第四节 探究：滑动摩擦力与哪些因素有关（导学案）物理新教材沪科版八年级全一册

第4节 探究：滑动摩擦力与哪些因素有关 【学习目标】 1.能根据生活体验认识摩擦力。 2.能根据二力平衡的条件，用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。 3.经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，能表述滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系。 4.认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，并能正确说出增大或減小摩擦的方法。 【学习重点】 测量水平运动物体所受的摩擦力和探究影响滑动摩擦力大小的因素。 【学习难点】 理解滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。 【合作探究】 自主学习（一）　滑动摩擦力 任务清单：1.阅读教材P149的内容，思考完成下列问题： （1）什么是滑动摩擦力？ （2）滑动摩擦力的产生条件？ （3）滑动摩擦力的方向如何？ （4）什么是静摩擦力和滚动摩擦力？ 【答案】略。 【解析】略。 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑一　滑动摩擦力 1.做一做：分别做下面的几个小实验，根据现象，分析原因 （一）用手在桌子上滑动 （1）做法：我们将手掌压在课桌上向前滑动； （2）现象：会感受到桌面阻碍手掌向前滑动的作用力。 （二）用橡皮擦拭错别字 （1）做法：我们将橡皮压在作业本上向前滑动； （2）现象：会感受到作业本阻碍橡皮向前滑动的作用力。 （三）让圆珠笔在桌子上滚动 （1）做法：轻轻用力让圆珠笔在桌子上向前滚动； （2）现象：圆珠笔会慢慢停下来。 分析归纳： 以上实验中，我们都感觉到有一股阻碍物体相对运动的力存在。 2.滑动摩擦力： （1）定义：物理学中，把一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。 运动的书、冰壶之所以会停下来，都是因为受到滑动摩擦力。 （2）摩擦力产生条件： ①两物体相互接触，并且相互挤压。 ②两物体的接触面粗糙。 ③两物体有相对运动或相对运动趋势。 （3）滑动摩擦力的方向：与物体间相对运动的方向相反。 （4）滑动摩擦力的作用点：在受力物体接触面上。（若只画摩擦力也可以画在物体重心）。 例如：右图中物块向右运动，它受的摩擦力向左。 3.静摩擦与滚动摩擦： （1）静摩擦： ①定义：两个相互接触的物体具有相对运动趋势时产生的阻碍物体间发生相对运动趋势的力。 ②大小： 始终等于使它有运动趋势的力。 ③方向： 始终与使它有运动趋势力的方向相反。 例如，手握杯子静止时，手与杯子间的摩擦力就是静摩擦力，其大小等于杯子的总重，方向竖直向上。 （2）滚动摩擦： ①定义：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。 ②大小：相同条件下，滚动摩擦仅有滑动摩擦的十分之一大小。 牛刀小试 1．中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示，决赛中，“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行，当追上时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前滑行，这说明了 ；乙由于 ，不蹬冰也能继续向前滑行；此后乙的速度逐渐减小，是因为受到 作用。    【答案】 力可以改变物体的运动状态 惯性 摩擦力 【解析】[1]运动员乙推运动员甲，对其施加了推力，使其运动速度变快，说明了力可以改变物体的运动状态。 [2]运动员乙由于惯性，仍保持原来运动状态继续向前运动。 [3]交接棒后，运动员乙速度逐渐减小，是因为受到了地面对其的摩擦力作用。 2．小亮与小华在课后利用本质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示，先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面，松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落。黑板擦在下落过程中，小亮认为其受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为 的观点正确，请简要说明理由： 。    【答案】 小华 见解析 【解析】[1][2]滑动摩擦力的产生条件是两个相互接触的物体，接触面粗糙，接触处有弹力，且在接触面上两物体间有相对运动，黑板擦在下落过程中不受到压力，因此，黑板擦不受摩擦力，小华的观点正确。 3．下列有关摩擦力的说法不正确的是（　　） A．走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦 B．自行车刹车时，是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力 C．摩擦力不一定是阻力 D．