4摩擦力-教学目标

1、第四节摩擦力教学目标一、知识目标1 知道静摩擦力和滑动摩擦力产生的条件，会判断这两种摩擦力的方向。2 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。3 知道什么是最大静摩擦力，知道最大静摩擦力跟物体间的正压力成正比。二、能力目标1 培养学生的实验观察能力和实验分析能力。2 培养学生的科学的语言表达能力。3 对学生进行科学研究方法的渗透。三、德育目标向学生渗抓住主要矛盾和主要因素，忽略次要因素的辨证思想。重点：1 .滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用f = rf解决实际问题。2 静摩擦力产生的条件及规律，正确理解什么是最大静摩擦力。 难点1 正压力的确定。2 静摩擦力方向的正确判定

2、。教法建议一、讲解摩擦力有关概念的教法建议介绍滑动摩擦力和静摩擦力时，从基本的事实岀发，利用二力平衡的知识使学生接受摩擦力的存在。由于摩擦力的内容是 本节的难点，所以在讲解时不要求一步到位”，关于摩擦力的概念可以通过实验、学生讨论来理解。1 可以让学生找岀生活和生产中利用摩擦力的例子；2 让学生思考讨论，如：(1) 摩擦力一定都是阻力；(2) 静止的物体一定受到静摩擦力；(3) 运动的物体不可能受到静摩擦力；主要强调：摩擦力是接触力，摩擦力是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，但不一定阻碍物体的运动，即在运动中 也可以充当动力，如传送带的例子。二、有关讲解摩擦力的大小与什么因素有关的教法建议

3、1.滑动摩擦力的大小，跟相互接触物体材料及其表面的光滑程度有关；跟物体间的正压力有关；但和接触面积大小无关。 注意正压力的解释。2滑动摩擦力的大小可以用公式：f= gN,动摩擦因数 卩跟两物体表面的关系，并不是表面越光滑，动摩擦因数越小。实尤其是非常清洁的表面，物体表面是光滑的”这是忽际上，当两物体表面很粗糙时，由于接触面上交错齿合， 会使动摩擦因数很大； 对于非常光滑的表面 由于分子力起主要作用，所以动摩擦因数更大，表面越光洁，动摩擦因数越大。但在力学中，常称 略物体之间的摩擦力的一种提法，实际上是一种理想化模型，与上面叙述毫无关系。3 动摩擦因数 卩是一个无单位的物理量，它能直接影响物体的

4、运动状态和受力情况。4静摩擦力的大小，随外力的增加而增加， 并等于外力的大小。但静摩擦力不能无限度的增大， 而有一个最大值，当外力超过这个最大值时，物体就要开始滑动，这个最大限度的静摩擦力叫做最 大静摩擦力fm。实验证明，最大静摩擦力由公式 fo=eN所决定，e叫做静摩擦因数，N为物体所受 的正压力。摩擦力的大小变化随着外力的变化关系如图：滑动摩擦力的大小小于最大静摩擦力，但一般情况下认为两者相等。教学方法：讲授法、实验法、讨论法。教学用具：投影仪、投影片、带有定滑轮的平板一块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码、带绳的木块、小铁块。 课时安排：2课时 教学过程、导入新课【演示1】摩擦块从斜面上

5、滑下，在水平面上运动一段距离后静止。观察现象：摩擦块在水平面上运动是越来越慢直至静止；原因分析：因为它受到摩擦力。同学们，在桌子上给文具盒一个初速度，文具盒最终会停下来，这说明什么问题？生答：文具盒受到摩擦力作用。引入：那这个力是谁给的，在什么情况下产生这个力呢？它的大小和方向如何确定呢？本节课学习关于摩擦力的知识。 【演示2】水平面上的摩擦块，用一弹簧秤沿水平方向拉，未拉动。置疑设问：上面两个演示中的摩擦块都受摩擦力作用，它们各自所受摩擦力有什么不同？摩擦力大小和方向如何确定？本 节课将学习这方面的知识。引导回答：与桌面接触，且有相对滑动，才产生这个力。师：对，这就是初中已经有了的概念，滑动

