《摩擦力》备课讲义

第八章运动和力第3节摩擦力知识点1:摩擦力概念相互接触的物体相对运动或有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力叫摩擦力产生条件物体接触;表面不光滑;发生相对运动或有相对运动的趋势方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反分类滑动摩擦力一个物体在另一个物体表面滑动时产生的摩擦力用铅笔在纸上写字;用黑板擦擦黑板滚动摩擦力一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力用圆珠笔写字;运动的车轮与地面的摩擦静摩擦力一个物体在另一个物体表面有相对运动趋势但仍保持相对静止状态时产生的摩擦力静止在斜面上的物体;推水平地面上的物体,但没推动时的摩擦影响滑动摩擦力大小的因素压力接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大接触面的粗糙程度压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大拓展延伸

如何理解相对运动和相对运动的趋势?“相对运动”是指相互接触的两物体间有相对位置变化;“相对运动趋势”是指物体之间没有相对位置变化,但有发生相对位置变化的趋势。易错警示

判断摩擦力的大小:当物体静止在不光滑的水平面时,若用3N的力去推物体,推不动,原因并非是推力小于摩擦力,而是摩擦力与推力相等,因为两力是平衡力;当用力5N使物体做匀速直线运动,此时摩擦力等于5N;当用力6N使物体做加速运动时,摩擦力不变,仍等于5N,因为压力和接触面的粗糙程度均没变。【例】如图1所示,用水平力推静止在水平地面上的大木箱,没有推动。此时木箱受到的()图1A.推力小于摩擦力

B.推力和摩擦力大小一定相等C.推力一定小于重力

D.推力和摩擦力方向相同答案：B点拨：因为大木箱仍处于静止状态,所以在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力,故摩擦力等于推力,并且方向相反。知识点2:摩擦的利用和防止有益的摩擦要增大,有害的摩擦要防止,增大和减小摩擦的方法如下表:方法增大有益摩擦的方法增大压力增大接触面的粗糙程度变滚动摩擦为滑动摩擦减小有害摩擦的方法减小压力减小接触面的粗糙程度变滑动摩擦为滚动摩擦使接触面完全分开【例】在图2所示的实例中,属于增大摩擦的是()图2答案：D点拨：本题考查增大和减小摩擦的方法。磁力将磁悬浮列车从轨道上微微托起,从而减小摩擦,故选项A错误;气垫船的船底与水面之间有一层空气,使船体与水面分离,减小了两者之间的摩擦,故选项B错误;在轴承中加入润滑油,减小了车轴与滚珠之间的摩擦力,故选项C错误;鞋底和轮胎上凹凸不平的花纹增大了鞋底和轮胎与地面间的粗糙程度,从而增大了摩擦,故选项D正确。知识点3:探究影响滑动摩擦力大小的因素提出问题

滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关?假设猜想[猜想一]滑动摩擦力的大小跟压力的大小有关;[猜想二]滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关;[猜想三]滑动摩擦力的大小跟接触面的面积大小有关。实验设计探究[思考]1.如何测量滑动摩擦力的大小?2.用什么研究方法来设计实验?[实验设计方案]实验目的:探究影响滑动摩擦力大小的因素。实验器材:弹簧测力计、长方体木块、砝码、表面粗糙程度不同的长木板。实验步骤:(1)将木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数;(2)将木块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数;(3)将木块平放在长木板上,将一个砝码放在木块上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数;(4)将木块平放在表面更粗糙的长木板上,将一个砝码放在木块上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数。分析论证

