（與趨勢相反），糾正“靜摩擦力大小等于μN”的錯誤認(rèn)知。**環(huán)節(jié)5：辯證思考——摩擦力的“動力”與“阻力”（8分鐘）**教師活動：1.提出問題：“摩擦力總是阻礙物體的運動嗎？”展示實例（走路時鞋底與地面的摩擦、傳送帶輸送貨物、爬桿時手與桿的摩擦），引導(dǎo)學(xué)生分析：“這些場景中的摩擦力是動力還是阻力？”2.總結(jié)：摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運動（或相對運動趨勢），但不一定阻礙物體的“絕對運動”（相對于地面的運動）。例如，走路時，鞋底向后蹬地面，地面給鞋底的靜摩擦力向前，推動人向前運動（此時靜摩擦力是動力）；傳送帶輸送貨物時，貨物相對于傳送帶靜止，傳送帶對貨物的靜摩擦力向前，推動貨物隨傳送帶運動（動力）。學(xué)生活動：小組討論，分析實例中的摩擦力方向和作用（如“走路時，鞋底相對于地面有向后的運動趨勢，靜摩擦力向前，是動力”），嘗試總結(jié)“摩擦力的作用”（“阻礙相對運動，不一定阻礙絕對運動”）。設(shè)計意圖：通過辯證思考，打破學(xué)生“摩擦力總是阻力”的固有認(rèn)知，培養(yǎng)科學(xué)思維的批判性（用“相對運動”而非“絕對運動”判斷摩擦力的作用）。**環(huán)節(jié)6：應(yīng)用拓展——生活中的摩擦力（5分鐘）**教師活動：展示生活實例（滑雪板的設(shè)計、鞋底的花紋、汽車剎車系統(tǒng)、磁懸浮列車），提出問題：“這些實例中，人們是如何利用或減小摩擦力的？”學(xué)生活動：分組分析，匯報結(jié)論（如“滑雪板表面光滑，減小滑動摩擦力；鞋底花紋粗糙，增大靜摩擦力；汽車剎車時，增大輪胎與地面的滑動摩擦力；磁懸浮列車通過磁力使接觸面分離，減小摩擦力”）。設(shè)計意圖：聯(lián)系生活實際，讓學(xué)生體會物理知識的實用性，培養(yǎng)“用物理視角解釋生活現(xiàn)象”的科學(xué)態(tài)度。**環(huán)節(jié)7：總結(jié)反思——梳理知識體系（5分鐘）**教師活動：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的核心內(nèi)容，完成下表：摩擦力類型產(chǎn)生條件大小規(guī)律方向判斷滑動摩擦力接觸面粗糙、有彈力、相對運動\(f=\muN\)與相對運動方向相反靜摩擦力接觸面粗糙、有彈力、相對運動趨勢\(0<f_{\text{靜}}\leqf_{\text{max}}\)與相對運動趨勢方向相反學(xué)生活動：填寫表格，回顧本節(jié)課的重點（滑動摩擦力與靜摩擦力的區(qū)別與聯(lián)系），提出疑問（如“最大靜摩擦力與滑動摩擦力的關(guān)系？”“如何計算斜面上的靜摩擦力？”）。設(shè)計意圖：通過表格梳理，構(gòu)建清晰的知識體系，強化重點內(nèi)容；通過疑問，為后續(xù)學(xué)習(xí)（如牛頓運動定律中的摩擦力問題）埋下伏筆。**環(huán)節(jié)8：課堂檢測——鞏固知識（5分鐘）**教師活動：展示課堂練習(xí)，要求學(xué)生獨立完成：1.關(guān)于滑動摩擦力，下列說法正確的是（）A.滑動摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反B.滑動摩擦力的大小與物體的重力成正比C.靜摩擦力的大小隨外力的增大而增大，直到達(dá)到最大靜摩擦力D.動摩擦因數(shù)μ與壓力大小有關(guān)2.用彈簧測力計拉靜止在水平桌面上的木塊，當(dāng)拉力為3N時，木塊未動，此時靜摩擦力大小為____N；當(dāng)拉力增大到5N時，木塊剛好開始滑動，此時最大靜摩擦力為____N；當(dāng)拉力為6N時，木塊做勻速直線運動，此時滑動摩擦力為____N，動摩擦因數(shù)μ=____（木塊質(zhì)量為2kg，g=10m/s2）。學(xué)生活動：完成練習(xí)，小組核對答案（1.C；2.3、5、5、0.25），教師講解易錯點（如“選項A：滑動摩擦力方向與相對運動方向相反，而非運動方向；選項B：滑動摩擦力與正壓力成正比，而非重力”）。設(shè)計意圖：通過練習(xí)檢測學(xué)生對知識點的掌握情況，及時反饋教學(xué)效果，強化易錯點。**三、板書設(shè)計**高中物理“摩擦力”一、滑動摩擦力1.產(chǎn)生條件：接觸面粗糙、有彈力、相對運動2.大?。篭(f=\muN\)（μ：動摩擦因數(shù)；N：正壓力）3.方向：與相對運動方向相反二、靜摩擦力1.產(chǎn)生條件：接觸面粗糙、有彈力、相對運動趨勢2.大?。篭(0<f_{\text{靜}}\leqf_{\text{max}}\)（\(f_{\text{max}}\)：最大靜摩擦力）3.方向：與相對運動趨勢方向相反（假設(shè)法判斷）三、摩擦力的應(yīng)用增大摩擦力：鞋底花紋、剎車系統(tǒng)減小摩擦力：滑雪板、磁懸浮列車**四、教學(xué)評價設(shè)計**過程性評價：觀察學(xué)生在實驗探究中的參與度（如是否主動設(shè)計實驗、記錄數(shù)據(jù)）、小組討論中的表現(xiàn)（如是否積極發(fā)言、傾聽他人意見），評價科學(xué)探究能力和合作能力?？偨Y(jié)性評價：通過課堂練習(xí)（選擇題、填空題）檢測學(xué)生對滑動摩擦力和靜摩擦力概念的掌握情況，評價物理觀念的建構(gòu)效果；通過“摩擦力的應(yīng)用”分析，評價科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的達(dá)成情況。**五、教學(xué)反思**成功之處：通過實驗探究和問題引導(dǎo)，突破了“相對運動趨勢”的抽象性，讓學(xué)生直觀理解了靜摩擦力的方