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 【答案】D 【解析】A．走路时，脚向后蹬地，地面对鞋底产生向前的摩擦力使人获得前进的动力，是有益摩擦，故A正确，不符合题意； B．自行车刹车时，用力拉手闸，使得刹车胶皮与钢圈之间的压力增大从而增大摩擦来刹车，故B正确，不符合题意； C．摩擦力不一定是阻力，比如人行走时地面对鞋底的摩擦力，或者汽车驱动轮与地面之间的摩擦，都是使物体前进的动力，故C正确，不符合题意； D．人前进时，受到的摩擦力的方向与人运动的方向相同，所以摩擦力的方向总是和物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，而不一定和物体的运动方向相反，故D错误，符合题意。 故选D。 4．琴琴同学握笔如图所示。下列关于铅笔的描述正确的是（    ）    A．铅笔的长度约50cm B．铅笔的质量约为50g C．静止在桌面上的铅笔受平衡力 D．写字时铅笔和纸间的摩擦力是滚动摩擦力 【答案】C 【解析】A．铅笔的长度约为20cm，故A错误； B．铅笔的质量约为0.01kg，合10g，故B错误； C．静止在桌面上的铅笔，是一种平衡状态，受平衡力，故C正确； D．写字时铅笔和纸间的摩擦力是滑动摩擦力，故D错误。 故选C。 5．按要求作图：如图所示，在水平桌面上匀速拉动木块，请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。    【答案】   【解析】在水平桌面上匀速拉动木块，则木块做匀速直线运动运动，处于平衡状态，所以木块所受拉力F和摩擦力f是一对平衡力，两个力大小相等、方向相反，作用点在木块的几何中心上 自主学习（二）　实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 任务清单：1.阅读教材P150--152的内容，思考完成下列问题： （1）如何测量滑动摩擦力？ （2）影响滑动摩擦力的因素很多，实验中应该采取什么方法？ （3）滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 【答案】略。 【解析】略。 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑二　实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 做一做： 分别完成下面的几个小实验，根据现象，分析原因。当你的手压在课桌上滑动时，会感受到桌面阻碍手掌滑动的摩擦力。 （1）若改变手掌对课桌的压力，向前滑动时，手掌受到的滑动摩擦力大小如何变化？ （2）若用同样的压力压住课桌上的书再一起向前滑动，情况又怎样？。 1.提出问题：滑动摩擦力的大小与什么因素有关? 2.猜想与假设： （1）滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？ 猜想依据： 。 （2）滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？ 猜想依据： 。 3.实验器材： 弹簧测力计、木块、表面较粗糙的木板、表面较光滑的木板、重物等。 ●加油站：用弹簧测力计水平拉动木块匀速直线运动时，弹簧测力计的示数反映了滑动摩擦力的大小。（转换法） 4.设计实验：（控制变量法） 影响滑动摩擦力大小的因素较多，如材料的种类、接触面的粗糙程度、压力大小等。因此，在探究时要对变量进行控制，分别探究它们对滑动摩擦力的影响。 例如，（1）在探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度等因素不变； （2）而在探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响时，则应保持压力大小等因素不变。 5.实验步骤： （1）将弹簧测力计调零。 （2）如图6-41（a）（b）所示，保持压力不变（同一木块），改变接触面的粗糙程度，分别水平匀速直线拉动木块，在自己设计的表格中记录这两种情况下弹簧测力计的示数。 （3）如图6-41（c）（d）所示，保持接触面的粗糙程度不变（同一桌面），改变压力，分别水平匀速直线拉动木块，记录这两种情况下弹簧测力计的示数。 6.记录表格： 7.实验结论： （1）在a、b实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，可得出结论:在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （2）在c、d实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，可得出结论: 在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。 归纳：滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；压力越大，滑动摩擦力越大。 8.反思交流： （1）滑动摩擦力的大小是否还与其他因素有关呢？应如何设计实验进行探究？ 