6、摩擦力。力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要 掌握它产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。今天我们学习第三种力 摩擦力，在这三种力中摩擦力较难掌握。今天，我们将进一步学习有关摩擦力的知识。二、新课教学（一）滑动摩擦力1 .滑动摩擦力的产生条件【演示3】将一纸条夹入书中向外拉，并将纸条拉出。学生归纳演示1和演示3两种现象中产生的摩擦力有什么共同特点？（物体间有相对运动）从而得出：相互接触的两物体，一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，受到另一物体阻碍它相对滑动的力， 这种力叫滑动摩擦力。产生条件：两物体相互接触且接触面

7、粗糙。两物体间存在相互作用的弹力一一正压力。两物体接触面间有相对运动。2 .滑动摩擦力的大小下面用控制变量法研究滑动摩擦力的大小。控制相互之间的压力不变：木块侧面或底面与木板接触在木板表面匀速滑动时，观察弹簧秤的示数，两次的读数是相同的得岀结论：滑动摩擦力大小与接触面积无关。更换实验条件，上述演示若用木块的橡皮面与木板接触，同样维持其匀速运动，观察弹簧秤的示数，发现比前两次实验的 数值要大。得岀结论：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。将两个木块垒在一块在木板表面匀速滑动时，观察弹簧秤的示数，读数变为原来两倍才能使两木块在木板表面匀速滑动。得岀结论：滑动摩擦力大

8、小与相互之间的压力（弹力）成正比，且压力越大，滑动摩擦力越大。如果用F表示滑动摩擦力的大小，用 Fn来表示相互之间的压力（弹力）大小，则有关系式表达：F=Fn。其中卩叫做动摩擦因数，是F与Fn的比值，它由接触面的材料的粗糙程度决定，与接触面积大小无关，是没有单位的。（指导学生阅读P9:几种材料间的动摩擦因数”表）。【例题1】在水平力F的作用下，重为G的物体匀速下滑，如图所示，若物体与墙之间的滑动摩擦因数为m,则物体所受的摩擦力的大小为多少？答案：“或Go由此可知，计算滑动摩擦力的方法有两种，一是直接由F=mFn来计算，二是由物体的受力情况和运动情况，间接进行判断和计算。3 滑动摩擦力的方向学生

9、思考：分析上述有关滑动摩擦力的实验，试用语言描述滑动摩擦力的方向。下面师生共同分析实验中滑动摩擦力方向，并画岀示意图。老师归纳：滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，且与相对运动方向相反。（1） 所谓相对运动是指相对接触的物体，而不是相对于别的物体（比如水平地面）。举例：物体A处于水平放置的长木板 B上，现让两者都向右运动，且 Vavb分析物块A是否受到摩擦力，方向如何？ 分析：由于Vav b,故A相对于B水科向左运动，因而 A所受B的滑动摩擦力方向水平向右。（2）滑动摩擦力也可能是阻力也可能是动力。在上题中，A所受的摩擦力和 A的运动方向相同，因而此时滑动摩擦力是动力。【例题2】P9例题【例题3

10、】分析下各图中物体 A所受摩擦 力方向。（v表示物体A的运动方向）巩固练习（岀示投影片）（1）关于滑动摩擦力，下列说法正确的是:A .物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大；B滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反；C .接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越大；D.滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。强调：滑动摩擦力的方向与物体相对接触面的运动方向相反，而不能说与物体运动方向相反。（2） 用100N的力在水平方向匀速推动重 500N的箱子，那接触面的滑动摩擦力是多大？卩值为多大?（3） 马拉雪橇在水平雪地上前进，若马对雪橇拉力突然增大，雪橇所受滑动摩擦力如何变化？（

