1.3.3常见的几种力——摩擦力（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级科学上册同步精品课堂（华东师大版）

- 3.3 摩擦力　 YF 01 能说出摩擦现象，活动摩擦力的概念，能判断滑动摩擦力的方向，会用弹簧测力计测量滑动摩擦力。 02 探究滑动摩擦力与接触面受到的压力及接触面粗糙程度的关系，理解研究多因素问题中运用“控制变量法”。 03 掌握增大有益摩擦、减小有害摩擦的方法，会用摩擦力知识解释相关现象。 教学目标 一 课堂引入 二 跳台滑雪运动员由高处急速滑下，在即将到达赛道底部时，他的速度已达到100 km/h。这时，他双膝弯曲，使劲一蹬，顺势跃向空中。然后，为了减小空气阻力的影响，他上身前倾，双臂后摆，整个身体就像飞机一样，向前滑翔。最终，滑雪板稳稳地落在地面上。 滑雪运动包含很多科学知识。学好关于运动的科学，不仅能够使你深入认识体育运动，还能深入了解自然。 课堂引入 二 小明推箱子，没推动，箱子受到哪些力的作用？分别是什么力？ F支 G F推 在竖直方向上，箱子受到一对平衡力：重力G和支持力 F支； 在水平方向上，箱子除受推力F推外，一定存在一个跟推力相平衡的力，这个力叫什么力？是怎样产生的呢？ 观察与思考 课堂引入 二 观察与思考 冰壶比赛时，尽管冰面光滑，但是冰壶滑行的速度越来越小，总是慢慢停下来。 下图是体育比赛中的一些场景，你是否想过其中的原因吗？ 花样滑冰运动员停止用力后，尽管冰面光滑，但最后总是慢慢停下来。 滑动摩擦力 一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫做滑动摩擦力。 1、初步认识摩擦力 摩擦力 三 滚动摩擦力 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫做滚动摩擦力。 摩擦力 三 静摩擦力 两个相互接触的物体，当它们要发生而尚未发生相对运动时，在它们接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力，称为静摩擦力。 摩擦力 三 定义：两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。 2、摩擦力 显微镜下的桌面 注意：若两物体之间有相对滑动的趋势，也会产生阻碍相对滑动趋势的力，叫做静摩擦力。 符号：f 或者 F摩 摩擦力 三 摩擦力三要素 三 （1）作用点 摩擦力实际上是作用在整个接触面上的，但为了研究方便，一般情况下把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个等效点取在接触面上，也可以取在物体的重心上。 （2）方向 摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 （3）大小 当物体做匀速直线运动或保持静止时，受到的摩擦力大小可以利用二力平衡条件求解。 滑动摩擦力 三 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。 （1）定义 相互接触的两个物体表面总是凹凸不平的，在压力作用下这些凹凸不平的部位会相互啮合。当两个物体做相对滑动时，啮合部位就会产生阻碍相对运动的作用，产生滑动摩擦力。 （2）产生的原因 显微镜下观察到 的桌面示意图 滑动摩擦力 三 ①两个物体相互接触；②两个物体相互挤压；③两个物体发生相对运动；④两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。 （3）产生的四个条件 滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向相反的。 （4）方向 人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向就向左。 箱子相对于 地面向右运动 摩擦力f 三种常见的摩擦 三 种类 静摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦 定义 两个相互接触的物体将要发生而尚未发生相对运动时产生的摩擦 一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦 图示 物体推而未动 在粗糙的表面上推物体使之运动 带轮小车在力的作用下运动 实例 手握瓶子静止时,手与瓶子之间的摩擦 人滑冰时,冰刀和冰面之间的摩擦 正常行驶的自行车 关于摩擦的讨论与辨析 三 B、静摩擦 C、滑动摩擦 A、静摩擦 E 双杠运动员的手与杠之间的摩擦 A 用手握住瓶子时，手与瓶之间 B 旋动瓶盖时，盖子与手之间的摩擦 F 紧急刹车时车轮与地面之间 H 人走路时，鞋与地面的摩擦 C 溜冰时鞋与冰面之间的摩擦 G 圆珠笔写字，笔尖与纸面间的摩擦 D 擦黑板时黑板擦与黑板之间的摩擦 D、滑动摩擦 E、滑动摩擦 F、滑动摩擦 G、滚动摩擦 H、静摩擦 摩擦的正误判断 三 1、摩擦力总是阻碍相对运动，故摩擦力就是“阻力“。( ) 2、如果摩擦力太小，我们走路就会很困难。( ) 3、摩擦力的方向总是跟物体运动的方向相反。（ ） 4、两个物体之间若没有压力，则一定没有滑动摩擦力。