人教版初中物理八年级下册第八章 运动和力第3节 摩擦力教案(2).doc

摩擦力适用学科初中物理适用年级初二适用区域人教版课时时长（分钟）2课时知识点1. 摩擦力的定义；2. 影响滑动摩擦力大小的因素；3. 摩擦力的利用与防止。教学目标一、知识与技能1能根据生活体验认识摩擦力；2能根据二力平衡的条件，用弹簧测力计粗略测量水平运动物体所受的滑动摩擦力；3通过实验探究，了解改变滑动摩擦力大小的方法；4认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，并能正确说出增大或减小摩擦的方法。二、过程与方法1经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，能表述滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系；2通过科学探究活动，使学生体验控制变量法在物理研究过程中的应用，培养学生乐于参与、勇于创新的意识和设计实验、分析概括的能力。三、情感态度与价值观1通过观察与实践使学生了解摩擦在实际中普遍存在，既有利也有弊。培养学生思考问题的辩证观点；2通过生活中实例的研究，激发学生用所学知识解决实际问题的热情。教学重点测量水平运动的物体受到的滑动摩擦力。教学难点理解摩擦力的方向。教学过程 一、复习预习复习1.静止状态和匀速直线运动状态称为平衡状态。2. 物体在两个力的作用下而处于平衡状态时，我们就称为二力平衡。3.二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。简单地说，就是：同体、等值、反向、共线。预习1. 摩擦力的定义；2. 影响滑动摩擦力大小的因素；3. 摩擦力的利用与防止。二、知识讲解课程引入：足球在草地上滚动越来越慢，最后停下来；矿泉水的瓶盖上有许多竖纹；运动员赛跑时穿着带有铁钉的跑鞋；汽车在雪地上行走艰难，而当轮胎上裹有铁链后就能前进自如了。这些现象都与什么有关？（摩擦力）是的，摩擦力对我们来说都是无益的吗？今天我们来真正的认识一下摩擦力。考点/易错点1 摩擦力实验操作：现在我们把手平放在桌面上，手心朝下，一起来做几个小实验。（1）手平放在桌面上，用力推或拉，使手在桌面上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；（2）手平放在桌面上，用力推或拉，但保持手不动，感受有没有一个阻碍手运动的力；（3）手平放在桌面上，保持手不动，也不用力推或拉，感受有没有一个阻碍手运动的力。总结：两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，或有相对运动的趋势时，会在接触面上产生阻碍物体相对运动的力，这个力就叫摩擦力。由此我们得出产生摩擦力的条件：1.相互拉触的两个物体；2.发生相对运动或相对运动的趋势。摩擦力的方向：总是与物体的相对运动方向相反。摩擦力的作用：总是阻碍物体间的相对运动。根据物体的运动及摩擦情况不同，我们将摩擦力分为三种：静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。静摩擦：物体受到力，产生了相对运动的趋势时，这时的摩擦力为静摩擦。滑动摩擦：物体受到力，产生了相对运动，并且运动过程中两物体的接触面没有发生变化，这时的摩擦力为滑动摩擦力。滚动摩擦：物体受到力，产生了相对运动，而在运动过程中两物体的接触面总是在发生变化，这时的摩擦力为滚动摩擦力。考点/易错点2 测量滑动摩擦力把木块放到水平桌面上，弹簧测力计通过绳子拉着木块前进。这个实验在测量时应用了二力平衡的知识。思考：测量时要让拉力与滑动摩擦力相等，木块必须做怎样的运动？拉力的方向必须满足什么条件？桌面不水平行不行？总结： 只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数。考点/易错点3 研究影响滑动摩擦力的因素提出问题：根据你的生活经验，请你猜想一下滑动摩擦力的大小可能跟哪些因素有关？猜想或假设：滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关，可能与压力有关，可能与物体运动速度有关，可能与接触面积的大小有关。设计实验：影响滑动摩擦力大小的因素可能不止一个，那我们在设计实验时应该注意运用怎样的科学研究方法？如果我们先探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系，应怎样改变压力大小？怎样改变接触面的粗糙程度？请设计实验步骤和实验记录的表格。下面的实验记录表格供参考。实验次数接触面的材料压力变化情况摩擦力f摩N1木块与木板不变2木块与棉布不变3木块与毛巾不变4木块上放1个钩码，再放到木板上变大5木块上放2个钩码，再放到木板上最大进行实验与收集证据：按设计好的步骤进行实验，将实验数据记录在表格中。