11、4） 手压黑板擦静止在黑板上，黑板擦受摩擦力否？松手后黑板擦向下滑动，又受多大摩擦力？（二）滚动摩擦：一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。提问：车轮、滚动轴承为什么都做成圆的？引导学生答：因为滚动摩擦要比滑动摩擦小得多。（三）静摩擦力提问把一个很重的铁球放在地上，一只小蚂蚁能不能推动？（学生：推不动。）提问如果地面是光滑的呢？（学生：有的认为推动，有的认为推不动。）老师强调：到底推动推不动？学生甲：推动推不动，不是看铁球的重要，要看与地面的摩擦力有多大？比如一辆汽车，两三个人搬不动，但可以推得动。老师：对，分析得太好了。在水平地面上是否推动物体，不取决于这个物体重量的大小。如果地面光滑，

12、重力不会影响水平方向的运动，如果地面粗糙，推力大于物体与地面间的最大静摩擦力，就推得动，下面我们来研究静摩擦力。1 静摩擦力的产生条件 教师演示用力推讲桌。 开始用很小的推力，推不动，分析讲桌受力情况。 再用稍大的力推，还静止不动，分析受力情况 继续增大推力，讲桌开始运动，分析受力情况。分析：我们用不大的水平力在水平地板上推箱子，虽然箱子有相对地板运动的趋势，但箱子并没有动，就是因为箱子跟地 板之间发生了摩擦。这个摩擦力和推力都作用在箱子上，它们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此箱子保持不动。这时发 生的摩擦叫做静摩擦。产生条件：两个物体相互接触且接触面粗糙。两物体间存在相互作用的弹力一一正

13、压力。两物体接触面间有相对运 动趋势2 静摩擦力的方向实验研究：木块在水平面上，用水平力拉，未拉动。木块静止在斜面上。一纸条夹在书中，用力向外拉，未拉动。 以上三种现象产生的摩擦力有什么共同特点？（由学生分析归纳岀物体相对静止，但有相对运动趋势。）分析后得岀：静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势方向相反。演示验证：毛刷放在水平面上，再压一重物，用力拉毛刷，毛刷虽静止，但刷毛弯曲，它可表明静摩擦力方向。3 .静摩擦力的大小提问静摩擦力的大小如何确定呢？有什么规律呢？请同学们自己动作实验得岀结论。请另一位同学来推讲桌，水平力逐步增大。现象：开始时桌子未动，当水平力增加到某一值时，

14、桌子突然动起来。分析：桌子未动时，桌子水平方向受力平衡，即静摩擦力等于水平力。总结：静摩擦力随外力的增大而增大。继续分析：逐渐增大推力，如果推力还不够大，箱子仍旧保持静止不动，所受静摩擦力跟推力仍旧平衡。可见静摩擦力随推力的增大而增大。但是静摩擦力的增大有一个限度，静摩擦力的最大值Fmax叫最大静摩擦力。（最大静摩擦力等于物体刚开始运动时所需的最小推力）在演示静摩擦力大于滑动摩擦力时，拉动下面的抽板时上面的物体开始运动时不稳，看不清静摩擦力大于滑动摩擦力所表 现岀来的示数的变化。后来我发现，在把下面的抽板拉到匀速时，突然停下来，这时示数即为滑动摩擦力的大小，然后再拉动 抽板，直到木块在木板上重

15、新匀速运动起来，这时会看到示数又会增加， 这就说明静摩擦力大于滑动摩擦力，取得很好的效果。学生分组实验学生两人一组，教师指导一组学生实验，其他各组同时操作。木块静止地放毛巾上，用测力计沿水平方向拉住物块， 开始用较小的力拉木块， 木块静止，记下拉力大小；慢慢增加拉力, 木块仍静止，记下拉力的大小。继续增大拉力，木块刚开始动，记下拉力的大小。然后保持匀速运动，记下拉力的大小。岀示投影片、填表过程测力计读数拉力方向摩擦力大小摩擦力方向1静摩擦力12静摩擦力23最大静摩擦力4滑动摩擦力结论：最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。实验归纳得到：静摩擦力随着推力的增大而增大，它的极限值就是最大

