内容正文:
第3节 摩擦力
第八章
运动和力
第八章 运动和力
第3节 摩擦力
新知梳理 应用示例 课堂小结 课堂反馈
全品初中
一、摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在________ 上会产生一种阻碍 的力,这种力叫作滑动摩擦力,通常用符号 表示。
2.产生条件
(1)两物体相互接触并挤压(有压力)。
(2)接触面粗糙(光滑表面无摩擦力)。
(3)有相对运动或相对运动趋势。
接触面
相对运动
f
解析
新知梳理
3.方向:滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向 。
[点拨]摩擦力可以是阻力,也可以是动力;摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
相反
解析
新知梳理
[拓展]摩擦力的分类
解析
新知梳理
二、实验:探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)发现问题、提出问题:将手掌压在桌面上滑动,会感觉到桌面对手掌有阻力作用,要改变手掌受到的阻力,你有哪些方法?
解析
新知梳理
(2)实验思路:根据生活经验,同样的水平接触面,物体越重,对接触面的压力越大,物体滑动时受到的摩擦力越大;同样的压力,接触面越粗糙,物体滑动时受到的摩擦力越大。只要控制接触面相同,测量不同压力下物体受到的滑动摩擦力,就可以找到滑动摩擦力大小与压力的关系;同理,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度,就可以找到滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
解析
新知梳理
研究方法: 、 。
探究原理: 。
实验器材:弹簧测力计,木块,钩码,材料相同、粗糙程度不同的水平长木板。
控制变量法
转换法
二力平衡
解析
新知梳理
(3)实验过程
①如图8⁃3⁃1甲所示,把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做 ,读出此时弹簧测力计的示数,即为滑动摩擦力的大小。
图8⁃3⁃1
②如图乙所示,在木块上放钩码,重复步骤①,测出此种情况下滑动摩擦力的大小。
匀速直线运动
解析
新知梳理
③如图丙所示,换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持木块上的钩码不变,重复步骤①,测出此种情况下滑动摩擦力的大小。
(4)实验结论:滑动摩擦力的大小与 有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还与 有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。另外,滑动摩擦力的大小还与接触面的 有关。
接触面所受的压力
接触面的粗糙程度
材料
解析
新知梳理
(5)评估与交流
①实验需要保证弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,此时木块受到的拉力大小才等于滑动摩擦力的大小。
②实验改进:实验中匀速拉动木块不好控制,可改进为如下操作(如图8⁃3⁃2所示):将弹簧测力计挂钩与
放置在水平长木板上的木块相连,吊环固
定,拉动长木板进行实验。
图8⁃3⁃2
解析
新知梳理
[拓展](1)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系
实验过程:只改变木块与木板的接触面积,拉动木块以相同速度做匀速直线运动,比较弹簧测力计的示数。
得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关。
(2)探究滑动摩擦力大小与运动速度的关系
实验过程:用弹簧测力计拉动木块在长木板上分别以不同的速度做匀速直线运动,比较弹簧测力计的示数。
得出结论:滑动摩擦力大小与物体运动速度的大小无关。
解析
新知梳理
三、摩擦的利用与防止
目的 方法 实例
增大
有益
摩擦 增大 用力擦黑板;拉紧松了的皮带;用力捏车闸刹车
使接触面变 往结冰的路面上撒炉灰渣;鞋底有花纹;轮胎加防滑链
减小
有害
摩擦 减小 雪橇用密度小的材料制作
使接触面变 儿童滑梯的表面,尽可能光滑
变滑动为滚动 滚动轴承
使接触面分离 加润滑油、气垫船
压力
粗糙
压力
光滑
解析
新知梳理
类型一 摩擦力
例1 下列关于摩擦力的说法中不正确的是 ( )
A.相互接触的物体间一定存在摩擦力
B.两物体保持相对静止时物体间也可能有摩擦力
C.摩擦力的方向不一定与物体运动的方向相反
D.只有相互接触的两物体间才有可能产生摩擦力
A
解析
应用示例
[方法指导] 摩擦力产生的条件
解析
应用示例
类型二 影响滑动摩擦力大小的因素
例2 小明家新买了一块防滑地垫,他发现A面比B面更粗糙,为了比较两个面的防滑性,他利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究。
(1)如图8⁃3⁃3甲、乙所示,分别将B、A面
与同一水平木板接触,用弹簧测力计水
平拉动小块地垫做 运动,
根据 原理可知,滑动摩擦
力大小等于弹簧测力计示数。
图8-3-3