得出结论：在压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；在接触面的粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大。影响滑动摩擦力的大小的因素：接触面的粗糙程度和压力的大小。摩擦力与物体运动速度和接触面积是否有关，我们继续实验探究。设计实验：我们控制木块与接触面相同，使木块平放、侧放和立放，并且以不同的速度进行匀还拉动木块进行直线运动。实验数据记录表格如下：实验次数木块放置方式接触面积大小弹簧测力计示数摩擦力f摩N1平放大2侧放小3立放最小总结：摩擦力与物体运动速度和接触面面积无关。增大摩擦力和减少摩擦力的方法：增大摩擦力：1.增大压力；2.增大接触面的粗糙程度；3.将滚动摩擦变为滑动摩擦。减小摩擦力：1.减小压力；2.增大接触面的光滑程度；3.将滑动摩擦变为滚动摩擦；4.分离接触面。考点/易错点4 摩擦力的利用与防止在生活中不能没有摩擦力的存在，如我们走路时，如果没有摩擦，那么我们将寸步难行。所以摩擦力对我们很重要，但有时我们又不需要摩擦力，因为那样会给我们带来很多的不便。如我们在拉动箱子的时候，摩擦力过大，我们会拉不动它。所以说当摩擦力对我们有益时，我们要尽可能的增大摩擦力；当摩擦力对我们无益时，我们要尽可能的减小它。如骑自行车时，我们要把自行车的车轴处时常加一些润滑油是为了减小摩擦力，因为这个摩擦对我们无益。而它的轮胎上的花纹最好要凸出一些，这样才能增大摩擦力，骑的更轻松一些；还有脚蹬上的花纹也是为了增大摩擦而设计的，因为这些摩擦对我们都是有利的。三、例题精析【例题1】 【题干】重50N的物体静止在粗糙水平面上，当用5N的水平力向右推它时没有推动，物体所受摩擦力为_N；当将水平向右的推力增大到10N时，物体刚好由静止开始做匀速直线运动，此时物体的受摩擦力大小为_N，方向为_；当将水平向右的推力增大到15N时，物体沿推力方向做加速直线运动，此时物体所受到的滑动摩擦力为_N。【答案】 5 10 水平向左 10【解析】当用5N的水平力向右推它时没有推动，物体仍是处于静止状态，此时物体所受到的是静摩擦力，和水平推力是一对平衡力，所以摩擦力大小等于水平推力5N；当将水平向右的推力增大到10N时，物体刚好做匀速直线运动，物体也是处于平衡状态，此时受到的是滑动摩擦力，和水平推力是一对平衡力，所以摩擦力大小等于水平推力10N，方向为水平向左；当推力增大到15N时物体虽然做加速直线运动，但是受到的仍是滑动摩擦力，而滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，但这两个因素都没变，所以物体受到的滑动摩擦力仍为10N。【例题2】 【题干】为了探究滑动摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的滑动摩擦力的大小，某实验小组设计了如图所示的实验装置整个装置放在水平桌面上，其中长木板A和木块B叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端分别与A、B相连，C的另一端固定在铁架台上（1）在理想情况下，B对A的摩擦力大小等于弹簧测力计_的示数（填“C”或“D”）（2）实验中使木板A保持静止，木块B处于_（选填“匀速运动”或“静止”）状态，读取两个弹簧测力计的示F1、F2 （3）分析实验数据，若_，则滑动摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的滑动摩擦力大小相等【答案】 C 匀速运动 F1F2【解析】（1）A受弹簧测力计C的拉力和B对A的摩擦力，由题B相对于A向右运动，B对A的摩擦力水平向右，在理想情况下，B对A的摩擦力大小等于弹簧测力计C的示数。（2）为了探究滑动摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的滑动摩擦力的大小，实验中使木板A保持静止，木块B处于匀速运动状态，读取两个弹簧测力计的示F1、F2。（3）分析实验数据，若F1F2，则滑动摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的滑动摩擦力大小相等。【例题3】 【题干】为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图（甲乙丙丁）所示的实验。（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做_运动，此时，滑动摩擦力_（选填 “大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数。（2）在四次实验中，滑动摩擦力最小的是_（选填“甲”、“乙”“丙”或“丁”）。