八年级物理下册 第七章 六 学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关课件 北师大版.ppt

六学生实验 探究 摩擦力的大小与什么有关 体验1摩擦力活动 将手掌平放在不同的接触面上 体会不同的感受 活动1 将手掌平放在桌面上 不用力 活动2 继续用力 使手相对于桌面向前滑动 活动3 用另一只手压在手上相对于桌面滑动 活动4 将手放在平整棉布上 使手相对于棉布滑动 1 活动可以感觉到接触面对手掌有摩擦力 2 比较活动2和3 活动感受到的摩擦力大 3 比较活动2和4 活动感受到的摩擦力大 提示 1 2 3 4 2 3 3 4 体验2摩擦力的改变活动1 为了使自行车更快地停下来 用力捏车闸 活动2 观察自行车的轮胎和鞋底 发现有凹凸不平的花纹 1 活动1中 用力捏车闸 压力变 2 活动2中 鞋底 轮胎表面有什么特点 有什么作用 提示 1 大 2 接触面凹凸不平 比较粗糙 可以增大阻力 1 什么是滑动摩擦力 如何测量滑动摩擦力的大小 2 影响滑动摩擦力大小的因素有哪些 3 如何增大和减小摩擦 探究1滑动摩擦力结合 体验1 思考以下问题1 在 体验1 中 桌面对手掌的摩擦力的方向与手掌相对运动的方向 选填 相同 或 相反 提示 摩擦力阻碍手掌向前运动 故桌面对手掌的摩擦力方向与手掌相对运动的方向相反 参考答案 相反 2 如图 手握瓶子处于静止状态 人穿着旱冰鞋运动 1 手与瓶子之间存在摩擦吗 我们是如何定义这种摩擦的 提示 如果不存在摩擦 瓶子只受到重力的作用 力可以改变物体的运动状态 则瓶子不可能处于静止状态 故手与瓶子之间存在摩擦力 这种摩擦叫作静摩擦 参考答案 存在两个相对静止的物体间产生的摩擦叫作静摩擦 2 轮子与地面之间存在摩擦吗 我们是如何定义这种摩擦的 参考答案 存在一个物体在另一个物体上滚动时所产生的摩擦叫作滚动摩擦 3 如何描述滑动摩擦力的方向 提示 一定要注意语言的严密性 且注意物体的相对运动 参考答案 滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反 4 结合体验及分析摩擦力产生的条件 简述产生摩擦力的条件是什么 提示 可从力产生的条件来分析 通过体验 可以分析当两个物体不接触时 没有力的作用 接触但是不相互施加力时 也没有产生摩擦力 参考答案 1 两物体要相互接触 2 两接触面粗糙 3 两物体间相互挤压 4 两物体要发生或已发生相对运动 探究2研究影响滑动摩擦力大小的因素1 摩擦力的测量 利用二力平衡的原理 如何测量滑动摩擦力的大小 提示 因为摩擦力的大小无法显示 故可以通过转换法利用二力平衡的条件 将其转化为可以测量的物理量 参考答案 用弹簧测力计水平拉动木块 使其在水平面上做匀速直线运动 根据二力平衡的条件 水平方向上 物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力 故摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 2 实验方法 法 参考答案 控制变量 3 实验设计 如图所示 1 探究滑动摩擦力与压力的关系 思路 需控制不变 改变 如甲 乙两图 在木块上增加重物 改变 提示 利用控制变量法 控制一个量 探究量 改变 其他量不变 参考答案 接触面粗糙程度压力压力 2 探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系 思路 需控制不变 改变 如甲 丙两图 利用不同的木板 改变 参考答案 压力接触面粗糙程度接触面粗糙程度 4 实验数据及分析 分析实验数据 你可得出实验结论 1 与压力的关系 2 与接触面粗糙程度的关系 提示 1 分析甲 乙两实验 接触面相同 乙受到的压力较大 乙受到的滑动摩擦力较大 故可得出接触面粗糙程度相同时 压力越大 滑动摩擦力越大 2 分析甲 丙两实验 压力相同 丙接触面较粗糙 滑动摩擦力较大 故可得出压力相同时 接触面越粗糙 滑动摩擦力越大 参考答案 1 接触面粗糙程度相同时 压力越大 滑动摩擦力越大 2 压力相同时 接触面越粗糙 滑动摩擦力越大 5 交流与评估 1 为什么使木块在木板上做匀速直线运动 提示 当木块做匀速直线运动时 木块处于平衡状态 此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 参考答案 便于测量滑动摩擦力的大小 2 试猜想滑动摩擦力的大小与接触面积和速度有关吗 如何设计实验验证猜想 提示 因为滑动摩擦力与多个因素有关 故在探究时 需采用控制变量法 参考答案 探究与接触面积的关系 思路 保证压力和接触面粗糙程度 物体运动速度不变 只改变接触面积的大小 操作 用同一个长方体木块 平放在水平面上 使其在水平面上做匀速直线运动 然后将其竖放在同一个水平面上 以相同的速度做匀速直线运动 比较弹簧测力计的示数 探究与运动速度的关系 思路 保证压力和接触面粗糙程度 接触面积不变 