匀速直线
二力平衡
解析
应用示例
(2)小明发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小,比较不出A、B两个面的防滑性,于是又找来一个铁块,在原水平木板上进行了如图丙所示的实验,通过比较甲、丙两次实验,发现当 相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
接触面的粗糙程度
解析
应用示例
(3)为了进一步探究地垫A、B面的防滑性,保持其他条件不变,在图丙实验的基础上,小明只需将 ,如果测出滑动摩擦力的大小为2.2 N,与图丙实验测得的滑动摩擦力相比,选择地垫 (选填“A”或“B”)面铺在地面上,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
A、B两面对调
A
解析
应用示例
(4)小明在完成实验后进行了反思,并对实验进行如图丁所示的改进,改进后实验方案的优点是______________________
。
木板不需要做匀速直线运动,便于操作;弹簧测力计静止,便于读数
解析
应用示例
[方法指导] 对滑动摩擦力的分析
解析
应用示例
类型三 摩擦力的大小和方向
例3 如图8⁃3⁃4(a)所示,物体甲重30 N,被50 N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止,则物体甲受到的摩擦力f甲= N。如图(b)所示,物体乙重60 N,在20 N的水平拉力F乙作用下,没有动,则物体乙受到的摩擦力f乙1= N;若物体乙在50 N的水平拉力作用下做匀速直线运动,则
此时乙受到的摩擦力f乙2= N。
图8-3-4
30
20
50
解析
应用示例
[方法指导] “三步法”求解滑动摩擦力的大小
解析
应用示例
类型四 结合图像分析摩擦力的大小
例4 (2024凉山州)如图8⁃3⁃5甲所示,置于水平地面上的物体受到方向不变的水平推力作用,其F⁃t和v⁃t图像分别如图乙和图丙所示。由图像可知,10~15 s内物体做 直线运动,t=8 s时物体受到的摩擦力为 N。
图8-3-5
匀速
20
解析
应用示例
[方法指导] 结合图像分析摩擦力的大小解题步骤
第1步,分析运动图像,判断物体在各阶段的运动状态。
第2步,分析受力情况,判断物体在各阶段运动状态对应的受力大小。
第3步,根据二力平衡及影响滑动摩擦力大小的因素求解摩擦力大小。
解析
应用示例
对水平面上的物体施加水平方向的拉力:
①物体静止时受到的静摩擦力等于拉力;
②物体匀速直线运动时受到的滑动摩擦力等于拉力;
③物体加速或减速运动时受到的滑动摩擦力不等于对应的拉力,而等于匀速直线运动时对应的拉力。
解析
应用示例
类型五 增大和减小摩擦的方法
例5 (2024龙东)如图8⁃3⁃6所示的情境中,减小摩擦的是 ( )
图8⁃3⁃6
D
解析
应用示例
[规律总结] 增大或减小摩擦的方法
生活中要增大有益摩擦,减小有害摩擦。增大摩擦的方法有:增大压力、使接触面变粗糙、变滚动为滑动等;减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动、使接触面彼此分离等。
解析
应用示例
解析
课堂小结
[摩擦力]
1.下列几种情况中物体与接触面之间没有摩擦力的是 ( )
A.在水平地面上自由静止的物体
B.用力推静止在地面上的箱子但箱子没动
C.放在斜面上静止的物体
D.小车在水平地面上做匀速直线运动
A
课堂反馈
2.在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,实验装置如图6⁃1所示:
(1)在测滑动摩擦力时,应用弹簧测力计拉着物体在水平表面上做 运动,此时滑动摩擦力的大小 拉力的大小。
图6-1
匀速直线
等于
课堂反馈
(2)图甲与图乙探究的是滑动摩擦力大小与 的关系;图甲与图丙探究的是滑动摩擦力大小与______________
的关系。
压力大小
接触面的粗糙程度
课堂反馈
3.如图6⁃2所示的实例中,目的是减小摩擦的是 ( )
图6-2
A
课堂反馈
4.(1)劣质橡皮质硬,擦字时打滑,字擦不干净,这是由于其他条件相同时,物体表面越光滑,所受摩擦力越 。小明用橡皮轻轻擦字没擦干净,然后他稍加用力就擦干净了,这是通过 的方法来增大橡皮与纸之间的摩擦的。
(2)旅游鞋的鞋底通常有凹凸不平的花纹,这是通过________
来增大摩擦的。
(3)演奏二胡时,琴师们往弓弦上擦松香,这是通过_________
来增大弓弦和琴弦间的摩擦的。
小
增大压力
增大接触面的粗糙程度
增大接触面的粗糙程度
课堂反馈
5.如图6⁃3所示,将重为10 N的物体放在水平地面上,用弹簧测力计水平向右拉物体,当拉力F为2 N时,物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力f (选填“>”“=”或“<”)2 N;当拉力增大到4 N时,物体恰好做匀速直线运动,这时其受到的摩擦力为 N;若拉力增大到6 N,则物体所受的摩擦力为 N。
图6-3
=
4
4
课堂反馈
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全品初中
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