8.3摩擦力 课件-2023-2024学年人教版物理八年级下册

8.3摩 擦 力 -1- ■考点一 摩 擦 力 1. 滑动摩擦力 两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 2. 滑动摩擦力产生的条件 （1）接触面粗糙； （2）相互接触的物体间有挤压； （3）相互接触的物体发生相对运动。 说明：三个条件缺一不可，特别要注意对“相对”的理解。 [考点解读] 第 3 节 摩 擦 力 -2- 3. 滑动摩擦力的方向 （1）滑动摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反。 （2）“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反。 （3）总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。 4. 利用二力平衡判断摩擦力的大小和方向 根据二力平衡的知识，一对平衡力大小相等、方向相反， 故可对处于平衡状态的物体进行受力分析，找出与摩擦力平衡的力，从而判断摩擦力的大小和方向。 第 3 节 摩 擦 力 -3- 例 1 同学们擦黑板时，黑板擦会受到 __________ 的作用；当黑板擦通过背部磁条的作用静止于竖直的黑板上时，黑板擦会受到方向 _________ 的摩擦力。 解析：同学们擦黑板时，黑板擦会受到滑动摩擦力的作用。黑板擦在竖直方向上处于静止状态，即平衡状态，受到平衡力的作用：竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力。 答案：滑动摩擦力 竖直向上 易错：第二空错填“竖直向下” 错因：对判断摩擦力方向的方法掌握不牢而出错。 满分备考：滑动摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反。 典题精析 第 3 节 摩 擦 力 -4- ■考点二 摩擦的利用与防止 1. 增大有益摩擦的方法：增大接触面的粗糙程度；增大压力；使滚动变为滑动。 2. 减小有害摩擦的方法：减小接触面的粗糙程度；减小压力；变滑动为滚动；使物体接触面彼此分离。 第 3 节 摩 擦 力 -5- 例 2 下列措施中，为了减小摩擦力的是（ ） A． 拔河比赛时，用力蹬地面 B． 短跑运动员穿上钉鞋 C． 琴弦上抹松香 D． 给车轴加润滑油 解析：拔河比赛时，用力蹬地面，是在接触面的粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；短跑运动员穿上钉鞋，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；琴弦上抹松香，使两者之间的接触面变得粗糙，从而增大了摩擦力；给车轴加润滑油可以使相互接触的表面彼此分离，从而减小摩擦力。 答案：D 易错：C 错因：不清楚抹松香的作用，误以为抹松香是为了减小摩擦力。 典题精析 第 3 节 摩 擦 力 -6- 实验：研究影响滑动摩擦力大小的因素 1. 提出问题：摩擦力的大小与什么因素有关？ 猜想与假设： A. 可能与接触面所受的压力有关 B. 可能与接触面的粗糙程度有关 C. 可能与接触的面积大小有关 2. 设计实验： 器材：木板、木块、弹簧测力计、砝码、毛巾 [实验突破] 第 3 节 摩 擦 力 -7- 原理：二力平衡的条件 在测量木块与长木板之间的摩擦力时，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块做匀速直线运动，这时木块处于平衡状态，水平方向上受到弹簧 测力计的拉力和木板对它的摩擦力是一对平衡力， 所以弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。 步骤：（1）如图甲所示，把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出这时的拉力 F1； （2）如图乙所示，在木块上放砝码，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出这时的拉力 F2； （3）如图丙所示，换用材料相同但表面更加粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F3； 第 3 节 摩 擦 力 -8- （4）设计表格，记录实验数据。 3. 结论： 结论一：接触面的粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大； 结论二：压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力就越大。 