运用转换法和控制变量法进行实验：实验时必须控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，然后改变要探究的物理量多次实验即可。 （2）当用弹簧测力计水平拉动木块匀速直线滑动时，弹簧测力计的示数可反映滑动摩擦力的大小。猜想为什么？ 超前学习：由于木块匀速直线滑动，所以木块受到的水平拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。因此二力相等。 牛刀小试： 1．同学们在观看冰壶比赛时，发现了如下两个现象： 现象一：运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，滑行脚的鞋底为塑料制成； 现象二：运动员蹬冰时要用力； 他们认为上述现象与摩擦力的知识有关，于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题，并进行了如下探究。 【猜想与假设】根据同学们的发现，猜想滑动摩擦力的大小可能与______和______有关； 【设计并进行实验】 用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，测出木块受到的滑动摩擦力；进行了三次实验，如图所示： 【分析与论证】 （1）甲图中，木块受到的滑动摩擦力为______N； （2）对比乙、丙两图，可得结论：__________________； （3）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它；请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施，并利用实验结论进行解释。（至少写出一例）________________________。 【答案】接触面粗糙程度 压力 （1）0.6 （2）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 （3）蹬冰脚鞋底用橡胶制成，增大接触面粗糙程度 【解析】由于运动员蹬冰脚的鞋底和滑行脚的鞋底的材料不同，所以猜想摩擦力可能与接触面粗糙程度有关；由于运动员蹬冰时要用力，所以猜想摩擦力可能与压力有关，所以猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度和压力有关。 （1）图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N，则弹簧测力计示数为0.6N，由于用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，则木块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，木块受到的摩擦力等于拉力，故木块受到的摩擦力等于0.6N。 （2）观察乙、丙两图发现，压力大小相同，毛巾面更粗糙，弹簧测力计示数也更大，所以可得结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （3）由于蹬冰鞋不能打滑，所以需要增大摩擦力，故蹬冰脚鞋底用橡胶制成，通过增大接触面粗糙程度，来增大摩擦力。 2．顺顺与利利同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，作了如下猜想： A．可能与接触的粗糙程度有关 B．可能与压力的大小有关 顺顺同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动，于是进行了改进：    （1）如图甲，在小桶内装入适量的沙子，使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动，为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小，应测量 的重力； （2）如图乙，在滑块上加砝码，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动。比较甲、乙两次实验，验证了猜想 （选填“A”或“B”）是正确的； （3）利利同学觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步骤，他这么做 （选填“能”或“不能”）达到目的。 【答案】 小桶和沙子 B 不能 【解析】（1）[1]在小桶内装入适量的沙子，滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动，此时滑块在水平方向上受到平衡力的作用，受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，由于使用的是定滑轮，所以拉力的大小等于小桶和沙子的总重力，为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小，应测量小桶和沙子的总重力的大小。 （2）[2]在滑块上加砝码，压力增大，在桶中要装入更多的沙子滑块才能做匀速直线运动，说明此时的滑动摩擦力变大，需要装入更多的沙子来增大拉力，滑块才能做匀速直线运动，这说明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关，则验证猜想B是正确的。 （3）[3]想用钩码代替沙桶，该方案方便得出拉力的大小，但由于钩码的质量是按整数倍变化的，无法连续改变拉力的大小，也很难做到使滑块做匀速直线运动，因此不能达到实验目的。 3.芳芳用如图所示的装置进行实验探究（不计弹簧测力计的重力）：当水平向左的拉力时，物体B水平向左匀速运动（B足够长），弹簧测力计示数为4N且保持不变，此时物体A受到的摩擦力大小为 N，物体B对地面的摩擦力大小为 N。 【答案】 4 6 【解析】[1] 对物体A受力分析可知，水平方向上受到向左的摩擦力和向右的弹簧的拉力，又物体A保持静止，则物体A受力平衡，即摩擦力的大小和弹簧的拉力大小相等，则物体A受到的摩擦力为4N。 [2] 力的作用是相互的，B对A的摩擦力水平向左，大小为4N，则物体A对物体B的摩擦力大小为4N，方向水平向右，此时物体B水平向左匀速运动，水平方向上受到A对其向右的摩擦力、地面对其向右的摩擦力和向左的拉力，根据力的平衡条件，地面对B的摩擦力为 力的作用是相互的，所以物体B对地面的摩擦力大小为6N。 助学释疑三 实验：增大摩擦和减小摩擦 在日常生活和生产活动中，有时要增大有益摩擦力，有时又要设法减小有害摩擦力。 1.增大摩擦： （1）增大接触面的粗糙程度：如足球场上，守门员戴上手套；运动鞋鞋底通常都有凹凸不平的花纹；运动员手上擦镁粉等。 （2）增大物体间的压力 如用力踩刹车；皮带打滑时，要张紧皮带；拉二胡时，用力拉弦等。 （3）变滚动为滑动 汽车刹车前，是滚动摩擦，刹车后，轮子与地面摩擦为滑动摩擦，摩擦力增大，所以汽车很快停下来。 2.减小摩擦： （1）减小压力：推重物时，重物越轻，对地面压力越小，摩擦力越小，推时越轻松。 （2）使接触面变光滑 （3）变滚动摩擦为滑动摩擦 （4）使接触面分离：a.加润滑油减小轴和轴承间的摩擦；b.气垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫，可以减小摩擦；c.磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一薄层空气，减小摩擦。 牛刀小试 1．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 【答案】B 【解析】A．给车轴加润滑油是采用隔离的方式减小车轴摩擦，故A错误； B．轴承内装有滚珠是用滚动替代滑动，是为了减小摩擦，故B正确； C．刹车时通过增大刹车片对轮毂的压力来增大摩擦，使自行车速度减小，故C错误； D．轮胎表面有凹凸不平的花纹，是利用增大轮胎与地面接触面的粗糙程度，这是为了增大摩擦，故D错误。 故选B。 2．自行车是人们“绿色出行”的首选工具。骑自行车时，下列摩擦应设法减小的是（　　） A．手与车把手之间的摩擦 B．脚与脚蹬之间的摩擦 C．车轮与地面之间的摩擦 D．车轮的轴与轴承之间的摩擦 【答案】D 【解析】A．手与车把手之间的摩擦，便于人握紧车把，是有益摩擦，应设法增大，故A不符合题意； B． 脚与脚蹬之间的摩擦，使人能蹬住脚蹬，是有益摩擦，应设法增大，故B不符合题意； C．车轮与地面之间的摩擦，使自行车不打滑，是有益摩擦，应设法增大，故C不符合题意； D．车轮的轴与轴承之间的摩擦，使自行车蹬起来费力，是有害摩擦，应设法减小，故D符合题意。 故选D。 3．如图所示的实例，目的是为了减小摩擦的是（　　） A．轮滑鞋装有滚轮 B．运动鞋底有凹凸的花纹 C．脚蹬面做得凹凸不平 D．守门员戴着防滑手套 【答案】A 【解析】A．轮滑鞋装有滚轮，用滚动代替滑动，减小了摩擦，故A符合题意； B．运动鞋底有凹凸的花纹，使鞋底与地面间变得更粗糙，增大了摩擦力，故B不符合题意； C．脚蹬面做得凹凸不平，使鞋底与踏板间变得更粗糙，增大了摩擦力，故C不符合题意； D．守门员戴着防滑手套，使手与足球之间变得更粗糙，增大了摩擦力，故D不符合题意。 故选A。 【当堂检测】 1.我国高铁总里程居世界第一，人们出行更加方便快捷．小红和父母外出旅游，她们乘坐的高铁正以的速度在水平轨道上向南匀速直线行驶，旁边平行铁轨上一列普通列车以的速度也向南行驶，以普通列车为参照物，小红向 （选填“南”或“北”）运动；小红看到水平桌面上的茶杯静止不动，则茶杯 （选填“不受摩擦力”、“受静摩擦力”或“受滑动摩擦力”）。 【答案】 ①南 ②不受摩擦力 【解析】[1]以地面为参照物，两车均向南行驶，因为高铁速度大于普通列车速度，以普通列车为参照物，若高铁在普通列车的前方，普通列车上乘客会发现高铁离普通列车越来越远；若高铁在普通列车后方，普通列车上乘客会发现高铁离自己越来越近。这两种情况下，以普通列车为参照物，高铁均是向南行驶的。 [2]高铁做匀速直线运动，桌面上的茶杯与桌面之间保持相对静止，没有相对运动趋势，因此，茶杯不受摩擦力。 2．)关于摩擦力产生的条件，下列说法正确的是（　　） A．两个不接触的粗糙物体间也可能存在摩擦力 B．只有发生相对运动的两个物体间才存在摩擦力 C．有弹力才可能有摩擦力 D．相互接触且有相对运动的粗糙物体间一定存在摩擦力 【答案】C。 【解析】产生摩擦力的条件：①两物体要相互接触，②两物体间相互挤压，③接触面粗糙，④两物体要发生或已发生相对运动。