16、静摩擦力。可见，静摩擦力是一个变力，变化范围 为：0 苓 G，使物体向上运动，这显然是谬误的。【例题6】一一关于摩擦力方向的判断如图所示，皮带传动中，两轮的01、02轴固定，当Oi主动轮先逆时针转动时，不打滑的皮带也使02从动轮逆时针转动。试确定二轮边缘上 A点和B点所受摩擦力的方向？解析：当Or轮上的A点随轮转动时，A点相对皮带有向左运动趋势，所以受到皮带给的向右的摩擦力fA，对01轮是阻力。而02轮B点相对皮带也有向左运动趋势，所以也受到皮带给的向右摩擦力fB,-对。2轮则是动力。点拨：由于皮带未相对轮滑动，故 fA、fB均是静摩擦力；判定摩擦力的方向必须 以轮相互挤压的皮带为参照物。三、

17、课堂小结1 摩擦力产生的条件：有接触面，不光滑，有压力，有相对运动或相对运动趋势。有相对运动时产生滑动摩擦力；有相 对运动趋势时产生静摩擦力。2 摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，不一定和物体的运动方向相反，不一定是阻力3 滑动摩擦力可由公式F=gFN计算，或由物体平衡计算。4 静摩擦力不是定值，有一个范围，即OW Fwmax，由物体运动和其他受力情况决定。四、作业与思考 P12练习三（4）补充题：1.在F作用下，A静止在墙上，这时 F = 50N ;如果F增大为100N，A还静止在墙上，在这两种情况下，A所受到的摩擦力如何变化？ （ A的质量为10kg）2 .图6中物块A重10N

18、，A和桌面间的动摩擦因数 卩=0.25当悬挂物B重3N时，开始沿桌面 滑动。求：（1） B物体重1N时A与桌面间的摩擦力多大？ （ 2） B物体重6N时，A与桌面的摩擦 力多大？（ 3）当A物体上再加上重10N的C物体，B物体重6N时，A与桌面的摩擦力多大？3 .人在爬绳的过程中，手受到什么摩擦力？方向怎样？摩擦力的方向跟人体运动的方向是一致 还是相反？五、板书设计概念滑动摩擦力产生条件大小摩擦力方向概念静摩擦力广生条件大小 方向1 摩擦力一定是阻力吗？摩擦力既可以是阻力，也可以是动力。摩擦力总是与物体的相对运动或相对运动的趋势相反，其作用效果总是阻碍物体的 相对运动，因此有的同学会以为摩擦力

19、只能是阻碍物体运动的力，不可能成为物体运动状态改变的动力。其实不是这样，如人 向前行走，脚有向后趴地的动作，所以脚所受的摩擦力是向前的，与人的运动方向一致，这是推动人体向前移动的动力。2 静摩擦力的大小与正压力成正比吗？可以用如图所示的情况来研究静摩擦力的大小。假定图中水平力F由零逐渐增大到10N时，物体才开始发生运动，显然,当F=0、1N、2N8N、9N时，物体受到的静摩擦力的大小始终与F的大小对应相等，可见静摩擦力的大小有如下特征：（1） 静摩擦力的大小总与迫使物体发生相对运动的外力（或沿着接触面的分量）大小相等，-且静摩擦力随此外力（或沿着接触面的分量）的增大而增大；（2） 静摩擦力有一

20、个最大值，即最大静摩擦力。应注意不能机械地套用f= 来求静摩擦力，例如上述例子的物块对水平 面的正压力并没有变化，而静摩擦力却有多个可能值。摩擦力两个互相接触的物体发生相对运动或存在相对运动趋势时，在它们的接触面上将产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力， 我们称为摩擦力。摩擦通常分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦几种。其中滚动摩擦在高中阶段不作研究，各种摩擦力的起因较为复杂，科学 家先后曾提岀过凸凹说、粘合说、分子说等各种理论来说明摩擦起因。但比较一致的观点是：各个理论从本质上说，摩擦力起 源于物体内部带电的或具有磁矩的微粒间的电磁力。滚动摩擦一个物体沿另一个物体的表面滚动或有滚动趋势时，受到的阻碍

