教科版（2024）五年级上册（2024）5. 摩擦力的比较教案设计

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一、课程标准依据
本课属于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中"物质与能量"领域，核心概念为"摩擦力是一种阻碍运动的力，其大小与接触面的粗糙程度、物体重量和运动方式等因素有关"。通过实验比较不同情况下小车所受的摩擦力大小，了解摩擦力在生活中的应用（增大有益摩擦、减小有害摩擦），认识月球车的特殊设计如何利用或克服摩擦力。
二、单元分析
本课是单元第5课，在学习了重力和弹力之后，介绍另一种重要的力——摩擦力。学生通过感知摩擦力游戏和定量测量实验，探究影响摩擦力大小的三个因素：运动方式（制动vs滚动）、接触面粗糙程度（光滑vs粗糙）、车身重量（小vs大）。本课要求学生使用弹簧测力计（第4课所学）来测量摩擦力，是对前面知识的综合运用。了解"玉兔"号月球车的六轮结构和驱动系统如何利用或克服摩擦力，为第6课制作月球小车提供工程设计的思考维度。
三、教学目标
（一）科学观念
1. 知道摩擦力是一个物体在另一个物体表面运动时，接触面产生的阻碍运动的力。
2. 知道影响摩擦力大小的因素：运动方式（制动比滚动摩擦力大）、粗糙程度（越粗糙摩擦力越大）、重量（越重摩擦力越大）。
3. 了解生活中增大摩擦力（轮胎防滑链、山地自行车胎）和减小摩擦力（冰刀鞋、磁悬浮列车）的应用。
（二）科学思维
1. 能通过对比实验找出不同情况下摩擦力的大小关系。
2. 能推理影响摩擦力大小的因素。
3. 能运用摩擦力知识解释生活中的现象和工程设计。
（三）探究实践
1. 能做感知摩擦力的游戏（脚底感受）。
2. 能用弹簧测力计测量匀速运动的小车所受的摩擦力。
3. 能比较车轮制动与滚动、光滑与粗糙、重量小与大三种情况下摩擦力的大小。
4. 能预测实验结果，再进行实验验证。
5. 能填写记录单，记录预测和测试结果。
（四）态度责任
1. 对摩擦力这一日常现象产生科学探究的兴趣。
2. 能运用所学知识解释和解决生活中的实际问题。
3. 认识到摩擦力的两面性（既有益也有害）。
【教学重点】通过实验比较不同情况下摩擦力的大小，认识影响摩擦力大小的因素。
【教学难点】用弹簧测力计匀速拉动小车，准确读出摩擦力的大小，理解"匀速时拉力=摩擦力"的关系。
四、课前准备
（一）学生准备
1. 四轮小车每组1辆
2. 弹簧测力计每组1个
3. 粗糙表面材料和光滑表面材料各1份
4. 钩码（增加重量用）每组若干
5. 记录单每人1份
（二）教师准备
1. 摩擦力演示材料1套
2. 冰刀鞋、山地自行车、轮胎防滑链图片
3. 磁悬浮列车、气垫船图片
4. "玉兔"号月球车六轮驱动和悬挂系统资料
5. 班级记录单（黑板用）
五、教学过程（40分钟）
环节一：聚焦问题（5分钟）
【教师活动】
1. 情境导入："为了适应月球表面的特殊性，科研人员为月球车设计了独特的六轮结构和驱动系统，以便更好地利用或克服摩擦力。"
2. 提问："借助摩擦力，可以让小车停止运动。摩擦力是怎样产生的？什么因素会影响摩擦力的大小？"
3. 板书课题：摩擦力的比较。
【学生活动】
1. 观察情境，思考并讨论问题。
2. 提出自己的猜测和假设。
3. 产生探究兴趣。
【设计意图】通过情境激趣，激活学生已有经验，引出核心问题，激发探究欲望。
环节二：探索实验（18分钟）
【教师活动】
1. 活动一：做感知摩擦力的游戏。让学生感受脚底在地面上滑动时的摩擦感受。
2. 讲解摩擦力概念：一个物体在另一个物体的表面运动或有产生运动的趋势时，两个物体的接触面会发生摩擦，物体会受到一种阻碍运动的力，叫摩擦力。
3. 活动二：测量小车运动时所受的摩擦力。指导学生用弹簧测力计缓慢匀速拉动小车，在小车速度不变、测力计读数稳定时读出力的大小。讲解：小车在保持匀速运动时，它受到的摩擦力和使它前进的动力相等。
4. 活动三：比较不同情况下小车所受的摩擦力。先让学生预测车轮制动vs滚动、光滑vs粗糙、重量小vs大三种情况下摩擦力的大小，再进行实验验证。
5. 巡视指导，帮助学生正确操作弹簧测力计。
【学生活动】
1. 做感知摩擦力的游戏。
2. 学习用弹簧测力计匀速拉动小车，测量摩擦力。
3. 预测三种情况下摩擦力的大小：制动vs滚动、光滑vs粗糙、重量小vs大。
4. 进行实验验证，记录测试结果。
5. 分析数据，找出影响摩擦力大小的因素。
【设计意图】通过层层递进的探究活动，让学生从多个角度收集证据，发展科学探究能力。
环节三：研讨交流（10分钟）
【教师活动】
1. 组织学生汇报实验结果。
2. 提问引导："影响小车所受摩擦力大小的因素有哪些？""玉兔号月球车的设计是怎样帮助它利用或克服摩擦力的？"