（3）比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与_有关；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与_有关。（4）比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是_（选填“正确”或“错误”）的。（5）小明要对实验装置进行改动，如上右图所示，重复实验，发现效果更好，实验中，小明要匀速拉动长木板。【答案】 匀速直线 等于 丁 压力大小 接触面的粗糙程度 错误【解析】（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，因为处于平衡状态时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；（2）由图示可知，在实验丁中，物体间的压力最小，接触面粗糙程度最小，因此滑动摩擦力最小；（3）比较甲、乙所示实验可知，接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，所以可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系；比较乙、丙实验，物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同，所以可以应用乙、丙所示实验探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系；（4）由图甲、丁所示实验可知，接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，由于没有控制物体间的压力相同，他的结论是错误的；【例题4】 【题干】如图所示的实例中，目的是为了增大摩擦的是 （ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】增大摩擦的方法有：增大压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动为滑动；在鞋底上制有花纹，是增大接触面的粗糙程度增大摩擦；移动重物时垫上滚木，变滑动为滚动减小摩擦；给车轮的轴中加润滑油使接触面相互脱离减小摩擦；轴承中加装滚珠变滑动为滚动减小摩擦；答案选A。四、课堂运用【基础】1、拔河比赛时如果地面有沙子容易失败，雪后交警在冰雪路面上撒沙子(如图)是为了( )A. 以滚动代替滑动减小摩擦 B. 增大接触面粗糙程度增大摩擦C. 增大压力增大摩擦 D. 加润滑剂减小摩擦【答案】B【解析】拔河比赛时如果地面有沙子，是 滚动摩擦代替滑动摩擦，所以会失败；而在结冰的路面上撒沙子，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B符合题意，选B。2、便民自行车已成为厦门市一道亮丽的风景。以下关于自行车的说法正确的是（ ）A. 较宽的坐垫可以增大压强B. 上坡提前用力蹬几下是为了增加惯性C. 轮胎表面凹凸的花纹可以增大摩擦D. 尾灯利用光的折射达到警示提醒目的【答案】C【解析】A由可知，压力一定，增大受力面积可以减小压强，因此较宽的坐垫可以减小对人的压强，故A错误。B惯性是物体保持运动状态不变的性质，只与物体质量有关，与物体是否受力以及运动无关，故B错误。C轮胎表面做凹凸的花纹增大了接触面的粗糙程度，是为了增大摩擦，故C正确为答案。D自行车尾灯是由多个垂直反射面组成，车灯照在尾灯上，经过两次反射，又按原来的方向反射回去，属于光的反射现象，故D错误。3、“玉兔”号月球车成功实现落月，正在月球上进行科学探测。下列有关“玉兔”号月球车的说法中正确的是（ ）A月球车轮子的表面积较大，目的是为了减小运动时受到的摩擦力B当月球车匀速运动时，受到的摩擦力和支持力是一对平衡力C月球车登上月球后，它将失去惯性D与在地球上相比，同样的路面上，月球车在月球表面上匀速前进时受到的摩擦阻力变小【答案】D【解析】摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度、接触面积的大小无关，所以A错误。当月球车匀速运动时，水平方向受到的向前的动力与向后的摩擦阻力是一对平衡力，竖直方向受到的重力与支持力是平衡力，B错误。惯性是物体的固有性质，不会消失，C错误。月球车在月球表面上受到的重力变小，使月球车对地面的压力变小，所以前进时受到的摩擦阻力变小，D正确。【巩固】1、老师正在讲台上讲课，小明和同学们正在老师的指导下边学习边实验，这是物理课堂常见的情景。