（ ） 5、相互有摩擦力的物体之间一定有弹力。（ ） × √ × √ √ 由生活经验我们知道：当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。 我们会猜测：滑动摩擦力的大小与物重、接触面粗糙程度……有关。 你能用实验来验证你的猜想吗? 摩擦力的影响因素 四 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F拉即为木块受到的摩擦力 f摩。 1、测量方法 摩擦力的影响因素 四 摩擦力的影响因素 四 因为木块做匀速直线运动，所以木块受到的拉力 F拉与滑动摩擦力 f摩是一对平衡力，大小相等，即 f摩=F拉。 摩擦力f 拉力F 2、测量原理 结论1：当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 次数 接触面情况 摩擦力 f / N 1 木块与木板 f=2N 2 木块与毛巾 f=3N ①探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系 摩擦力的影响因素 四 次数 压力大小 摩擦力 f / N 1　　　　 只有木块（小） f=2N 2 加砝码（大） f=4N ②探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系 结论2：当接触面的粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大。 摩擦力的影响因素 四 次数 接触面情况 摩擦力 f / N 1 平放（大） f=2N 2 侧放（小） f=2N ③探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系 滑动摩擦力大小与拉木块的速度有关系吗？ 思考一下 结论3：一定范围内，摩擦力大小与接触面积无关。 摩擦力的影响因素 四 摩擦力的影响因素 四 探究拓展 探究摩擦力的大小与物体运动速度的关系 1、把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F1。 2、保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。 速度v1=0.1米/秒 速度v2=0.2米/秒 摩擦力的影响因素 四 探究拓展 探究摩擦力的大小与物体运动速度的关系 实验次数 接触面材料 压力大小 运动速度 摩擦力大小 1 长木板 相同 0.1m/s 0.7N 2 长木板 相同 0.2m/s 0.7N 实验结论 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，摩擦力的大小与运动速度的大小无关。 滑动摩擦力的大小跟接触面的面积、物体运动的速度都无关；只与作用于接触面的压力和接触面的粗糙程度有关。 摩擦力的影响因素 四 实验评估 实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下：木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。改进后，水平向右拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。 f摩 F拉 优点： （1）不必使B保持匀速直线运动； （2）弹簧测力计保持静止状态，示数稳定，便于读数。 F 2 B A 影响滑动摩擦力的因素 摩擦力的大小与接触面积大小、运动速度快慢无关。 当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 当接触面的粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大。 摩擦力的影响因素 四 拓展一下 1、很难控制木块做匀 速直线运动 2、弹簧测力计在运动中，不便于读数 1、没必要控制木块做匀速直线运动 2、弹簧测力计相对桌面静止，便于读数 改进方案 不足： 优点： 请同学门思考一下，以上实验是否存在不足，由改进方案吗？ 实验改进 四 生活中许多情况下摩擦是有用的...... 火柴燃烧 传送带运送货物 走路 运动员手上的镁粉 思考一下 如何增大有利摩擦？ 摩擦力与生活 五 ①增大接触面粗糙程度 涂防滑粉 瓶盖竖纹 车胎花纹 鞋底花纹 1、增大摩擦 摩擦力与生活 五 ②增大压力 自行车车闸 用力擦黑板 用力握水杯 你还能举出一些生活中增大摩擦力的实例吗？ 摩擦力与生活 五 思考一下 如何使小提琴拉得更响？ 涂松香 增大接触面粗糙程度 增大摩擦 将琴弓重压琴弦 增大压力 增大摩擦 摩擦力与生活 五 生活中许多情况下摩擦是不利的...... 重物太重时会拉不动 自行车骑久后吃力 齿轮加润滑油 缝纫机久了难踩 如何减小不利摩擦？ 