实验数据如下表:压力的大小接触面的粗糙程度接触面积摩擦力的大小1一个木块粗糙S11.2N2一个木块粗糙S21.2N3一个木块和一个砝码粗糙S11.5N4一个木块和一个砝码更粗糙S11.8N分析1、2两次实验可知:当接触面的粗糙程度和压力相同时,摩擦力相同,即滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小无关;分析1、3两次实验可知:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;分析3、4两次实验可知:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;由此可得出结论:滑动摩擦力的大小跟压力和接触面的粗糙程度有关。实验点拨1.实验中应用弹簧测力计水平拉着木块在木板上做匀速直线运动,此时木块受平衡力,即摩擦力和拉力是一对平衡力,摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。2.该实验采用了控制变量法。分析实验现象及数据时,要分析其中的相同因素和不同因素,同时总结出不同因素之间的因果关系,从而总结出实验结论。3.滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面积的大小等因素无关。【例】在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜想:A.滑动摩擦力的大小与压力大小有关;B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;C.滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关;D.滑动摩擦力的大小与物体运动的速度大小有关。实验室提供的器材有:木块、长木板、弹簧测力计、砝码、棉布、毛巾等,同学们参照如图3所示的实验,选择一个或两个猜想进行分组探究:图3(1)在实验中,必须拉着弹簧测力计使物体沿水平方向做运动。

(2)在探究猜想A时,应在其他条件不变情况下,改变。

(3)某小组的实验记录如下表:实验次数压力大小接触面材料木块运动速度测力计示数F/N1等于木块重木板慢1.02等于木块重棉布慢1.53等于木块重毛巾慢2.04等于木块重毛巾快2.05等于木块重毛巾很快2.0①根据实验记录可知,该组同学选择猜想和进行探究(填字母序号);

②分析比较第1、2、3次实验记录可得:滑动摩擦力的大小与接触面的

有关;分析比较第

次实验记录可得:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。

答案：(1)匀速直线(2)压力的大小(3)①B;D②粗糙程度;3、4、5点拨：(1)实验中,要用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力才是平衡力,大小相等,便于准确测量摩擦力的大小;(2)猜想A是探究滑动摩擦力与压力大小的关系,因此应在其他条件不变的情况下,改变压力的大小;(3)①分析表中数据可以看出,木块重始终不变,分别改变了接触面的粗糙程度和木块运动的速度,因此该组同学研究了猜想B和D;②分析1、2、3次实验可知:压力和速度均不变,改变了接触面的粗糙程度,滑动摩擦力随之改变,故滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;分析3、4、5次实验可知,压力和接触面的粗糙程度均不变,只改变了运动的速度,因为测力计示数均为2.0N,故滑动摩擦力的大小与速度无关。考点1:生活中改变摩擦力的实例【例1】下列实例中,为了减小摩擦的是()A.在新用的拉链上抹一点石蜡B.拔河时用力握住绳子C.拧矿泉水瓶瓶盖时,往往在手与瓶盖之间垫上一块布D.为了擦净玻璃上的污渍,要用力压抹布答案：A点拨：在新用的拉链上抹一点石蜡,使拉链更光滑,减小摩擦;拔河时用力握住绳子,增大压力,是为了增大摩擦;拧矿泉水瓶瓶盖时,在手与瓶盖之间垫上一块布,增大了接触面的粗糙程度,增大了摩擦;为了擦净玻璃上的污渍,要用力压抹布,是通过增大压力来增大摩擦。考点2:探究影响滑动摩擦力大小的因素【例2】在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,某同学提出下列猜想:Ⅰ.与物体速度的大小有关;Ⅱ.与接触面的粗糙程度(表面状况)有关;Ⅲ.与压力的大小有关。(1)为了验证上述猜想是否正确,他采用了图4甲所示的装置进行实验,实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做运动。

图4(2)实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定,便对实验装置进行改进,如图乙所示,他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面,用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机。在木块上放置不同的砝码,当电动机以不同的转速工作时,通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动,实验记录如下:实验次数表面状况压力/N摩擦力/N木块的速度/(m·s-1)1木块—木板2.00.60.12同上4.01.20.13同上4.01.20.24木块—砂纸2.01.00.1①分析3、4两次的实验记录,(填“能”或“不能”)验证猜想Ⅰ;

②分析两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅱ;

③分析两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅲ。

答案：(1)匀速直线(2)①不能②1、4③1、2点拨：(1)因为只有木块做匀速直线运动时,摩擦力和拉力才是一对平衡力,它们的大小才会相等,因此,实验中应用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动;(2)该实验要采用