序号 压力/N 接触面种类 弹簧测力计示数/N 1 木板 2 木板 3 表面更粗糙的木板 第 3 节 摩 擦 力 -9- 4. 实验中需要注意的问题： （1）二力平衡条件的应用：在测量木块与长木板之间的摩擦力时只有当木块做匀速直线运动时，木块受到的拉力和滑动摩擦力才是一对平衡力， 弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。 （2）实际操作过程中，木块的运动状态不稳定，弹簧测力计的示数就不稳定，很难读数。 通过拉动长木板，使木块处于静止状态，如下图所示。无论长木板怎样向左运动，木块在水平方向上受弹簧测力计向右的拉力和向左的摩擦力，始终静止不动，二力平衡，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。 第 3 节 摩 擦 力 -10- 命题点： 1. 实验原理：①__________。 用弹簧测力计沿 ②__________ 方向拉木块做③__________ 运动，此时④__________ 和⑤_________是一对平衡力。 2. 实验方法：⑥__________。 研究滑动摩擦力 与压力的关系时，应该控制⑦____________ 不变； 研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，应该 控制⑧_____________ 不变。 3. 实验结论的表述：⑨_______________ 一定时，压力越大，摩擦力越大；⑩__________ 一定时， 接触面越粗糙，摩擦力就越大。 4. 干扰因素：滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和物体间接触面积的大小无关。 第 3 节 摩 擦 力 -11- 答案： 命题点 ①二力平衡 ②水平 ③匀速直线 ④拉力 ⑤摩擦力 ⑥控制变量法 ⑦接触面粗糙程度 ⑧压力 ⑨接触面粗糙程度 ⑩压力 第 3 节 摩 擦 力 -12- ■易错点 摩擦力方向判断错误 [易错分析] 例 （邢台期末）如图所示，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，当传送带运行时，米袋先在传送带上滑动，此时的摩擦力大小是重力的 0.5 倍，请在图中画出米袋所受摩擦力的示意图，稍后米袋会随传送带一起匀速运动，此时米袋受到的摩擦力大小为 _______N。 第 3 节 摩 擦 力 -13- 解析：摩擦力 f=0.5G=0.5×500 N=250 N；因为米袋刚放上去时相对于传送带向左运动，所以米袋受到的摩擦力方向向右；过米袋的重心，沿水平向 右的方向画一条有向线段，用 f 表示，并标明其大小，如图所示。当米袋与传送带一起匀速运动时，米袋受力平衡，即米袋在竖直方向受到重力和支持力的作用，而水平方向没有外力作用，因此米袋不受摩擦力作用，即此时所受摩擦力为 0 N。 答案：米袋所受摩擦力的示意图如图所示 0 第 3 节 摩 擦 力 -14- 易错：力的示意图中摩擦力方向向左。 错因：不理解摩擦力方向与力的方向的关系。 易错警示：无法理解摩擦力的方向与物体的运动方向的关系。摩擦力的作用是阻碍物体相对运动（或相对运动趋势），并非阻碍物体的运动。当摩擦力阻碍物体的运动时（如物体在水平面上减速）， 摩擦力的方向与物体的运动方向相反；当摩擦力作为物体运动的动力时（如物体在传送带上加速）， 其方向与物体的运动方向相同。 第 3 节 摩 擦 力 -15- ■题型一 利用二力平衡条件求解摩擦力的大小 [题型探究] 例 1 （自贡中考）如图所示，A、B 两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止，已知 F1=5 N，F2=3 N。那么物体 B 受物体 A 和水平桌面的摩擦力大小应分别为 （ ） A． 5 N、3 N B． 5 N、2 N C． 2 N、3 N D． 3 N、5 N 第 3 节 摩 擦 力 -16- 解析：A 在水平方向上受拉力 F1 及摩擦力而处于静止状态，故由二力平衡可得，A 受 B 的摩擦力 FA=F1=5 N；对整体进行分析，则整体在水平方向上受 F1、F2 及地面对 B 的摩擦力而处于静止状态，故三力的合力应为零，则摩擦力 FB=F1-F2=5 N-3 N=2 N。 答案：B 题型解法：在解答此类题目时，先判断物体是否处于平衡状态。若物体静止或做匀速直线运动，则根据已知力的大小和方向，结合二力平衡的知识可求出摩擦力的大小和方向。若物体不处于平衡状态，则根据摩擦力产生的条件、影响滑动摩擦力大小的因素判断物体是否受摩擦力及摩擦力的大小关系。 