21、作用称为滚动摩擦。N对车轮质心0便产生阻碍车轮滚动的阻力矩。实N成正比，并有如下经验公式：M=kN，式中的kN对车轮质心0的力臂。滚动摩擦的大小一般用阻力矩来量度，如，车轮沿地面滚动时，地面和车轮都要发生形变，使 得地面对车轮支持力 N的作用点前移，支持力 验证明：阻力矩M的大小与接触面上的正压力 称为滚动摩擦因数，在数值上相当于图中支持力一般地讲，滚动摩擦因数与接触面的材料、硬度、表面状况及滚动物体的半径等因素有关。通常讲滚动摩擦比滑动摩擦小，应理解为在条件相同的条件下， 克服滚动摩擦比克服滑动摩擦需要的力小，而不能认为滚动摩擦力矩（即阻力矩）比滑动摩擦力小。如何确定摩擦力的方向摩擦力的性质

22、是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势，所以研究摩擦力的方向时一定要取与研究对象接触的那个物体为参照物，并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势。若有，则被研究物体所受的摩擦力 一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反。北I东如图所示，木板 A质量为M，以相对地面的速度v在水平面上向东运动。木板上放一质量为m的木块B，各接触面间滑动摩擦因数均为go当木块B也有相对地面向东的速度v时，木块相对木板静止，且无相对运动趋势，所以木板与木块之间没有摩擦力的作用。再以地面为参照物，木板相对地面向东运动，所以木板受到地面向西的摩擦力的作用，大小为g（ M+ m） go当木块B相对

23、地面有向北的速度 v时，以木板为参照物。木块相对木板向西北方向运动（图），所以木块受到木板的摩擦力的 作用，方向指向东南，大小为pmgo同理木板也受到木块的摩擦力的作用，方向指向西北，大小为gmg。此时木板与地面间的相对运动不变，所以木板与地面间的摩擦力作用没有发生变化。当然，此时还需有一个外力才能维持此种情况。课题1:内容：通过对日常生活的观察和研究，写岀对于我们日常活动密切相关的摩擦的认识。可以选择的课题建议：1.如果没有摩擦力，世界将会怎样 ”关于本课题，可以让学生查找一些类似的文章并写岀感想，对于本文的写作形式可以不加限制。2 .关于摩擦力在生活、生产中的作用”本课题具有专题性质，可以

24、针对某一方面详细叙述，如摩擦在体育运动中”摩 擦在我们的学习生活中”等等。课题2 :内容：通过实验研究影响滑动摩擦力大小有关的因素。1.实验验证影响滑动摩擦力大小的因素由于教师在课堂上已经详细的讲述了影响滑动摩擦力大小的因素，因此学生在用实验研究滑动摩擦力时往往对实验的原理忽略，而注重实验的过程和实验的准确性，因此可以要求学生自己提岀实验方案并说明为什么要如此设计，在教师指导下独立 完成实验后写岀详细的实验报告。2 测量滑动摩擦力相对与 实验验证影响滑动摩擦力大小的因素”实验，本实验是其延续，如果说实验1是提岀了研究问题的方向，那么实验2就是针对具体细节的研究方案。建议学生自己提岀实验方案，在教师指导下独立完成实验后写岀详细的实验报告。习题精选1 关于静摩擦力的说法，正确的是（）A .两个相对静止的物体间一定有摩擦力的作用B .受静摩擦作用的物体一定是静止的C 静摩擦力一定是阻力D.在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度2 要使一粗糙的木块在水平木桌的表面上滑动受到的滑动摩擦力尽可能小些。下列措施中有效的是（）A 将木块和木桌的接触面创光滑些B 在木桌表面上垫一张平整的铁皮C 使木块的滑动速度