两物体相互接触且有挤压即存在弹力，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为______N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与______的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是：______。 【答案】 ①. 0.3 ②. 接触面的粗糙程度 ③. 见解析 【解析】 [1]由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数是0.3N，木块受到摩擦力是0.3N。 [2]再将毛巾平铺在木板上进行实验，压力不变，改变接触面的粗糙程度，可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。 [3]为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，接触面的粗糙程度不变，改变压力大小，在木块上面放不同个数的钩码，匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数。 4．如图，把吸盘压在竖直的玻璃墙上，挤出空气，它就“吸”在玻璃墙上静止不动，则吸盘所受摩擦力（　　） A. 方向竖直向下 B. 方向竖直向上 C. 大于其所受重力 D. 小于其所受重力 【答案】B 【解析】 吸盘“吸”在玻璃墙上静止不动，受到的摩擦力与重力是一对平衡力，大小相等；方向相反，重力方向竖直向下，摩擦力方向竖直向上，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．自行车上应用了很多物理知识，其中属于增大摩擦力的是（　　） A．把手上刻有花纹 B．车轮做成圆形 C．给链条加润滑油 D．前后轮都安装在滚动轴承上 【答案】A 【解析】A．把手上刻有花纹是利用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故A符合题意； BD．车轮做成圆形、前后轮都安装在滚动轴承上，都是用滚动代替滑动来减小摩擦，故BD不符合题意； C．给链条加润滑油是利用使接触面分离的方法来减小摩擦力的，故C不符合题意。 故选A。 6．如图，手按压水平桌面并向左滑动，可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以A点为作用点，画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。 【答案】 【解析】桌面对手的支持力垂直于水平桌面向上，手按压水平桌面并向左滑动，桌面对手的摩擦力与相对运动方向相反，水平向右。 7．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中：  （1）某同学用如图甲所示的方式匀速拉动木块，测量滑动摩擦力，这样操作是_________（选填“正确”或“错误”）的； （2）小明提出如下猜想：A．滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；B．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以的速度匀速拉动木块，进行了正确的实验操作，实验探究过程如图所示。比较图___________两次实验，可验证猜想；比较图________两次实验，可验证猜想B； （3）如图戊所示，小明以的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知，木块重4N，砝码共重2N，弹簧测力计的示数为2.4N，此时，毛巾对木块的摩擦力为_________N。 【答案】（1）错误 （2）丙、丁 乙、丙 （3）2.4 【解析】（1）只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。因甲图中，弹簧测力计沿斜上方拉动木块，木块对木板的压力减小，故它的示数不等于木块所受的滑动摩擦力，操作是错误的。 （2）验证滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力的关系，应该控制接触面粗糙程度相同，改变压力大小，由图丙、丁可知，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，可以验证猜想A。 验证滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系，应该控制压力大小相同，改变接触面粗糙程度，由图乙、丙可知，压力大小相同，接触面粗糙程度不同，可以验证猜想B。 （3）由题意可知，木块做匀速直线运动，所以木块受力平衡，水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以毛巾对木块的摩擦力为2.4N。 【学后反思】 说说你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 探究：滑动摩擦力与哪些因素有关 【学习目标】 1.能根据生活体验认识摩擦力。 2.能根据二力平衡的条件，用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。 