第 3 节 摩 擦 力 -17- ■题型二 增大或减小摩擦 例 2 （兰州中考）下列实例中，目的是为了减小摩擦的是 （ ） A． 运动员戴上防滑手套 B． 旱冰鞋底部装有滚轮 C． 在饮料瓶盖上做出细条纹 D． 刹车时，用力捏紧自行车的车闸 第 3 节 摩 擦 力 -18- 解析： 运动员戴上防滑手套，是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦，A 不符合题意；旱冰鞋底部装有滚轮，是采用变滑动为滚动的方式， 减小了摩擦，B 符合题意；在饮料瓶盖上做出细条纹，是在压力一定时，采用增大接触面的粗糙程度的方式，增大了摩擦，C 不符合题意；骑自行车的人 刹车时用力捏闸，是在接触面粗糙程度一定时，采用增大压力的方式增大摩擦力，D 不符合题意。 答案：B 题型解法：要辨别是增大摩擦还是减小摩擦，可以依据题目中的一些“关键字”，如“用力”、“压 紧”、“粗糙”、“凹凸不平”和“滑动”等一般为增大摩擦，“用滑轮”、“加润滑油”和“滚动”等一般为减小摩擦。 还可以通过目的进行分析，一些有益的摩擦我们通常要增大它，一些有害的摩擦我们通常要减小它，如车闸设计的目的是刹车，摩擦力有利于刹车，所以要增大摩擦，冰壶运动中、滚动轴承中的摩擦力不利于运动，所以要减小摩擦。 第 3 节 摩 擦 力 -19- ■题型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素 例 3 （河南中考）在探究“影响滑动摩擦力大 小的因素”的实验中，装置如图所示，铝块和木块的外形相同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块 通过细线与弹簧测力计相连。（忽略滑轮的摩擦） 第 3 节 摩 擦 力 -20- （1）图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉测力计，当铝块沿水平方向做 ________ 运动时， 铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数 F1，则 F1＝ ________ N。 （2）比较甲、乙两次实验，可以得出：在 _____________ 相同时，________ 越大，滑动摩擦力越大。 （3）图乙实验完成后，利用原有器材，还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系， 请你简要说明实验方案： ______________________ ___________________________________________。 （4）请你判断：图丙中，铝块水平匀速直线运动时所受滑动摩擦力 _________ （选填“大于”“等 于”或“小于”）图甲中铝块所受滑动摩擦力。 第 3 节 摩 擦 力 -21- 解析：（1）竖直向上拉测力计，通过定滑轮使铝块沿水平方向做匀速直线运动时，铝块在水平方向上受到平衡力的作用，铝块所受滑动摩擦力的大小 等于测力计的示数。 测力计的示数如图甲所示，图中测力计的分度值为 0.2 N，则示数为 F1＝1.6 N，即木块 受到的滑动摩擦力大小为 1.6 N。 （2）分析比较甲、乙两次实验可知，接触面粗糙程度相同时，乙图中接触面间的压力大，测力计示数大，滑动摩擦力大，故可以得出滑动摩擦力大小 与压力大小有关，即在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度 的关系，需控制压力相同，接触面的粗糙程度不同，故可设计方案：将铝块叠放在木块上，然后放在水 平木板上，竖直向上拉测力计，使它们沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计示数 F3，分析比较 F3 与 F2 的大小，得出结论。 （4）由图丙可知，铝块在木板上运动时，压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的滑动摩擦力不变，故图丙中铝块水平匀速直线运动时所受滑动 摩擦力等于图甲中铝块所受滑动摩擦力。 第 3 节 摩 擦 力 -22- 答案：（1）匀速直线 1.6 （2）接触面粗糙程度 压力 （3）将木块与铝块互换位置，重复实验， 比较两次弹簧测力计的示数 （4）等于 题型解法：本实验采用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素。在探究摩擦力与压力大小的关系时，应控制接触面的粗糙程度一定，在探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，应控制压力一定。 同时要注意物体的接触面积大小、运动速度大小等因素不影响滑动摩擦力大小。 