資源簡介

滑梯與摩擦力
教材分析：
在了解了浮力和彈力，學習使用測力計來測量力的大小后，學生對力已經有了初步的概念，本課即將研究另一種與生活息息相關的力——摩擦力。教材中通過學生常見的滑滑梯的場景引入摩擦力的概念，緊接著提出摩擦力的大小和什么有關。引導學生作出假設后，從材料超市選取自己需要的器材設計實驗進行探究，教師指導并滲透控制變量的方法。學生進行探究實驗后，與大家交流自己的實驗結果，討論并得出結論。然后回顧與反思整個探究過程，由于摩擦力的大小與多個因素有關，所以用控制變量法進行研究。教師引導學生思考，以前在哪些實驗里也用過控制變量的實驗方法？進一步理解在研究多因素問題時，經常使用控制變量法來研究其中一個因素的作用。最后通過一段閱讀了解生活中的摩擦力，認識到摩擦力在生活中的兩面性，要根據實際的情況來分析考慮。
教學目標：
1.通過對滑梯等學生常見的游樂器材的體驗，知道摩擦力的初步概念。
2.通過控制變量法完成探究活動，得出結論：摩擦力的大小與壓力的大小有關，還與接觸面的粗糙程度有關。
3.通過回顧與反思之前的探究實驗，理解在研究多因素問題中常常運用控制變量的方法。
4.逐步樹立敢于猜想、尊重證據、樂于合作的科學態度。
教學重難點：
1.通過對滑梯等學生常見的游樂器材的體驗，知道摩擦力的初步概念。
2.通過控制變量法完成探究活動，得出結論：摩擦力的大小與壓力的大小有關，還與接觸面的粗糙程度有關。
教學準備：
1.材料準備：塑料盒、鉤碼、測力計、毛巾。
2.場地準備：科學教室。
教學過程：
1.導入
師：（觀看滑滑梯短視頻）很好玩的滑梯，大家玩兒的時候有沒有碰到過像剛才那個小朋友一樣滑不下去的情況呢？
生：有的，有時候那個滑梯不夠滑，就會滑不下去了。
生：有時候穿短褲，皮膚碰到滑梯，摩擦力很大，就滑不下去。
師：是的，我們在玩滑梯的時候，衣服會和滑梯表面發生摩擦，那么摩擦就會產生一種阻礙滑動的力，就像剛才同學們講到的，就是摩擦力。今天我們就來一起研究摩擦力。
2.探究實驗
師：試試把你的書本放在桌面上往前推，感受到摩擦力了嗎？
師：是的，摩擦力在我們生活中非常常見，那摩擦力的大小和什么有關呢？可以結合生活中的一些現象來作出假設。
生：摩擦力我覺得肯定和重量有關，如果一個箱子非常非常重，那我們肯定就推不動。
師：哦，你認為摩擦力的大小和物體的重量有關。很好，還有嗎？
生：我認為摩擦力的大小還和地面有關系，如果是很光滑的地面，比如說瓷磚，就會比較好推。如果地面很粗糙，就很難推動。
師：是的，所以你推斷，地面或者桌面的粗糙的程度也會影響到摩擦力的大小對嗎？
生：對，越粗糙的表面，摩擦力越大
師：好的，既然大家提出了這么多預測，那就需要我們用實驗去驗證。剛才同學們提到了兩個可能的因素，我們可以一個個來驗證。老師準備了這些器材，如果要研究摩擦力大小和物體重量的關系，你會選擇哪些材料，怎么設計實驗呢？
生：用測力計勾住塑料盒拉，看看測力計的示數；然后再把鉤碼放在塑料盒上加重，再拉，再看測力計的示數有沒有變化。
師：真棒，改變物體的重量，觀察摩擦力的變化。那老師再給大家一張毛巾，你想利用它來研究什么？
生：可以把塑料盒拉著分別在桌面上和毛巾上拉，看摩擦力的大小有什么變化。
師：是的，我們可以來研究接觸面的粗糙程度與摩擦力的關系。在實驗開始之前老師有幾點提示給大家，請仔細閱讀。（讀實驗須知）
師：請組長領取材料和記錄單，開始實驗。
（生分組實驗）
師：好的，時間到，請組長收回材料，其余同學可以完善記錄單。準備好和大家分享實驗數據的小組可以舉手了。