思考一下 摩擦力与生活 五 ②减小接触面的粗糙程度 2、减小摩擦 旋转运动时手握得很轻松 ①减少压力 运动员刷冰控制运动方向 摩擦力与生活 五 ③变滑动为滚动 摩擦力与生活 五 机器里的轴承 ④使两个接触面彼此分离 磁悬浮列车 气垫船 摩擦力与生活 五 向机器里面加润滑油，可以使接触面分离 自行车上的“有益”、“有害”摩擦 ①轮胎上刻有花纹 ②脚踏板凹凸不平 ③刹车时要用力捏闸 摩擦力与生活 五 ④车轮是圆的 ⑤塑料套紧紧套在车把上，且上面有凹槽 ⑥车轴处装有滚珠 ⑦在转动部分添加润滑油 自行车上的“有益”、“有害”摩擦 摩擦力与生活 五 当堂测试 六 1、如图所示是一个质量为m的小猫在爬树的情景，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．小猫静止在树干上时，不受摩擦力 B．小猫匀速向上运动时所受摩擦力f向上，f＝mg C．小猫匀速向上运动时所受摩擦力f向下，f＝mg D．小猫匀速向下运动时所受摩擦力f向上，f＜mg B 当堂测试 六 2、下面所列的摩擦中，属于滑动摩擦的有______；静摩擦的有_______；滚动摩擦的有_________。 ①走路时鞋与地面之间的摩擦； ②拉动拉杆箱时，箱轮与地面间的摩擦； ③手拿瓶子时手与瓶子的摩擦； ④机器上轴与轴承间的摩擦； ⑤冰壶比赛时，冰壶与冰面的摩擦。 （1）属于滑动摩擦的有：冰壶比赛时，冰壶与冰面的摩擦。 （2）属于静摩擦的有：走路时鞋与地面之间的摩擦；手拿瓶子时手与瓶子的摩擦。（3）属于滚动摩擦的有：拉动拉杆箱时，箱轮与地面间的摩擦；机器上轴与轴承间的摩擦。 ⑤ ① ③ ② ④ 3、如图所示，当右端挂5 N的物体A时，物体B在平面桌上恰好能向右做匀速直线运动，若现在要使物体B向左做匀速直线运动，则应对物体B施加的力为(　　) A．水平向左，5 N B．水平向右，5 N C．水平向左，10 N D．水平向右，10 N 当堂测试 六 【解析】物体B水平向右运动时，在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力，因物体B处于匀速直线运动状态，则摩擦力和拉力是一对平衡力，所以水平向左的摩擦力与水平向右的拉力大小相等，f＝F拉＝GA＝5 N。 A 当堂测试 六 4、如图所示，水平面上叠放着A、B两个物体，在水平方向力F1和F2的作用下保持静止，已知F1＝5 N，F2＝11 N，那么物体A、B和B与地面之间的摩擦力大小和方向的有关说法正确的是(　　) A．A对B的摩擦力为5 N，方向向左 B．地面对B的摩擦力为11 N，方向向右 C．地面对B的摩擦力为6 N，方向向左 D．B对A的摩擦力为5 N，方向向左 D 5、如图所示，在水平桌面上放置A、B两个长方体物块，A物块受到水平向右拉力F1＝5N，B物块受到水平向左拉力F2＝8N，此时A、B两物块一起向左做匀速直线运动，则A对B的摩擦力为_______N，水平桌面对B的摩擦力为_______N。 3 5 当堂测试 六 6、如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。 （1）在t＝1s时，可根据 　　　　　　的原理，推理此时“物体受到的摩擦力为2N”； （2）在t＝5s时，物体做 　　　　　　运动，根据与（1）相同的原理，可判断此时物体所受滑动摩擦力的大小为4N； 二力平衡 匀速直线 当堂测试 六 （3）在t＝3s时，物体做 　　　　　　（选填“减速直线”、“匀速直线”或“加速直线”）运动，此时推力大于摩擦力； （4）在t＝3s时，物体受到的摩擦力与t＝5s时的摩擦力大小相同．请你解释其与“t＝5s时的摩擦力大小相同”的原因： 加速直线 压力不变、接触面的粗糙程度不变， 滑动摩擦力大小不变 当堂测试 六 7、重50N的物体紧靠在墙面上，并在100N的压力作用下保持静止： （1）通过计算求出物体的质量是多少？ （2）当作用的压力增大为200N时，物体所受的摩擦力为多少？ （3）当F=80N时，物体能沿竖直墙壁匀速下滑，这时物体受到的摩擦力是多少？ 当堂测试 六 当堂测试 六 （1）由G=mg得 （2）物体在竖直方向上所受重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。当作用力增大时，物体依然保持静止状态，重力和摩擦力仍然是一对平衡力，所以摩擦力大小不变。即f=G=50N； （3）当F=80N时，物体能沿竖直墙壁匀速下滑，是滑动摩擦力，重力和摩擦力仍然是一对平衡力，所以f=G=50N。 摩擦力 ①定义：两个相互接触的物体，当有相对运动（或有相对 运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对 运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。 ②方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。 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。 ②滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。 接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大。 ①增大有益摩擦的方法：增大压力；使接触面粗糙； 变滚动摩擦为滑动摩擦。 ②减小有害摩擦的方法：减小压力；使接触面光滑； 变滑动摩擦为滚动摩擦；使接触面分离。 摩擦的利用与防止 摩擦力 影响滑动摩擦力大小的因素 课堂总结 七 $$