实验中利用二力平衡的知识，通过弹簧测力计间接测出滑动摩擦力的大小的关键是用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动。 1. 摩擦力 （1）定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种 ________ 的力，这种力叫做滑动摩擦力。 （2）方向：与物体相对运动方向（或相对运动趋势方向）_________。 2. 滑动摩擦力大小的影响因素 （1）测量：用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做 _____________，根据 _________ 的原理，此时弹簧测力计的拉力大小 ______ 木块与接触面之间的滑动摩擦力的大小。 （2）影响因素：滑动摩擦力的大小跟接触面所受的 ______ 和接触面的 __________ 有关。 -1- 8.3 摩 擦 力 ▍课前预习/新知导引 第 1 课时 摩 擦 力 8.3 摩 擦 力 -2- ■考点 1 摩 擦 力 1. 关于摩擦力，下列说法中不正确的是 （ ） A． 只有相互接触的物体间才可能有摩擦力 B． 凡是相互接触的物体间一定有摩擦力 C． 两物体保持相对静止时也可能有摩擦力 D． 相对运动的两个物体，不一定存在摩擦力 2.（教材 P26，T5 改编） 如果教室里的摩擦力突然消失 10 s，下列说法错误的是 （ ） A． 同学们稍微活动就会从椅子上纷纷滑到地面上 B． 写字时钢笔从手中滑出飘在空中 C． 固定吊灯的钉子从天花板上滑出，导致吊灯落在地上 D． 由于太滑，稍一用力桌椅就会在地面上不停地滑动、碰撞 ▍考点集训/夯实基础 3. 如图所示，在水平冰面上，如果运动员不再用力蹬冰面，运动员就会慢慢停下来，这是因为受到 ______ 的作用。 （第 3 题图） （第 4 题图） 4. 如图所示狗拉着雪橇在雪地中奔跑，假如该雪橇在狗的 1000 N 拉力的作用下向东做匀速直线运动，此时雪橇所受到的摩擦力为 ________ N，方向为 ________。 -3- 8.3 摩 擦 力 ■考点 2 滑动摩擦力大小的影响因素 5. 小明在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，提出了如下四个猜想。根据你对本实验的探究，发现其中与实验结论相符合的是 （ ） A． 滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 B． 滑动摩擦力的大小可能与物体的体积有关 C． 滑动摩擦力的大小可能与物体间接触面积的大小有关 D． 滑动摩擦力的大小可能与物体的重力有关 6. 如图，手压课本的力大小不同，抽出直尺所用力的大小就会不同，此现象说明滑动摩擦力与 __________ 有关。 （第 6 题图） -4- 8.3 摩 擦 力 1. 增大或减小摩擦的方法 （1）增大摩擦的方法：增大 _________ 和增加接触面的粗糙程度。 （2）减小摩擦的方法：有减小 _________、使接触面更光滑、以滚动代替滑动和使接触面彼此分开。 2. 摩擦的利用和防止 （1）摩擦的利用：许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它，例如 ________________。 （2）摩擦的防止：有害的摩擦要设法减小它，例如 _______________。 -5- 8.3 摩 擦 力 ▍课前预习/新知导引 第 2 课时 摩擦的利用和防止 8.3 摩 擦 力 -6- ■考点 1 增大或减小摩擦的方法 1. 下列措施中，能增大摩擦的是 （ ） A． 鞋底印有花纹 B． 溜冰鞋底装有滚轮 C． 用光滑材料做滑梯 D． 在机器的转轴处加润滑油 2.（教材 P26,T2 变式）自行车的结构及使用涉及到不少有关摩擦的知识，其中为了减小摩擦的是 （ ） A． 车把套上制作了花纹 B． 给车轴加润滑油 C． 轮胎的表面做得凹凸不平 D． 刹车时用力捏闸柄，增大闸皮对车圈的压力 ▍考点集训/夯实基础 3.（教材 P26，T1 改编）交警在冰雪路面上撒沙子（如图） 是为了 （ ） （第 3 题图） 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 -7- 8.3 摩 擦 力 4. 教室的门关不紧，常被风吹开。小明在门与门框之间塞入硬纸片后，门就不易被风吹开了。下列解释合理的是 （ ） A． 门被风吹开是因为门没有受到摩擦力的作用 B． 门没被吹开是因为门受到重力的作用 C． 塞入硬纸片是通过增大压力来增大摩擦 D． 