生：我們先把塑料盒放在桌面上拉動，摩擦力是0.4牛左右。然后給塑料盒上放一個小鉤碼，發現摩擦力變大了，是1.2牛。然后再加一個鉤碼，摩擦力變得更大了，是1.8牛。可以看出，物體越重，摩擦力就越大。然后我們又先把塑料盒放在桌面上拉動，最后放在毛巾上拉動，我們發現摩擦力大小也是會變化的。桌面比較光滑，摩擦力比較小；而毛巾粗糙，摩擦力比較大。所以我們認為摩擦力與接觸面的光滑程度也有關，接觸面越光滑，摩擦力越小。
師：很好！你們說得真完整，有實驗、有數據、有分析，真棒！有沒有同學的結論和他們的不一樣嗎？或者需要補充的？
生：我們重新總結了一下結論，就是：物體越重、接觸面越粗糙，摩擦力就越大；物體越輕，接觸面越光滑，摩擦力就會越小。
3.回顧反思
師：好的，謝謝你的總結，通過大家的兩次實驗，我們分別發現了物體的重量，還有接觸面的粗糙程度都會對摩擦力產生影響，所以摩擦力的大小與多個因素有關。我們是用什么方法來研究摩擦力的呢？
生：我們一次實驗只研究一個因素，分別做了兩個實驗來研究。第一次實驗，塑料盒在同樣的桌面上，我們用加鉤碼的方法研究摩擦力的大小與物體重量的關系。第二次實驗，物體的重量不變，用不同的接觸面，研究摩擦力的大小與接觸面光滑程度的關系。
師：是的，我們是一個一個因素研究的，在研究這個因素的時候，要保證其他的因素保持不變，這樣才能得出摩擦力與這個因素之間的關系。那大家想想，我們能把幾個因素放在一起做實驗嗎？
生：不能的，如果又增加物體的重量，又換成了毛巾來拉動，那摩擦力肯定增大，但是我們就不知道到底是誰的影響了，可能只有一個因素，也可能是兩個因素，這樣做就不能判斷了。
師：說的真棒！所以每當我們碰到多個因素都有可能會影響到實驗結果的時候，我們就會把一個復雜的多因素問題，變成幾個簡單的單因素問題，進而分別進行研究。其實我們已經用過好多次這個方法了，想一想，我們以前有哪些實驗用過這個方法？
生：我們在準備單元研究影響降落傘下降快慢的因素實驗中用過，當時大家都分成幾個組，每個組研究一個問題，然后再合起來有了結論。
師：是的，這是一種很重要的科學研究方法，叫做“控制變量法”。我們以前用過，今天又用了，以后也還會接著用的。
4.拓展應用
師：那么回到我們今天研究的摩擦力，摩擦力無處不在，但是有時我們喜歡它、需要它，比如走路的時候希望摩擦力大一些，不要滑倒，所有我們鞋底有很多花紋，還有嗎？
生：還有輪胎上的花紋。
師：是的，但是我們有時候卻不喜歡它，想要讓它變小，比如說？
生：汽車里許多地方要有潤滑油，就是為了減少摩擦力的，不然汽車跑不快，費油，還會磨損零件。
生：汽車的流線型也是為了減少空氣的摩擦力的。
師：是的，科學和生活息息相關，生活中還有許許多多的例子，等待大家去發現。
教學反思：
本課在研究摩擦力的大小時，運用了控制變量法。學生在設計實驗的過程中已經有所感受，在摩擦力實驗結束后，再來回顧本節課用到的實驗方法，同時引導學生回顧與反思之前的探究學習中是否有所涉及？在哪些探究活動中用到的？那些實驗的特征是什么？通過回顧與反思凸顯與強化了科學思維與研究方法的教育。
總結點評：
本節課是研究影響摩擦力大小的因素，摩擦力作為一種生活中常見的力，學生對它都很熟悉，但由于影響摩擦力大小的原因不止一個。學生在設計探究實驗研究影響摩擦力大小的因素時，能夠根據之前的經驗在每次實驗時只改變一個因素，但一般并不能意識到這是一種重要的科學研究方法。通過實驗后的回顧與反思，引領學生把曾經做過的類似的探究實驗進行對比分析，進而反思總結出重要的研究方法——控制變量法。這樣的反思基于學生的經驗，運用科學的分析，更有利于培養學生的科學思維能力與科學探究能力。

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