3. 追问："生活中哪些地方需要增大摩擦力？哪些地方需要减小摩擦力？"
4. 引导学生归纳：摩擦力大小与运动方式（制动>滚动）、粗糙程度（粗糙>光滑）、重量（重>轻）有关。
【学生活动】
1. 各小组汇报探究发现。
2. 参与班级研讨，补充观点。
3. 根据证据得出结论。
【设计意图】通过研讨环节，将分散的探究发现整合起来，引导学生从证据走向结论，发展归纳推理能力。
环节四：拓展应用（5分钟）
【教师活动】
1. 展示冰刀鞋、山地自行车、轮胎防滑链（增大摩擦力的例子）。
2. 展示磁悬浮列车、气垫船（减小摩擦力的例子）。
3. 提问："你还知道哪些增大或减小摩擦力的方法？"
4. 鼓励学生课后查阅各种交通工具如何减小或利用摩擦力。
【学生活动】
1. 尝试完成拓展任务。
2. 联系生活，举例说明。
【设计意图】将本课知识延伸到新的情境，激发学生持续探究的兴趣。
环节五：课堂小结（2分钟）
【教师活动】
1. 回顾本课核心问题：什么是摩擦力？什么因素会影响摩擦力的大小？
2. 总结：摩擦力是阻碍物体运动的力。制动比滚动摩擦力大，粗糙比光滑摩擦力大，重比轻摩擦力大。生活和工程中需要根据情况增大或减小摩擦力。
3. 布置课后任务：观察生活中3个增大摩擦力和3个减小摩擦力的例子。
【学生活动】
1. 回顾探究过程，总结发现。
2. 明确课后探究任务。
【设计意图】帮助学生梳理知识要点，巩固本课核心概念。
六、板书设计
七、教学反思
1. 学生是否能正确理解摩擦力的概念？
2. 学生是否能正确使用弹簧测力计测量摩擦力？
3. 学生是否能控制变量进行对比实验？
4. 学生是否能发现影响摩擦力大小的三个因素？
5. 学生是否能举出生活中增大和减小摩擦力的例子？
6. 学生是否能将摩擦力知识与月球车设计联系起来？
八、跨学科融合设计说明
（一）关联的物理学科：认识摩擦力的概念和影响因素。
（二）关联的工程技术：了解增大或减小摩擦力在工程设计中的应用。
（三）关联的交通安全：了解轮胎花纹、防滑链在保障行车安全中的作用。
（四）关联的航天科技：了解月球车如何利用和克服摩擦力。
九、学生疑难解答（附常见问题的应对策略）
十、附件
附件一：第5课 摩擦力的比较 · 活动记录单
一、小车所受的摩擦力比较
日期：______ 姓名：______
二、我的发现
1. 车轮________（制动/滚动）时摩擦力更大。
2. 接触面越________（光滑/粗糙），摩擦力越大。
3. 小车越________（轻/重），摩擦力越大。
三、生活中的摩擦力
附件二：班级记录单（黑板用）
摩擦力的比较
日期：__________
摩擦力：一个物体在另一物体表面运动时受到阻碍运动的力
附件三：学习评价表
附件四：学习评价表（对照学习目标）

疑难问题
解答策略
学生认为"摩擦力总是有害的"。
纠正：摩擦力既有益也有害。有益：走路时脚底与地面的摩擦力让我们不会滑倒；刹车时车轮与地面的摩擦力让车停下来；拿东西时手与物体的摩擦力让物体不掉落。有害：机器零件之间的摩擦造成磨损，需要加润滑油减小。
学生测摩擦力时拉动速度不均匀，读数跳动。
指导：要保持缓慢、匀速地拉动小车。可以在桌面上用笔标记一段距离，匀速拉动通过这段距离，在中段读数。多练习几次找到均匀拉动的感觉。
学生不理解"制动"和"滚动"的摩擦力差异。
解释：车轮制动（被卡住不能转动）时，整个车轮在地面上滑动，摩擦力大。车轮滚动时，只有接触点短暂接触，摩擦力小。所以在同样的重量和路面下，滚动比制动省力得多。
学生问：为什么月球车用6个轮子而不是4个？
引导：6个轮子可以分散压力，减少每个轮子对月壤的压强，防止下陷。同时六轮独立驱动，即使某个轮子悬空或打滑，其他轮子仍能提供动力。这对月球表面的崎岖地形非常重要。
实验项目
条件
预测结果
测试结果
车轮制动和滚动
制动
滚动
车轮的光滑程度
光滑
粗糙
小车重量大小
重量小
重量大
需要增大摩擦力的例子
需要减小摩擦力的例子
影响因素
摩擦力大
摩擦力小
运动方式
制动（滑动）
滚动
接触面
粗糙
光滑
重量
重
轻
增大力：轮胎防滑链、山地车胎
减小力：冰刀鞋、磁悬浮列车
评价内容
自评
师评
我能理解摩擦力的概念
☆☆☆
☆☆☆
我能用弹簧测力计测量摩擦力
☆☆☆
☆☆☆
我能比较不同情况下摩擦力的大小
☆☆☆
☆☆☆
我知道影响摩擦力大小的因素
☆☆☆
☆☆☆
我能举出生活中增大和减小摩擦力的例子
☆☆☆
☆☆☆
评价维度
合格
良好
优秀
能准确描述实验现象
能说出
能详细描述
能描述并解释
能运用证据进行推理
能简单推理
能合理推理
能完整推理
能与同伴合作交流
能参与
能主动交流
能积极合作
对本课知识点掌握程度
基本了解
理解并能应用
深入理解并能迁移