塞入硬纸片是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦 5.“嫦娥一号”成功登上月球后，华夏儿女的下一个目标就是登上月球。由于月球表面的土壤比地球上的松软，使得在月球上行走远比地球上容易打滑，月球车的车轮表面应做得 _______（选填“光滑”或“粗糙”）一些。 -8- 8.3 摩 擦 力 ■考点 2 摩擦的利用和防止 6. 在下列事例中，属于有害摩擦的是 （ ） A． 夹取食物时筷子与食物的摩擦 B． 机器转动时转轴之间的摩擦 C． 写字时钢笔与纸之间的摩擦 D． 爬竿时手与竿之间的摩擦 7. 日常生活中，摩擦有利也有弊。下列属于增大有益摩擦的是 （ ） A． 给齿轮加润滑油 B． 自行车轴上有滚珠 C． 在拔河比赛时，同学们都会穿鞋底有花纹的球鞋 D． 以上说法都不正确 -9- 8.3 摩 擦 力 8. 无论是木锯还是钢锯，它们的锯齿都是东倒西歪的不在一个平面上，这是因为 （ ） A． 使锯齿更锋利 B． 使锯更耐受撞击 C． 可以使锯口加宽，减小材料对锯的摩擦力 D． 锯用得太久，齿被撞歪 9. 小雨同学用湿手拿一个装满了酒的大瓶子，她感到瓶子往下滑，这是因为手上有了水，摩擦力________________。于是她更加用力地握紧了瓶子，这样做的目的是通过 ________________ 来增大摩擦。 -10- 8.3 摩 擦 力 1.（1）阻碍相对运动 相反 2.（1）匀速直线运动 二力平衡 等于 （2）压力 粗糙程度 -9- 第八章 运动和力 ▍课前预习/新知导引 8.3 摩 擦 力 第 1 课时 摩 擦 力 第八章 运动和力 -10- 1. B 2. B 提示：手能拿着笔是由于摩擦力的缘故，所以当摩擦力消失后，笔很容易从手中滑出，由于重力的原因会落在地上，而不会飘在空中。 3. 滑动摩擦力 提示：在水平冰面上，如果运动员不再用力蹬冰面，运动员就会慢慢停下来，这是因为受到滑动摩擦力的作用。 4. 1000 向西 提示：雪橇在狗的 1000 N 拉力的作用下做匀速直线运动，所以摩擦力与拉力是一对平衡力，f=F=1000 N，方向向西。 5. A 提示：滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关。 6. 压力大小 提示：滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同，手压课本的力大小不同，滑动摩擦力不同，所以抽出直尺所用的力大小不同。 ▍考点集训/夯实基础 1.（1）压力 （2）压力 2.（1）人跑步时利用鞋底和地面间的摩擦 （2）运动的机器部件间的摩擦 -11- 第八章 运动和力 ▍课前预习/新知导引 第 2 课时 摩擦的利用和防止 第八章 运动和力 -12- 1. A 提示：鞋底印有花纹，目的是保持压力大小不变时，增大接触面的粗糙程度，增大滑动摩擦力，A 符合题意；溜冰鞋底装有滚轮是变滑动为滚动以减小摩擦力，B 不符合题意；用光滑材料做滑梯是减小接触面的粗糙程度以减小摩擦，C 不符合题意；在机器的转轴处加润滑油是通过使接触面分离以减小摩擦，D 不符合题意。 2. B 提示：车把套上制作了花纹、轮胎的表面上做得凹凸不平，均是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的；刹车时用力捏闸柄，是在接触面的粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦。 3. B 提示：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，只有 B 符合题意。 4. C 提示：塞入硬纸片后，使门与门框之间的压力增大，因此是通过增大压力来增大摩擦。 ▍考点集训/夯实基础 5. 粗糙 提示：压力一定的情况下，月球车的车轮表面做得粗糙一些，可增大月球车与月球表面的摩擦力，防止打滑。 6. B 提示：筷子与食物之间的摩擦是有益的，如果没有摩擦，则无法夹取食物；机器转轴之间的摩擦是有害的，对转轴有磨损；写字时钢笔与纸之间的摩擦是有益的，否则没法写字；爬竿时手与竿之间的摩擦也是有益的，否则无法爬竿。 7. C 提示：给齿轮加润滑油是减小有害摩擦；自行车轴转动时，自行车轴上有滚珠，是用滚动代替滑动减小有害摩擦；在拔河比赛时，同学们都会穿鞋底有花纹的球鞋，这是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，这个摩擦是有益的。 8. C 提示：锯齿做成东倒西歪的形状，可以使锯条在前后拉动的过程中，所锯物体位置的宽度增加，有利于钢锯的前后伸缩，减小了对钢锯的压力，从而减小摩擦。 9. 减小 增大压力 -13- 第八章 运动和力 $$