3.经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，能表述滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系。 4.认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，并能正确说出增大或減小摩擦的方法。 【学习重点】 测量水平运动物体所受的摩擦力和探究影响滑动摩擦力大小的因素。 【学习难点】 理解滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。 【合作探究】 自主学习（一）　滑动摩擦力 任务清单：1.阅读教材P149的内容，思考完成下列问题： （1）什么是滑动摩擦力？ （2）滑动摩擦力的产生条件？ （3）滑动摩擦力的方向如何？ （4）什么是静摩擦力和滚动摩擦力？ 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑一　滑动摩擦力 1.做一做：分别做下面的几个小实验，根据现象，分析原因 （一）用手在桌子上滑动 （1）做法：我们将手掌压在课桌上向前滑动； （2）现象：会感受到桌面 手掌向前滑动的作用力。 （二）用橡皮擦拭错别字 （1）做法：我们将橡皮压在作业本上向前滑动； （2）现象：会感受到作业本 橡皮向前滑动的作用力。 （三）让圆珠笔在桌子上滚动 （1）做法：轻轻用力让圆珠笔在桌子上向前滚动； （2）现象：圆珠笔会 。 分析归纳： 以上实验中，我们都感觉到有一股 存在。 2.滑动摩擦力： （1）定义：物理学中，把一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的 的力，叫做滑动摩擦力。 运动的书、冰壶之所以会停下来，都是因为受到滑动摩擦力。 （2）摩擦力产生条件： ①两物体相互 ，并且相互 。 ②两物体的接触面 。 ③两物体有 或 。 （3）滑动摩擦力的方向：与物体间相对运动的方向 。 （4）滑动摩擦力的作用点：在受力物体接触面上。（若只画摩擦力也可以画在物体重心）。 例如：右图中物块向右运动，它受的摩擦力向左。 3.静摩擦与滚动摩擦： （1）静摩擦： ①定义：两个相互接触的物体具有 时产生的阻碍物体间发生相对运动趋势的力。 ②大小： 始终 使它有运动趋势的力。 ③方向： 始终与使它有运动趋势力的方向 。 例如，手握杯子静止时，手与杯子间的摩擦力就是静摩擦力，其大小等于杯子的总重，方向竖直向上。 （2）滚动摩擦： ①定义：一个物体在另一个物体表面上 时产生的摩擦力叫 做滚动摩擦力。 ②大小：相同条件下，滚动摩擦仅有滑动摩擦的 大小。 牛刀小试 1．中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示，决赛中，“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行，当追上时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前滑行，这说明了 ；乙由于 ，不蹬冰也能继续向前滑行；此后乙的速度逐渐减小，是因为受到 作用。    2．小亮与小华在课后利用本质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示，先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面，松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落。黑板擦在下落过程中，小亮认为其受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为 的观点正确，请简要说明理由： 。    3．下列有关摩擦力的说法不正确的是（　　） A．走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦 B．自行车刹车时，是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力 C．摩擦力不一定是阻力 D．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 4．琴琴同学握笔如图所示。下列关于铅笔的描述正确的是（    ）    A．铅笔的长度约50cm B．铅笔的质量约为50g C．静止在桌面上的铅笔受平衡力 D．写字时铅笔和纸间的摩擦力是滚动摩擦力 5．按要求作图：如图所示，在水平桌面上匀速拉动木块，请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。    自主学习（二）　实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 任务清单：1.阅读教材P150--152的内容，思考完成下列问题： （1）如何测量滑动摩擦力？ （2）影响滑动摩擦力的因素很多，实验中应该采取什么方法？ （3）滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 2.小组内互相批改，找出正确答案。