内容正文:
3 摩擦力
导学探究与小结
探究点一 滑动摩擦力
填一填
1.定义:一个物体在另一个物体表面上发生 时,在两个物体接触面之间会产生阻碍物体 运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2.方向:与物体相对运动方向 。
[注意] 滑动摩擦力产生条件:(1)相互接触并挤压;(2)表面粗糙;(3)发生相对运动。
相对运动
相对
相反
3.影响因素:滑动摩擦力的大小与作用于接触面的 和接触面的 有关;接触面受到的 越大,接触面越 ,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小跟接触面的 无关。
[注意] 滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与接触面面积大小、运动速度大小无关。
实验探究:探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【实验目的】通过实验探究,得出滑动摩擦力的大小与什么因素有关。
【实验器材】
(1)木块、弹簧测力计、砝码、长木板、棉布、毛巾、细线等。
压力大小
粗糙程度
压力
粗糙
面积
(2)主要器材作用
①弹簧测力计: 。
②砝码: 。
③棉布、毛巾: 。
【实验装置】如图所示
测摩擦力的大小
改变木块对水平面的压力大小
改变水平面的粗糙程度
甲 乙 丙
【实验步骤】
(1)用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)改变放在木块上的砝码,从而改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力。
(3)在长木板上平铺棉布,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动摩擦力。
【实验表格】
次数 桌面上所
垫材料 木块上砝码
质量/g 弹簧测力
计示数/N
1 长木板
2 长木板
3 棉 布
【实验结论】滑动摩擦力的大小只跟 和 有关,而与物重、运动速度、接触面积、拉力大小等因素无关。
(1)当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力 。
(2)当压力大小一定时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
压力大小
接触面的粗糙程度
越大
粗糙
【注意事项】
(1)一定要水平拉动木块做匀速直线运动。
(2)要多次测量,得到普遍规律。
【实验拓展】(如图丁所示)
丁
(1)滑动摩擦力的测量方法:用弹簧测力计水平拉动物块,使其做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)实验原理: 。
(3)原实验方案评价
优点:操作方便。
不足:A.很难让木块一直做匀速直线运动。
B.弹簧测力计在运动中不方便 ,误差较大。
【实验改进】(如图戊所示)
二力平衡
戊
读数
将弹簧测力计一端固定,拉动长木板,木块处于静止状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,弹簧测力计示数等于摩擦力。
优点:无论长木板怎样运动,木块相对于地面静止,便于 。
读数、操作
[例1] 为了探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关,小明设计了如图所示的实验。
(1)在甲、乙、丙、丁四次实验中,滑动摩擦力最小的是 ;若图丙中A匀速运动,则物块A受到 个力的作用。
丁
5
甲 木板表面 乙 木板表面 丙 棉布表面 丁 木板表面
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与
的关系。(均选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”)
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。他的结论是错误的,原因是实验中 。
压力大小
接触面粗糙程度
没有控制压力不变
(4)小明要对实验装置进行改动,如图戊所示,重复实验,发现效果更好。实验中,小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板,该实验主要用到的思想方法是 。
不一定
戊
转换法
[变式1] (2024内江)某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小”的实验中。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小。
匀速
甲
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如表所示:
乙
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(3)根据实验数据可以得出,木块所受的滑动摩擦力大小为 N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积 (选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更
(选填“稳定”或“不稳定”)。
探究点二 摩擦的分类
填一填
1.静摩擦:一个物体与另一个物体接触挤压,并且将要发生 .
时,在 产生的摩擦。
1.2
无关
稳定
相对运动
接触面上
2.滚动摩擦:当一个物体在另一个物体表面 时,物体所受到的摩擦叫作滚动摩擦。在一般情况下,滚动摩擦比滑动摩擦 得多。
[注意] 若两物体接触面之间有挤压,但没有相对运动趋势,则不产生静摩擦力。
做一做:写出下列各种摩擦的名称。
(1)皮带传送机运煤时,煤块与皮带之间的摩擦是 。
(2)洗筷子时,抹布和筷子之间的摩擦是 。
(3)汽车在公路上行驶时,车轮与地面之间的摩擦是 。遇到紧急情况急刹车时,车轮与地面之间的摩擦是 。
滚动
小
静摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
滑动摩擦
[例2] 下列关于摩擦的说法正确的是( )
A.自行车的钢圈与刹车闸皮之间的摩擦是滚动摩擦
B.滑冰时,冰刀与冰面间的摩擦是滑动摩擦
C.人在正常行走时,脚与地面之间的摩擦是滑动摩擦
D.划火柴时,火柴头和砂纸之间的摩擦是滚动摩擦
[变式2] 物理学与日常生活(2024德阳期中)摩擦与我们息息相关,老师在黑板上写字,利用的是粉笔与黑板间的 摩擦;同学们用圆珠笔做作业,利用的是圆珠笔尖与纸间的 摩擦。正常步行时,鞋底与地面之间的摩擦是 摩擦。
B
滑动
滚动
静
探究点三 增大和减小摩擦的方法
填一填
1.增大有益摩擦的方法: 压力;使接触面更 。
2.减小有害摩擦的方法: 压力;使接触面更 ;用 摩擦代替 摩擦;使两个相互接触的摩擦面 ,如油膜法、气垫法、磁悬浮等。
[注意] 用滑动摩擦代替滚动摩擦,可以使摩擦力增大,如急刹车时,车轮由滚动变为滑动。
增大
粗糙
减小
光滑
滚动
滑动
彼此分离
想一想:当发生相对滑动时,若压力一定,如何改变摩擦力大小?
答案:改变接触面粗糙程度。
议一议:当发生相对滑动时,若接触面不变,如何改变摩擦力大小?
答案:改变接触面所受压力大小。
[例3]自行车是一种常用的交通工具,它的结构和使用涉及了许多物理知识。下列说法正确的是( )
A.给车轴加润滑油是为了增大摩擦
B.轴承内装有滚珠是为了减小摩擦
C.刹车时通过增大压力来减小摩擦
D.轮胎表面有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
B
增大有益摩擦的方法及实例 增大压力。例如:紧握瓶子,增大压力,从而增大摩擦,防止其滑落
使接触面变粗糙。例如:冬天,马路表面结了一层冰,为了安全常在冰面上撒些炉灰渣
变滚动摩擦为滑动摩擦。例如:汽车在急刹车时,刹车片抱紧车轮,变滚动摩擦为滑动摩擦,增大摩擦
减小有害摩擦的方法及实例 减小压力。例如:体操运动员在单杠上做回环运动时,手握杠不能太紧,防止摩擦过大
使接触面光滑。例如:滑冰时,要及时清除冰面上的杂物以减小摩擦
使接触面彼此分开。例如:自行车在使用一段时间后,要向轴承中加点润滑油减小摩擦;磁悬浮列车;气垫船
变滑动摩擦为滚动摩擦。例如:古人利用圆木滚动来搬运巨石
[变式3] (2024乐山)下列实例中,可以减小摩擦的是( )
B
甲 乙 丙 丁
A.图甲体操运动员上器械前会在手上涂防滑粉
B.图乙轮滑鞋装有滚轮
C.图丙自行车刹车时捏紧车闸
D.图丁运动鞋底有凹凸的花纹
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