只改变物体运动速度 操作 用同一个长方体木块 平放在水平面上 以一定的速度使其在水平面上做匀速直线运动 增大速度 仍然使其做匀速直线运动 比较弹簧测力计的示数 探究3摩擦力的增大和减小1 结合 体验2 及影响滑动摩擦力的因素 简述增大和减小摩擦的方法 1 增大摩擦的方法 2 减小摩擦的方法 提示 活动1中 用力捏车闸 压力大 滑动摩擦力较大 活动2中 接触面凹凸不平 接触面比较粗糙 滑动摩擦力较大 根据影响滑动摩擦力的因素 可得出增大和减小摩擦的方法 参考答案 1 增大压力 增大接触面粗糙程度 2 减小压力 减小接触面粗糙程度 2 在生活中 其他改变摩擦的事例 如 1 机器上安装滚动轮承 2 门轴上的合页加润滑剂 结合事例 简述一下改变摩擦力的其他方法是什么 提示 1 安装滚动轮承 将滑动摩擦变为滚动摩擦 滚动摩擦小于滑动摩擦 2 门轴上的合页加润滑剂 使接触面相互分离 减小了摩擦力 参考答案 1 变滑动为滚动 2 使接触面分离 一 摩擦力1 种类 1 滑动摩擦 一个物体在另一个物体表面上 时 产生 的现象 2 静摩擦 两个 的物体间产生的摩擦 3 滚动摩擦 一个物体在另一个物体上 时所产生的摩擦 2 影响摩擦力大小的因素 接触面越 压力越 滑动摩擦力越大 相对滑动 阻碍相对滑动 相对静止 滚动 粗糙 大 二 增大和减小摩擦的方法1 增大方法 1 接触面的粗糙程度 2 接触面间的压力 2 减小方法 1 接触面的粗糙程度 2 接触面间的压力 3 变 为 4 使接触面 如气垫船 磁悬浮列车等 增大 增大 减小 减小 滑动 滚动 分离 考点1探究影响滑动摩擦力大小的因素 典例1 2013 长沙中考 在探究 滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 的实验中 1 小华的三次实验情况分别如图甲 乙 丙所示 实验时 用弹簧测力计拉木块在水平木板 或毛巾 上做运动 这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 2 比较甲和乙两组数据可知 压力一定时 滑动摩擦力越大 3 小华比较甲和丙两组数据得出结论 压力越大 滑动摩擦力就越大 老师指出这样得出的结论是不对的 理由是 思路导引 1 测摩擦力时利用二力平衡原理 物体要保持匀速直线运动 2 利用控制变量法分析 找出不变量和变量 对比得出结论 精讲精析 本题考查探究滑动摩擦力的大小和什么有关的实验 1 只有拉着物体做匀速直线运动时 根据二力平衡 这时拉力才等于摩擦力 所以必须用弹簧测力计拉木块在水平木板 或毛巾 上做匀速直线运动 2 根据题图可知 甲和乙压力相同 接触面的粗糙程度不同 所以是探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系 根据题图可以看出 乙图中的接触面粗糙 摩擦力比甲图中的大 由此得出压力一定时 接触面越粗糙 滑动摩擦力越大 3 甲和丙 不但压力不同 接触面的粗糙程度也不同 为了探究摩擦力和压力的关系 必须控制接触面的粗糙程度相同 本实验没有控制接触面的粗糙程度 所以不能得出正确的结论 答案 1 匀速直线 2 接触面粗糙程度越大 3 没有控制接触面粗糙程度相同 方法归纳 间接测量法和控制变量法的应用 1 弹簧测力计的示数反映滑动摩擦力的大小 2 比较图形或数据中压力或者接触面不同时 对应的摩擦力的大小 得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系 考点2摩擦力大小的判定 典例2 2013 郴州中考 一个箱子重为100n 放在水平面上 受6n的水平推力 箱子未动 这时箱子受到的摩擦力应 选填 大于 等于 或 小于 6n 当水平推力增大到10n时 箱子恰好做匀速运动 当水平推力增大到20n时 箱子受到的摩擦力为n 思路导引 解答本题的关键点 精讲精析 本题考查二力平衡和滑动摩擦力的影响因素 由于箱子受6n的水平推力时 箱子未动 处于静止状态 受到的力是平衡力 在水平方向上受到的静摩擦力与水平推力大小相等 f静 f推1 6n 方向相反 当水平推力增大到10n时 箱子恰好做匀速运动 此时受到的力也是平衡力 在水平方向上受到的滑动摩擦力与水平推力大小相等 f滑 f推2 10n 方向相反 物体受到的滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关 与其他任何因素无关 当水平推力增大到20n时 箱子受到的摩擦力仍然为f滑 10n 答案 等于10 方法归纳 1 判断摩擦力的方向 2 判断摩擦力的大小 判断压力或接触面粗糙程度的变化 判断滑动摩擦力的大小 根据二力平衡条件 相互平衡的两个力大小相等 1 如图所示 两本书的书页交叉叠放在一起后很难拉开 是因为拉书时书页间会产生较大的 a 重力b 弹力c 压力d 摩擦力 解析 选d 本题考查摩擦力的产生 书页交叉叠放后相互接触 并且书页表面比较粗糙 