然后进行释疑环节： 助学释疑二　实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 做一做： 分别完成下面的几个小实验，根据现象，分析原因。当你的手压在课桌上滑动时，会感受到桌面阻碍手掌滑动的摩擦力。 （1）若改变手掌对课桌的压力，向前滑动时，手掌受到的滑动摩擦力大小如何变化？ （2）若用同样的压力压住课桌上的书再一起向前滑动，情况又怎样？。 1.提出问题：滑动摩擦力的大小与什么因素有关? 2.猜想与假设： （1）滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？ 猜想依据： 。 （2）滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？ 猜想依据： 。 3.实验器材： 、木块、表面较粗糙的木板、表面较光滑的木板、重物等。 ●加油站：用弹簧测力计 拉动木块 时，弹簧测力计的示数反映了滑动摩擦力的大小。（转换法） 4.设计实验：（控制变量法） 影响滑动摩擦力大小的因素较多，如材料的种类、接触面的粗糙程度、压力大小等。因此，在探究时要对变量进行控制，分别探究它们对滑动摩擦力的影响。 例如，（1）在探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的 等因素不变； （2）而在探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响时，则应保持 等因素不变。 5.实验步骤： （1）将弹簧测力计调零。 （2）如图6-41（a）（b）所示，保持 不变（同一木块），改变接触面的粗糙程度，分别水平匀速直线拉动木块，在自己设计的表格中记录这两种情况下弹簧测力计的示数。 （3）如图6-41（c）（d）所示，保持接触面的 不变（同一桌面），改变压力，分别水平匀速直线拉动木块，记录这两种情况下弹簧测力计的示数。 6.记录表格： 7.实验结论： （1）在a、b实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，可得出结论:在压力一定时， ，滑动摩擦力 。 （2）在c、d实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，可得出结论: 在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力 。 归纳：滑动摩擦力的大小只与 有关，在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；压力越大，滑动摩擦力越大。 8.反思交流： （1）滑动摩擦力的大小是否还与其他因素有关呢？应如何设计实验进行探究？ 运用转换法和控制变量法进行实验：实验时必须控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，然后改变要探究的物理量多次实验即可。 （2）当用弹簧测力计水平拉动木块匀速直线滑动时，弹簧测力计的示数可反映滑动摩擦力的大小。猜想为什么？ 超前学习：由于木块匀速直线滑动，所以木块受到的水平拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。因此二力相等。 牛刀小试： 1．同学们在观看冰壶比赛时，发现了如下两个现象： 现象一：运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，滑行脚的鞋底为塑料制成； 现象二：运动员蹬冰时要用力； 他们认为上述现象与摩擦力的知识有关，于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题，并进行了如下探究。 【猜想与假设】根据同学们的发现，猜想滑动摩擦力的大小可能与______和______有关； 【设计并进行实验】 用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，测出木块受到的滑动摩擦力；进行了三次实验，如图所示： 【分析与论证】 （1）甲图中，木块受到的滑动摩擦力为______N； （2）对比乙、丙两图，可得结论：__________________； （3）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它；请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施，并利用实验结论进行解释。（至少写出一例）________________________。 2．顺顺与利利同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时，作了如下猜想： A．可能与接触的粗糙程度有关 B．可能与压力的大小有关 顺顺同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动，于是进行了改进：    （1）如图甲，在小桶内装入适量的沙子，使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动，为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小，应测量 的重力； （2）如图乙，在滑块上加砝码，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动。