让你想象一下，如果教室里的摩擦力突然消失，对可能出现的现象，下列说法中错误的是（ ）A同学们稍微活动就会从椅子上纷纷滑到地面上B固定吊灯的螺丝从天花板上滑出，致使吊灯落到地上C写字时铅笔从手中滑出飘在空中D由于太滑，稍一用力桌椅就会在地面上不停的滑动着【答案】C【解析】我们能坐在椅子上，是靠身体与椅子间的摩擦力，如果没有摩擦力，想坐好是很困难的，故A选项不符合题意；吊灯的螺丝是靠与天花板间的摩擦力才固定在上面的，如果没有摩擦力，吊灯在重力的作用下会下落，故B选项不符合题意；写字时是靠手与笔间的摩擦力，如果没有摩擦力，笔就很容易滑出，在空中受重力作用而下落，而不会飘在空中，故C选项符合题意；桌椅能静止在地面上是靠与地面间的摩擦力，如果没有摩擦力，桌椅很容易滑动，故D选项不符合题意。2、用5N的力握住重2N的玻璃瓶子悬空静止不动，若此时将手的握力增加到10N，则手与瓶子之间摩擦力的大小为_N；若再向瓶内加水，则手与油瓶之间摩擦力的大小将_。（选填“增大”或“减小”“不变”）【答案】 2 增大【解析】因为瓶子在手中处于静止状态，属于平衡状态，而瓶子只在竖直方向上受到重力和摩擦力，所以摩擦力的大小总等于重力大小，所以即使握力增大到10 N，手与瓶子之间的摩擦力仍为2 N；当向瓶内加水后，瓶的总重力增大了，所以手与瓶子的摩擦力也增大了。3、如图是“研究滑动摩擦力与压力关系”的实验。在甲、乙两次实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上做匀速直线运动。则下列说法正确的是（ ）A图乙中的木块速度越大，滑动摩擦力越大B图甲中的木块只受到拉力、滑动摩擦力等两个力C图甲中弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小D该实验得出的结论：物体间接触面的压力越大，滑动摩擦力越小【答案】C【解析】滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以D错误。滑动摩擦力与物体运动的速度、接触面积的大小无关，所以A错误。图甲中的木块水平方向受到拉力、滑动摩擦力，竖直方向受到重力、支持力，所以B错误。当木块在水平木板上做匀速直线运动时，木块水平方向受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，所以弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，C正确。【拔高】1、教室里，带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来。如图4所示，关于粉笔刷的受力情况，下列说法正确的是（ ）A粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力B粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力C黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上D粉笔刷没有受到摩擦力作用【答案】C【解析】带磁性的粉笔刷被吸在黑板上保持静止，说明粉笔刷分别在竖直方向和水平方向受到平衡力的作用。粉笔刷在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，二者是平衡力。粉笔刷在水平方向受水平向右的磁力和水平向左的支持力，二者是平衡力。2、如图7，水平传送带正将大米从车间运送到粮仓。重500 N的一袋大米静止放到传送带上，米袋先在传送带上滑动，稍后与传送带一起匀速运动，米袋滑动时受到的摩擦力大小是重力的0.5倍。米袋在滑动时受到的摩擦力方向向 ，随传送带一起匀速运动时受到的摩擦力大小为 N。【答案】右 0【解析】当米袋随传送带仪器匀速运动时，假设米袋在水平方向受到摩擦力，因米袋匀速运动，找不到另一力与这个摩擦力平衡，故米袋在水平方向不会受到摩擦力。3、小明用如图甲所示的装置，探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。实验时，小明将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动。这样做的目的是使拉力与摩擦力 。改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布、毛巾等铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度。（1）观察三个实验，比较甲图和 图所示实验，说明滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关。（2）观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明了滑动摩擦力的大小与 有关。（3）小明在进行乙图中实验时，改变放在木块上的砝码，通过多次实验得到滑动摩擦力F摩与作用在物体表面的压力F压的关系图线如丁图所示，由图可知：F摩 F压。