摩擦力(静摩擦力和滑动摩擦力).doc

第二节 研究摩擦力 高一物理备课组【教学目标】一、知识与技能：1、知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静摩擦力的概念。2、知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。3、知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，知道滑动摩擦力跟压力成正比。4、知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系二、过程与方法：1、通过学生自己实验，培养学生分析问题，解决问题的能力。2、通过对生活中各种摩擦的观察和思考，学习结果表述的方法三、情感、态度与价值观： 在理解摩擦力以及学习它的利与弊的过程中，领略自然界的和谐与奇妙，使学生的价值观得到提升。【教学重点】1、滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩N解决具体问题2、静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。【教学难点】1、正压力N的确定2、静摩擦力有无、大小的判定【新课导入】拔河比赛游戏：取出一根在上课前处理过的塑料棒（一头浸泡过洗洁精另一头却干燥），叫班里的一位最大力的男生和一位女生到讲台上比赛拔河。当男生输掉比赛后问男生知不知道自己为什么会输掉比赛，引导学生说出摩擦力。在轻松的氛围中进入新课。【授课过程】实验1：如图摆好实验装置（用凳子加高以便让所有学生都能看到）先让学生看如图所示的装置，左边和右边挂数量相同的钩码，学生很容易想到木块受到的左边和右边的拉力相等，再根据初中学过的二力平衡的知识，可以判断木块处于静止状态；然后问学生：现将左边的一个钩码挂到右边去，会有什么现象呢？大多数学生都会不假思索地回答道：木块会向右运动。个别学生会说：木块可能不动。当左边的钩码挂到右边后，发现木块并没有动，让学生感受到木块是受到了下面木板对它的摩擦力才会静止不动的，而且这样受到的摩擦力叫静摩擦力。接下来再问学生：再将左边的一个钩码挂到右边去，又会有什么现象呢？这时学生都会回答道：可能向右运动，也可能不动。不动的时候则受到静摩擦力的作用，动的时候则受到滑动摩擦力的作用。(板书)接触物体间有相对运动时对应的摩擦力叫做滑动摩擦力 接触物体间相对静止时对应的摩擦力叫做静摩擦力让我们先来学习静摩擦力。(板书)一、静摩擦力 实验2(实验装置如右图)N将小车放在长直木板上，由前面的学习可知木块和小车都发生了形变，这表明两物体间产生了压力；方木块在拉力的作用下，是想要发生相对于木板的运动的，却未发生相对运动。这种现象叫两物体间有相对运动的趋势。对方木块进行受力分析：fFmg对方木块应用二力平衡的条件可知：方木块与泡沫塑料有相对运动趋势时，就产生了静摩擦力。 (教师引导学生对实验2进行分析，归纳出静摩擦力的产生条件：)(板书) 1产生条件：(1)在接触面上存在压力； (2)两物体间有相对运动的趋势； (3)接触面不光滑 教师(归纳强调)：要产生静摩擦力，必须同时具备这三个条件，缺少任何一个条件，都不会产生静摩擦力。(引导学生转入下一个问题。)(板书)2大小和方向：实验3继实验2，不断增加钩码个数，使拉力在逐渐增大的过程中，依次定格为不同拉力时，方木块都保持静止状态。举例：用力推桌子但是没能推动。 (学生边观察边思索，教师引导学生再应用二力平衡的条件去分析方木块受到静摩擦力的大小和方向，得出如下结论：)(板书)(1)静摩擦力的大小随使物体产生相对运动趋势的外力的增大而增大，并总跟这个外力大小相等； (2)静摩擦力的方向跟相对运动趋势的方向相反。 教师：从实验中，我们看到方木块受到的静摩擦力的大小随受到的拉力的增大而增大，它是否能无限制地增大?(众生思考，期望从实验得出答案。)实践出真知，我们还是用实验来研究这个问题吧! 实验4继实验3，逐个增加钩码的个数，使拉力逐渐增大到某一值时，方木块开始沿木板运动。 教师：实验表明，两物体未发生相对运动时，静摩擦力的大小随拉力的增大而增大，但物体受到的静摩擦力不能无限制地增大，它有一个最大值。