比较甲、乙两次实验，验证了猜想 （选填“A”或“B”）是正确的； （3）利利同学觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步骤，他这么做 （选填“能”或“不能”）达到目的。 3.芳芳用如图所示的装置进行实验探究（不计弹簧测力计的重力）：当水平向左的拉力时，物体B水平向左匀速运动（B足够长），弹簧测力计示数为4N且保持不变，此时物体A受到的摩擦力大小为 N，物体B对地面的摩擦力大小为 N。 助学释疑三 实验：增大摩擦和减小摩擦 在日常生活和生产活动中，有时要增大有益摩擦力，有时又要设法减小有害摩擦力。 1.增大摩擦： （1）增大接触面的 ：如足球场上，守门员戴上手套；运动鞋鞋底通常都有凹凸不平的花纹；运动员手上擦镁粉等。 （2）增大物体间的 如用力踩刹车；皮带打滑时，要张紧皮带；拉二胡时，用力拉弦等。 （3）变滚动为 汽车刹车前，是滚动摩擦，刹车后，轮子与地面摩擦为滑动摩擦，摩擦力增大，所以汽车很快停下来。 2.减小摩擦： （1）减小 ：推重物时，重物越轻，对地面压力越小，摩擦力越小，推时越轻松。 （2）使接触面变 （3）变滚动摩擦为 摩擦 （4）使接触面分离：a.加润滑油减小轴和轴承间的摩擦；b.气垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫，可以减小摩擦；c.磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一薄层空气，减小摩擦。 牛刀小试 1．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 2．自行车是人们“绿色出行”的首选工具。骑自行车时，下列摩擦应设法减小的是（　　） A．手与车把手之间的摩擦 B．脚与脚蹬之间的摩擦 C．车轮与地面之间的摩擦 D．车轮的轴与轴承之间的摩擦 3．如图所示的实例，目的是为了减小摩擦的是（　　） A．轮滑鞋装有滚轮 B．运动鞋底有凹凸的花纹 C．脚蹬面做得凹凸不平 D．守门员戴着防滑手套 【当堂检测】 1.我国高铁总里程居世界第一，人们出行更加方便快捷．小红和父母外出旅游，她们乘坐的高铁正以的速度在水平轨道上向南匀速直线行驶，旁边平行铁轨上一列普通列车以的速度也向南行驶，以普通列车为参照物，小红向 （选填“南”或“北”）运动；小红看到水平桌面上的茶杯静止不动，则茶杯 （选填“不受摩擦力”、“受静摩擦力”或“受滑动摩擦力”）。 2．)关于摩擦力产生的条件，下列说法正确的是（　　） A．两个不接触的粗糙物体间也可能存在摩擦力 B．只有发生相对运动的两个物体间才存在摩擦力 C．有弹力才可能有摩擦力 D．相互接触且有相对运动的粗糙物体间一定存在摩擦力 3．在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为______N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与______的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是：______。 4．如图，把吸盘压在竖直的玻璃墙上，挤出空气，它就“吸”在玻璃墙上静止不动，则吸盘所受摩擦力（　　） A. 方向竖直向下 B. 方向竖直向上 C. 大于其所受重力 D. 小于其所受重力 5．自行车上应用了很多物理知识，其中属于增大摩擦力的是（　　） A．把手上刻有花纹 B．车轮做成圆形 C．给链条加润滑油 D．前后轮都安装在滚动轴承上 6．如图，手按压水平桌面并向左滑动，可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以A点为作用点，画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。 7．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中：  （1）某同学用如图甲所示的方式匀速拉动木块，测量滑动摩擦力，这样操作是_________（选填“正确”或“错误”）的； （2）小明提出如下猜想：A．滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关；B．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以的速度匀速拉动木块，进行了正确的实验操作，实验探究过程如图所示。比较图___________两次实验，可验证猜想；比较图________两次实验，可验证猜想B； （3）如图戊所示，小明以的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知，木块重4N，砝码共重2N，弹簧测力计的示数为2.4N，此时，毛巾对木块的摩擦力为_________N。 【学后反思】 说说你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $