第三章 第3节 摩擦力 课时学案

第3节 摩擦力1.知道静摩擦力的产生条件，会判断静摩擦力的方向。2.知道静摩擦力的变化范围及其最大值。3.知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦的规律。知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，会判断滑动摩擦力的方向。4.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。1.两个相互接触的物体，当它们发生 或具有 时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。2.静摩擦力的方向总是沿着 ，并且跟物体 相反。3.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与 之间，即 。4.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体 运动的方向相反。5.滑动摩擦力的大小跟 成正比，其表达式为： ，其中是 ，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同，两物体间的动摩擦因数 。6.滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦力比滑动摩擦力 。1.一木箱停在水平地面上，一人用水平力推箱，但箱仍然静止，下述正确的是（ ）A.推力小于静摩擦力B.推力越大，静摩擦力越大，推力与静摩擦力平衡C.推力大小变化时，静摩擦力大小不变D.推力大小变化时，静摩擦力大小改变2.下列关于摩擦力的说法正确的是（ ）A.受到静摩擦力作用的物体一定是静止的B.受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的C.静摩擦力可以是动力，而滑动摩擦力只能是阻力D.摩擦力可以是动力，也可以是阻力图3-3-13.一物体置于粗糙水平地面上，按图3-3-1所示不同的放法放置，在水平力F的作用下匀速运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是（ ）A.F甲F乙F丙 B.F乙F甲F丙C.F丙F乙F甲 D.F甲F乙F丙提出问题：摩擦力的作用是什么？小组讨论并给出摩擦力的定义摩擦力：两个相互接触的物体，当 ，这种力叫做摩擦力。一、静摩擦力用力推桌子而桌子不动，讨论得出静摩擦力的概念：两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。1.静摩擦力产生的条件是什么？情景展示：观察分析以下几种情况，看看物体是否受摩擦力作用，小组合作讨论总结得出静摩擦力的产生条件（如图3-3-2）： 图3-3-2结论：静摩擦力的产生条件：（1） ；（2） ；（3） 。说明：以上三个条件缺一不可。2.如何判断静摩擦力的有无？结论：（1） ；（2） 。3.如何确定静摩擦力的大小？其方向有何特点？实验探究：如图3-3-3所示，在水平桌面上放一木块，用弹簧测力计沿水平方向用较小的力拉木块且保持木块不动，并不断缓慢地增大拉力。注意观察弹簧测力计的示数变化。图3-3-3实验现象：我们可以看到随着拉力的增大，弹簧测力计的示数 。现象解释： 。结论：（1）可由 知识来求静摩擦力的大小；（2）静摩擦力的方向总与 相反。4.如何判断静摩擦力的方向？结论：（1） ； 。5.木块运动前后，其所受的拉力大小有无变化，如何变化呢？实验：在弹簧测力计指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记。在刚才实验的基础上继续用力，当拉力达到一定的值时木块开始运动。实验现象：当木块开始运动后，拉力会 。结论：静摩擦力的增大有一个限度，这个限度就是 ，其值等于物体刚刚开始运动时的拉力。两物体间实际发生的静摩擦力F在 之间。6.最大静摩擦力的大小和什么因素有关呢？实验探究，整理分析实验数据。参考设计：方案1.用前面实验所用的装置。步骤1：在木块上面增加砝码，验证在不同的压力作用下的最大静摩擦力的大小；步骤2：保持木块上的砝码不变，分别测量在桌面上、棉布面上、毛巾面上的最大静摩擦力的值。方案2.用手握一500 mL矿泉水瓶做实验。步骤1：开始时装入200 mL的水，调整手的握力恰好使矿泉水瓶不下落，此时最大静摩擦力等于瓶的重力。不断增加瓶中的水，要想瓶恰不滑落，应该增加手的握力即压力,由此得出最大静摩擦力和压力的关系。步骤2：改变手握处的瓶子的粗糙程度做实验，验证最大静摩擦力和接触面的粗糙程度的关系。交流讨论并得出结论:结论：（1） ；（2） 。生活和生产中利用静摩擦力的事例。（课件展示）图片示例。 甲 乙 丙图3-3-47.只有静止的物体才受静摩擦力作用吗？静摩擦力总是阻力吗？实例说明。结论：（1） ；（2） 。来源:例1 有关静摩擦力的说法中正确的是（ ）A.有静摩擦力则一定有压力B.静摩擦力与压力成正比C.只有静止的物体才受静摩擦力D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反图3-3-5例2 如图3-3-5所示，物体A在水平力F1=5 N、F2=7 N的作用下，静止在水平地面上，则物体A与地面间的摩擦力的大小和方向是怎样的？二、滑动摩擦力概念：当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。1.滑动摩擦力产生的条件？结论：（1） ；（2） ；（3） 。说明：以上三个条件缺一不可。实验探究：利用已有的实验仪器设计实验，定量研究影响滑动摩擦力大小的因素。探究1：滑动摩擦力大小与物体运动速度的大小有无关系？方案：利用图3-3-6所示的装置让木块分别以不同的速度在水平桌面上做匀速运动，观察弹簧测力计的示数有无不同。现象：木块以不同速度运动时，弹簧测力计的示数 。结论：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 。探究2：滑动摩擦力大小与接触面的材料有无关系？（b）用弹簧测力计水平拉动木块在较粗糙的木板上匀速滑动（a）用弹簧测力计水平拉动木块在较光滑的木板上匀速滑动 图3-3-10图3-3-6方案：如图3-3-6所示，让同一木块在光滑程度不同的水平木板上匀速运动，观察弹簧测力计的示数有无不同。 （a） （b）图3-3-7现象：木块在较粗糙的木板上运动时，弹簧测力计的示数 。来源:结论：滑动摩擦力的大小与接触面的材料 。探究3：滑动摩擦力大小与正压力的大小有无关系？方案：如图3-3-7所示，让同一木块在相同木板上分别不加砝码和加上砝码后匀速运动，观察弹簧测力计的示数有无不同。现象：两种情况下弹簧测力计的示数 。结论：滑动摩擦力的大小与正压力的大小 。来源:探究4：滑动摩擦力的大小与正压力的大小有何关系？图3-3-8参考方案：实验装置如图3-3-8所示实验器材：木块、长木板、砂和砂桶、测力计、20 g砝码若干个、细线等。（1）实验方法：将木块用弹簧测力计水平拉住，测力计另一端固定在桌上一侧；细线一端和砂桶连接，另一端跨过定滑轮和长木板相连。实验时在砂桶中加砂，使长木板运动，当木块达到稳定运动状态时，测力计示数等于木块和长木板之间的滑动摩擦力大小。思考：木板一定要做匀速运动吗？ 。（2）在木块上加砝码就可以改变木块对长木板的正压力，改变砂桶中砂的质量，使长木板运动，读出测力计的示数并填入相应的位置。做四次实验。序号木块质量（g）20 g砝码（个数）正压力大小（N）测力计的示数（N）14000240023400444006（3）对上面表格中正压力大小和测力计示数分析能得出结论。结论：滑动摩擦力的大小与 。介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数。课件展示：几种材料间的动摩擦因数材料动摩擦因数材料动摩擦因数钢钢0.25钢冰0.02木木0.30木头冰0.03木金属0.20橡胶轮胎路面（干）0.71皮革铸铁0.28来源:2.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用吗？滑动摩擦力总是阻力吗？实例说明。结论：（1） ；（2） 。知识拓展（结合教材第60页“做一做”的内容进行）增大有益摩擦：（1）增加物体表面的 。如：鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹。（2）增大 。如：电动机的皮带拉得很紧，以便通过增大压力来增大摩擦力，防止皮带打滑。减小有害摩擦：（1）用 摩擦代替滑动摩擦：用滚动轴承代替滑动轴承。（2） 表面粗糙程度：加润滑油。例3 如图3-3-9所示，在东北的冬季伐木工作中，伐下的木料常装在雪橇上，马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运出。一个有钢制滑板的雪橇，连同木料的总重力为4.9104 N，雪橇与冰道的动摩擦因数为。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能拉着雪橇匀速前进？用雪橇运送木料图3-3-9图3-3-10例4 如图3-3-10所示，用外力F水平压在质量为m的物体上（设受力F的面绝对光滑），恰好使物体静止，已知物体与墙面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。（1）此时物体与墙之间的摩擦力的性质及大小？（2）如果F增大为3F，物体与墙之间的摩擦力的性质及大小？（3）如果F减小为0.5F，物体与墙之间的摩擦力的性质及大小？图3-3-111.如图3-3-11所示，用手握住竖直的瓶子，瓶子静止在手中，下面说法中正确的是（ ）A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力B.手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子的重力C.手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大D.手对瓶子的摩擦力一定大于瓶子的重力来源:2.人握住旗杆匀速向上爬，则下列说法正确的是（ ）A.人受的摩擦力的方向是向下的B.人受的摩擦力的方向是向上的C.人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力增大，并不会使人受的摩擦力增大图3-3-123.如图3-3-12所示，物体