【完美导学】3.3 摩擦力教学设计（2）-2022-2023学年高一物理同步备课全套（鲁科版2019必修第一册）

第三章相互作用第3节摩擦力本节选自鲁科版第三章第三节，它是学生在充分掌握了重力、弹力后，接触到的另外一个性质力，本节既是力学的基础，也是高中物理知识的基石。本节课是重力和弹力的延伸，又为后续学习受力分析及牛顿运动定律打好基础，具有承前启后的作用。【物理观念】了解摩擦力的概念及产生条件；会判断和计算两种摩擦力的方向和大小；具有重力、弹力及摩擦力相关的初步的相互作用观念。【科学思维】通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的思维。【科学探究】通过探究影响滑动摩擦力大小因素的活动，培养学生实验、分析、概括的能力，对学生进行科学研究方法的教育。【科学态度与责任】体会摩擦力与人类生活的密切联系，在探究活动中，培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度。【教学重点】1．滑动摩擦力的产生条件及规律，会应用公式f=µN解决实际问题。2．静摩擦力的产生条件及规律，正确理解什么是最大静摩擦力。【教学难点】自主设计探究方案，进行科学探究；静摩擦力的有无及方向的确定。【导入新课】观察这三幅图片，思考以下三个问题：（1）筷子为何可以提起水杯？（2）桌子为何推而不动?（3）行驶的汽车不加油门时为何就要慢慢停下？引出本节课的课题“摩擦力”【新课讲授】一、什么是摩擦力？定义：两个相互接触、相互挤压的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动和相对运动趋势的力，这种力叫摩擦力。二、摩擦力的种类（据图分类摩擦力）滑动摩擦力静摩擦力滚动摩擦力三、滑动摩擦力1、定义：当两个物体彼此接触和挤压，并发生相对滑动时，在接触面上就会在接触面上产生阻碍相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力。结合实例与定义得出滑动摩擦力的产生条件。2、产生条件：接触并挤压；有相对运动；接触面不光滑3、方向：与接触面相切，并且与物体的相对运动方向相反。（与物体运动的方向无关）【思考】相对运动和运动有什么不同？怎么理解相对？能不能不要“相对”？（根据实例体会相对运动与运动的区别）木块相对桌面静止，抽出纸条

，在这个过程中，木块没有运动，但是木块与纸条之间有相对运动，有摩擦。木块随手做匀速直线运动，在这个过程中木块运动，但是木块与手之间无相对运动，无摩擦。（总结）“相对滑动”或“相对滑动趋势”相对指的是物体以接触面为参考系，而不是相对于地面或是其他物体的滑动。【关于滑动摩擦力要注意】(1)静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用(2)摩擦力不一定阻碍物体运动,但一定阻碍相对运动,可能是阻力,也可能是动力(3)摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,可能相反,但一定与相对运动方向相反4、滑动摩擦力的大小【思考】滑动摩擦力大小跟哪些因素有关呢？（体验）把手掌压在桌面或其他物体的表面，在大小不同的压力下向前平移手掌；改变接触面的材料，体会在相同大小的压力下向前平移手掌。通过比较，感受滑动摩擦力的大小与那些因素有关？（猜想）接触面粗糙程度；接触面间的正压力；物体相对速度大小；接触面积的大小等思考：探究Ff与某个因素关系时如何排除其他因素影响？-------控制变量法（实验）不同接触面积不同运动速度eq\o\ac(○,1)滑动摩擦力的大小与接触面积及相对运动速度无关eq\o\ac(○,2)其他条件不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。方案一方案二思考：在探究正压力与滑动摩擦力大小之间的关系时，应该选择哪一方案？为什么？eq\o\ac(○,3)其他条件不变时，接触面上的正压力越大，滑动摩擦力越大，且随正压力成正比关系增大。实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即Ff=μFN（1）FN是跟两个物体接触面垂直的作用力。思考：压力一定等于重力么？（实例展示，打破学生的误区）（2）动摩擦因数注意：μ仅与两个物体的材料和表面粗糙程度有关展示几种常见接触面的动摩擦因数【例题】有些地方，人们常用狗拉雪橇载人及物品。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为0.02，雪橇（包括所载人及物品）的总重量为300Kg。若近似认为狗以水平拉力拉着雪橇在水平地面上做匀速直线运动，求狗拉雪橇的拉力大小。【策略提炼】在真实情境中，我们要善于抓住主要因素，在本题中，忽略次要因素，将“雪橇”视为质点，根据二力平衡等解决问题。四、静摩擦力1、定义：两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动，但具有相对运动趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力。2、产生条件：接触并挤压；有相对运动趋势；接触面不光滑3、方向：静摩擦力的方向总是沿着接触面，跟物体相对运动的趋势方向相反。思考：如何判断物体的相对运动趋势？假设法：假设斜面光滑。注意：相对运动趋势的“相对”是指两接触面之间。4、静摩擦力的大小（演示实验）粗测最大静摩擦力实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。理论分析：推动前：由二力平衡知，静摩擦力的大小随运动趋势方向上的推力的增大而增大，F静=F推推动瞬间：当人在箱子运动趋势上的水平推力增大到某一值Fmax时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把Fmax叫最大静摩擦力。静摩擦力的范围0<F静≤Fmax（关于最大静摩擦力）最大静摩擦力跟物体间的压力、接触面的材料及粗糙程度有关。最大静摩擦力比滑动静摩擦力略大一些。有时可近似的认为二者相等，即Fmax=μFN【关于静摩擦力要注意】(1)静摩擦力可以存在于静止的物体间；也可以存在于运动的物体间。(2)静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动趋势。(3)静摩擦力不是恒力，大小随着产生运动趋势的外力的变化而变化。【例题】质量为2kg的木箱静止在水平地面上。木箱与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，取重力加速度g=10kg。现给木箱一水平拉力。（1）当拉力大小为5N时，地面对木箱的摩擦力是多少？（2）当拉力大小为12N时，地面对木箱的摩擦力是多少？（3）此后若将拉力减小为5N（木箱仍在滑动），地面对木箱的摩擦力是多大？【策略提炼】分析摩擦力时，首先要判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小可以用滑动摩擦力公式计算。静摩擦力的大小可用二力平衡条件求解。（静摩擦力有无的判断）练习：一只玻璃瓶，在下列情况下是否受到摩擦力？如果受到摩擦力，摩擦力的方向如何？A、瓶子静止在粗糙的水平面上无摩擦B、瓶子静止在倾斜的桌面上