当拉力稍大于此值时，摩擦力不再增大，因而方木块开始滑动。两物体一旦发生了相对运动，静摩擦力就不存在了。静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力。由此可知：静摩擦力大小的变化有一个范围：从零到最大静摩擦力之间。这个范围通常叫静摩擦力的取值范围。 如果改变实验条件，方木块受到的静摩擦力的最大值还跟原来的相同吗?如果不同，静摩擦力的最大值又由哪些因素决定的呢?（学生猜想） 实验5继实验4，在方木块上加适量砝码以增大接触面间的压力后，要让木块开始运动必须要继续增加钩码的个数；保持压力不变，在方木块上垫上一块毛巾，改变接触面的材料及粗糙程度后，再通过改变钩码个数来使木块运动。 结论：在不同条件下，静摩擦力的最大值是不同的。静摩擦力的最大值与两物体间的压力和接触面的材料及粗糙程度有关。(板书)3最大静摩擦力的特点： (1)静摩擦力存在最大值，其大小由两物体间的压力和接触面的材料及粗糙程度决定；(2)静摩擦力的取值范围在零到最大静摩擦力之间。 英汉字典纸张F (教师请两位同学回答(略)后，评价归纳学生的回答。)教师：为巩固加深今天我们所学的知识，下面请同学们先做一个实验。 如图将一本比较厚的书放在水平桌面上，再用一张纸，用手施加压力。改变手的压力，比较这张纸从书中拉出来受到的摩擦力大小关系，说明纸与书之间有摩擦力，并启发学生。同样在这本书的另外地方夹上一张比较光滑的纸张，同时拉出两张纸，比较摩擦力。从这一情景中反映出摩擦力的大小与接触面的压力、材料和接触面的粗糙程度有关。 (众生边用手掌做实验，边议论、解释实验感受；教师巡视，了解情况，指导学生完成实验。巡视后，教师示意停止实验。) 教师：所有的同学都能认真地进行实验，也能正确解答实验题，说明同学们都有学好物理的愿望，都有一定的动手、动脑的能力和认真学习的态度，希望大家继续发扬。课后还请同学们及时完成下面两题(出示小黑板上的练习题)：【巩固练习】 1分别放在粗糙的水平面上和斜面上的砖A和砖B，都处于静止状态。那么，砖A和砖B都受到静摩擦力的作用吗?如果受到静摩擦的作用，请在图中画出砖受到的静摩擦力。 2放在斜面上相对斜面处于静止状态的砖，受到三个力的作用，请你说出各力的名称(注意说明施力物体和受力物体)。接着我们来研究另外一种摩擦力：滑动摩擦力(板书)二、滑动摩擦力 我们在初中时就学过滑动摩擦力，我们来回忆一下（学生回答，以下大部分内容都可以由学生直接讲出）(板书)1.滑动摩擦力的产生条件： (1)两相对静止的物体直接接触，在接触面上存在压力； (2)两物体间有相对运动； (3)接触面不是光滑的表面。(板书)2静摩擦力的大小和方向：实验6用力推一静止在桌面上的毛刷让毛刷向前运动，观察上面的现象可知：毛刷与桌面接触，并且相对于桌面滑动，而桌面由于粗糙，在接触面处产生了一个作用于毛刷上的阻碍其相对于桌面运动的滑动摩擦力.毛刷的鬃毛向着相对于地面运动的反方向倾斜，说明毛刷受到的摩擦力跟毛刷相对于地面运动的方向相反.如图中F2所示.(板书)（1）方向：滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反，这里的相对运动是指相对于与之接触的物体的运动.如图所示：接下来我们再用试验来研究滑动摩擦力与压力的关系。实验7首先通过实验处理滑动摩擦力的大小与接触面的面积的关系，如图实验装置，木块与木板接触面的面积分别是大和小的两种情况下，用弹簧秤拉着木块做匀速直线运动，根据二力平衡，弹簧秤指示的力的大小和滑动摩擦力的大小相等，比较之后，发现，只要木块的质量不变，不论木块与木板的接触面的面积的大小如何，弹簧秤指示的力的大小是相同的，也就是说滑动摩擦力的大小也是相同的，说明滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关。然后分别比较木块与钩码盒在不同表面上滑行时受到的滑动摩擦力的大小与接触面的材料及粗糙程度有关。 最后分别比较木块与钩码盒，在不同压力的情况下的受到的摩擦力的大小，并将压力的数值和摩擦力的数值填入表格中，发现，压力越大，摩擦力也是越大的，再让学生计算摩擦力f与压力N的比值，发现木块受到的摩擦力f与压力N的比值近似相等，钩码盒受到的摩擦力f与压力N的比值也近似相等，但两个比值不相等。