乙图中当木块与砝码对地面的压力变为12N时，木块在长木板上匀速滑动时受到的拉力为 N，如果此时弹簧测力计拉着木块和砝码水平向右一起做加速运动，木块所受的滑动摩擦力为 N，此时砝码受 （静摩擦力、滑动摩擦力）作用。方向为 。（选填“水平向右”、“水平向左”）。（4）小明某次拉动木块由静止变为匀速运动时，拉力F随时间t的变化关系如图戊所示（其中03s木块处于静止状态）。分析图像可知：要使木块由静止到开始运动，至少要用 N的水平拉力；若木块所受的拉力F=4N，则木块所处的状态是 。A静止B匀速直线运动C静止或匀速直线运动D条件不足，无法判断【答案】相等（或二力平衡） （1） 乙 （2） 粗糙 （3） 0.25 3 3 静摩擦力 水平向右 （4） 4.2 C【解析】（1）要使测力计的示数与摩擦力相等，木块必须处于平衡状态，匀速拉动木块使拉力与摩擦力是一对平衡力。（2）要研究摩擦力与压力大小的关系，要使接触面的粗糙程度相同，而压力大小不同，所以应比较甲、乙两图。（3）比较甲、丙两图发现：压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，由此可知研究的是摩擦力与接触面粗糙程度的关系故结论为：压力一定时，接触面的越粗糙摩擦力的越大故此题答案为：（1）匀速直线运动（2）在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大（3）压力一定时，摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关五、课程小结1. 两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，或有相对运动的趋势时，会在接触面上产生阻碍物体相对运动的力，这个力就叫摩擦力。2. 摩擦力分为三种：静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。3. 影响滑动摩擦力的大小的因素：接触面的粗糙程度和压力的大小。与物体运动速度和接触面面积无关。4. 增大摩擦力和减少摩擦力的方法：增大摩擦力：1.增大压力；2.增大接触面的粗糙程度；3.将滚动摩擦变为滑动摩擦。减小摩擦力：1.减小压力；2.增大接触面的光滑程度；3.将滑动摩擦变为滚动摩擦；4.分离接触面。六、课后作业1、下列事例中，为了减小有害摩擦的是（ ）A汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹B在自行车的轴承中加润滑油C刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽D拔河比赛时，用力蹬着地面【答案】B【解析】通过增大压力和接触面的粗糙程度可以增大摩擦；通过减小压力和减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动等可以减小摩擦。故选B2、下列说法中，正确的是（ ）A人匀速竖直向上爬杆时，手握杆的压力越大，摩擦力就越大B拉链拉不动时，可在拉链上抹一点石蜡，就容易拉动了C人走路时，受到地面对人向后的滑动摩擦力D皮带传动时，皮带与皮带轮之间的摩擦是有害的【答案】B【解析】A人匀速竖直向上爬杆时，受到的重力和摩擦力是一对平衡力，所以，手握杆的压力增大时，摩擦力不变B拉链拉不动时，可在拉链上抹一点石蜡，就容易拉动了，是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦C人走路时，受到地面对人向前的静摩擦力，因为脚相对于地面有向后运动的趋势D皮带传动时，皮带与皮带轮之间的摩擦是有益的故选B3、如图所示，用水平力F拉着长木板A在水平地面上做匀速直线运动，木块B始终静止不动，若不计绳重，下列说法中正确的是（ ） A. 木块B不受摩擦力B. 木块B受到方向向左的摩擦力C. 木块B受到的重力和对木板A的压力是平衡力D. 拿掉木块B后，木板A在拉力F的作用下继续做匀速直线运动【答案】B【解析】木块B受弹簧测力计向右的拉力和A对B的向左的摩擦力，处于静止状态，故A错误。木块B受到方向向左的摩擦力，摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，故B正确为答案。木块B受到的重力和对木板A的压力，两个力的方向相同，不是平衡力，故C错误。拿掉木块B后，木板A不受B的摩擦力，木板A受到的力不再是平衡力，所以木板A不会继续做匀速直线运动，故D错误。4、 如图所示，物体A在水平面上向右运动，同时受到一个向左的拉力。请画出物体A此时受到的重力G与滑动摩擦力f的示意图。【答案】略【解析】重力的方向竖直向下，过A点画一条竖直向下的带箭头的线段，并标上重力的符号G；物体A在水平面上向右运动，所以摩擦力的方向水平向左，从A点画一条水平向左