拉动时会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力 这个力就是摩擦力 故选d 2 如图所示 一长方体木块 置于同一粗糙水平面上 甲图木块竖放 乙图木块平放 丙图木块平放并在其上加一重物 在甲 乙 丙三种情况下 匀速拉动长方体所需的水平力分别为f甲 f乙 f丙 则下列关系正确的是 a f甲f乙 f丙c f甲 f乙 f丙d f甲 f乙 f丙 解析 选d 本题考查摩擦力大小的比较 匀速拉动长方体木块的过程中 拉力与长方体木块受到的摩擦力是一对平衡力 大小相等 在接触面粗糙程度相同的情况下 摩擦力的大小只与压力的大小有关 与接触面积的大小无关 所以三种情况下摩擦力的大小关系是f甲 f乙 f丙 则拉力的大小关系是f甲 f乙 f丙 故选d 3 2013 东营中考 如图所示的实例中 为了减小摩擦的是 解析 选a 本题考查增大和减小摩擦的方法 增大摩擦的方法 增大压力 增大接触面的粗糙程度 减小摩擦的方法 减小压力 减小接触面的粗糙程度 加润滑油使接触面分离 变滑动摩擦为滚动摩擦 b c d选项都是靠增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的 只有a是变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦的 4 在下列事例中 属于有害摩擦的是 a 夹取食物时筷子与食物的摩擦b 机器转动时转轴受到的摩擦c 走路时鞋子与地面的摩擦d 爬杆时手与杆的摩擦 解析 选b 本题考查摩擦力的种类 筷子与菜之间如果没有摩擦 则无法夹取食物 故是有益的 机器轴上的摩擦对轴有磨损作用 故是有害的 如果脚与地面无摩擦 人将无法走路 所以是有益的 爬杆时手与杆之间如果没有摩擦 则手抓不到杆 无法爬杆 也是有益的 故选b 5 2013 玉林中考 自行车刹车时 用力越大 刹车皮与车轮间的压力 选填 越大 或 越小 车轮受到的摩擦力也就越大 所以自行车就停得 选填 越快 或 越慢 解析 本题考查影响摩擦力大小的因素 自行车刹车时 用力越大 刹车皮与车轮间的压力越大 产生的摩擦力也越大 车轮受到的摩擦阻力越大 停得越快 答案 越大越快 6 2013 德阳中考 如图甲所示 物体甲重40n 被50n的水平压力f甲压在竖直墙壁上保持静止 如图乙所示 物体乙重60n 在35n的水平拉力f乙作用下 沿水平桌面匀速向右运动 则物体甲受到的摩擦力f甲为n 物体乙受到的摩擦力f乙为n 解析 本题考查二力平衡条件的应用 以物体甲为研究对象 甲物体在水平方向受到压力和墙壁的支持力 竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力 由于甲物体静止 因此这两对力都是平衡力 所以f甲 g甲 40n 以乙物体为研究对象 乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力 水平方向受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力 由于乙匀速向右运动 因此拉力和摩擦力是一对平衡力 所以f乙 f乙 35n 答案 4035 7 图中物体沿粗糙水平面向右运动 画出该物体所受摩擦力的示意图 解析 本题考查力的示意图的画法 解答本题的关键是确定摩擦力的方向和作用点 摩擦力的作用点在物体与地面的接触处 经常把摩擦力的作用点移到物体的几何中心上 摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反 即水平向左 答案 如图所示 8 科学探究的过程一般要经历 提出问题 猜想与假设 实验和论证 等环节 在 探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关 的实验中 小华同学提出了三个猜想 猜想a 摩擦力的大小与压力的大小有关 猜想b 摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关 猜想c 摩擦力的大小与物体运动的速度有关 为了验证这三个猜想 小华同学设计了如图所示的实验 1 在实验中 为了使摩擦力的大小等于弹簧测力计示数 小华应该用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做运动 2 由图和图两个实验可知 摩擦力的大小与压力的大小有关 3 由图甲和图丙两个实验可知 摩擦力的大小与有关 4 为了验证猜想c是否正确 小华同学用图甲装置进行了三次实验 实验记录如下 由实验记录可知 猜想c是 选填 正确 或 错误 的 5 在实验探究中 小华同学应用的研究物理问题的方法是 a 类比法b 控制变量法c 推理法d 等效替代法 解析 本题考查影响摩擦力大小的因素的探究 1 如果使摩擦力的大小等于弹簧测力计示数 则木块在水平方向受力平衡 则需保证木块做匀速直线运动 2 根据控制变量法可知 需控制接触面的粗糙程度相同 改变压力的大小 故选甲 乙两图 3 根据甲