数据如下表：实验次数钩码盒的运动情况NF（或f）f/N1匀速07030432匀速12050423匀速17070414匀速22090415匀速2711041这一实验也就说明了摩擦力f与压力N是成正比的关系，且对应不同材料的接触面，也就是接触面的粗糙程度不同，比值会不同。我们就把f与N的比值叫做动摩擦因数，符号是，是反映各种不同材料接触面粗糙程度的因数。最后，在就得到了计算滑动摩擦力的公式f=N。(板书)（2）大小：滑动摩擦力与压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比.公式FN，其中是比例常数，叫做动摩擦因数.必须指出，滑动摩擦力是与压力成正比，而不是与物体的重力成正比，在上面的实验中压力与重力大小相等只是特例，在很多情况下，压力并不等于重力，例如斜面上的物体，同时，滑动摩擦力的大小与接触面积以及相对速度大小（0）无关.学生阅读教材几种材料间的动摩擦因数表.在实验7的最后一步操作中测量滑动摩擦力和最大静摩擦力，比较大小。(板书)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力静摩擦力在生产技术中有哪些应用?下面请同学们按上述要求阅读课文。（板书）三、摩擦力的利与弊 (学生边阅读教材)教师：在阅读教材时除注意阅读理解有关基本概念和规律的论述外，还应对教材所列举的例子有所了解，能举一反三。下面请同学举手回答：除教材中介绍的静摩擦力在生产技术中应用的例子外，你还知道哪些例子?思考：摩擦力都是阻力吗？举例说明【知识拓展】冰上溜石的装备包括冰壶、比赛用鞋和毛刷。冰壶由苏格兰不含云母的花岗岩石凿磨制成，标准直径30厘米、高11.5厘米、重19.1公斤。参赛队员脚穿比赛专用鞋，两鞋底部质地不同，蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，而滑行脚的鞋底为塑料制成。就在十几年前，“冰壶”对中国人来说还只是一个无法生出任何想象的陌生词汇。1995年，在世界冰壶联合会的大力推动下，由日本出人、加拿大出技术在中国举办了第一届冰壶培训班。 “学员练什么的都有，田径的、速滑的、冰球的。”许水生是培训班70多名学员中的一位，而他的“同学”、2009年哈尔滨大冬会带领中国男“壶”夺取铜牌的张为教练当时是哈尔滨体校的舞蹈教练。然而，就是这样“生拉硬拽”起的中国第一支冰壶人才队伍到1998年时已是人去楼空。 2000年，中国第一支冰壶队哈尔滨市队艰难成立，2003年，第一支国字号队伍诞生，同年，中国加入世界冰壶联合会，自此，世界冰壶赛场才有了中国运动员的身影。 然而，就是用这短短的六年时间，中国冰壶人走完了其他国家需要十几年甚至几十年才能走完的路。2006年中国女队获得世锦赛第五名的好成绩，时隔两年，在加拿大弗农举行的2008年世锦赛上，中国姑娘曾两度击败冰壶“梦之队”加拿大队，获得亚军，而男队随后在美国北达科他州举行的男子世锦赛上夺得第四名，同样创造历史最佳战绩。据说，那一届的女子冰壶世锦赛在加拿大创造了93的高收视率，而这一切皆缘起于中国女“壶”在赛场上掀起的“东方旋风”。【巩固练习】1、下列说法中正确的是（ ）A有弹力必定有摩擦力，有摩擦力必定有弹力 B摩擦力方向与弹力方向始终垂直C摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成比D摩擦力的方向总是与运动方向相反，起阻碍物体运动的作用2、关于静摩擦力的说法下列正确的是()A.静摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B.静摩擦力的大小与相应的正压力成正比C.静摩擦力只能在物体静止时产生D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反3、关于滑动摩擦力说法中正确的是()A.滑动摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B.运动着的物