8.3 摩擦力 导学案 2025-2026学年人教版2024物理八年级下册

该初中物理导学案聚焦“摩擦力”，涵盖滑动摩擦力和静摩擦力的概念、产生条件、方向及大小计算。课前通过手掌压桌面滑动的体验引入，回顾重力与弹力，构建前后知识联系，搭建学习支架。 资料以实验探究为核心，通过对比梳理滑动与静摩擦力的异同，结合分层例题和练习，培养学生科学探究能力和科学思维。易错点分析与学法指导帮助学生深化物理观念，提升自主学习效率，便于教师教学评估。

8.3 摩擦力 导学案 2025-2026学年人教版2024初中物理八年级下册 模块一：学习目标 1. 通过实验探究，能够理解滑动摩擦力的概念，掌握滑动摩擦力产生的条件及其方向的判断方法。 2. 通过实验测量滑动摩擦力，理解并能够运用【滑动摩擦力的计算公式f=μFN】，掌握影响动摩擦因数大小的因素。 3. 了解静摩擦力的概念及其产生条件，理解【最大静摩擦力】，能够运用二力平衡条件计算静摩擦力的大小，并能区分滑动摩擦力与静摩擦力的异同。 模块二：课前预习 1. 上节课我们学习了重力与弹力，请回顾：一对相互作用力有什么特点？在斜面上静止的物块，受到哪几个力的作用？支持力的方向与物块对斜面的压力的方向各是怎样的？这两个力是一对平衡力还是相互作用力？ 2. 把手掌用力压在桌面上并向前滑动，感受手掌受到的阻碍作用。这个阻碍手掌相对桌面运动的力就是摩擦力。想一想，如果用更大的力将手掌压在桌面上，再向前滑动，感觉受到的阻碍有什么变化？这说明滑动摩擦力的大小可能与什么因素有关？ 3. 观察生活中的现象：为什么我们走路时鞋底要有花纹？为什么自行车轮胎表面有凹凸不平的纹路？你能再举出几个生活中需要增大或减小摩擦的例子吗？请把它们记录下来。 模块三：知识点梳理 一、滑动摩擦力 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【阻碍相对运动】的力，这种力叫做滑动摩擦力。 2. 产生条件： ① 两物体相互接触且挤压（即接触面间存在压力）。 ② 接触面不光滑（即存在粗糙程度）。 ③ 两物体间发生相对运动。 注意：三个条件必须同时满足才会产生滑动摩擦力，缺一不可。 3. 滑动摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且与物体【相对运动的方向相反】。 温馨提示：要注意区分"相对运动方向"与"运动方向"。相对运动是以施加摩擦力的另一个物体为参照物的运动方向，而运动方向通常以地面为参照物。例如，一个物块放在匀速运动的传送带上，物块相对传送带向后运动，所以它受到的滑动摩擦力方向向前，而这个摩擦力恰恰是物块向前运动的动力。因此，摩擦力不一定是阻力，它可以是动力。 图1 滑动摩擦力示意图 4. 滑动摩擦力的大小： ① 实验结论：滑动摩擦力的大小与接触面的【压力大小】成正比，与接触面的【材料】和【粗糙程度】有关，与接触面积的大小、物体运动的速度等因素无关。 ② 公式：【f = μFN】 其中，f表示滑动摩擦力的大小，单位是牛顿（N）；FN表示接触面间的压力大小，单位是牛顿（N）；μ是动摩擦因数，它是一个没有单位的比值。 ③ 动摩擦因数μ的理解：μ的大小由相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度决定。接触面越粗糙，μ值通常越大。不同材料间的μ一般不同。 注意：公式f = μFN是滑动摩擦力大小的计算式，而不是决定式。只有当物体相对于接触面滑动时才能使用此公式。压力FN不一定等于物体的重力G，需要根据具体的受力情况进行分析。例如，当物体在水平面上运动时，若只在竖直方向受重力和支持力，则FN=G；若在斜面上运动，则FN是重力的一个分力，小于G；若物体被一个向下的力按压，则FN大于G。计算时必须准确求出正压力。 二、静摩擦力 1. 定义：两个相互接触并挤压的物体，当它们具有【相对运动趋势】时，在接触面上会产生一种【阻碍相对运动趋势】的力，这种力叫做静摩擦力。 2. 产生条件： ① 两物体相互接触且挤压。 ② 接触面不光滑。 ③ 两物体间有相对运动趋势，但保持相对静止。 注意：相对运动趋势是指物体有想要朝某个方向运动的倾向，但实际上并未发生相对运动。可以假设接触面是光滑的，物体将会朝哪个方向运动，这个方向就是相对运动趋势的方向。 3. 静摩擦力的方向：总是沿着接触面，并且与物体【相对运动趋势的方向相反】。 温馨提示：判定相对运动趋势方向常常用"假设光滑法"。例如，一个物块静止在粗糙斜面上，假设斜面变得绝对光滑，物块将会沿斜面加速下滑，这说明物块相对斜面的运动趋势是向下的，因此它受到的静摩擦力方向沿斜面向上。静摩擦力同样既可以是阻力，也可以是动力。人走路时，脚有向后蹬地的趋势，地面给人的静摩擦力方向向前，这个力就是人前进的动力。 图2 静摩擦力示意图（斜面） 4. 静摩擦力的大小： ① 静摩擦力的大小不是一个固定的值，它会随着使物体产生相对运动趋势的外力变化而变化，始终与外力在沿接触面方向的分力大小相等、方向相反，使物体保持平衡状态。因此，静摩擦力的大小通常需要根据【二力平衡条件】或【牛顿运动定律】来求解。 ② 静摩擦力的增大有一个限度，静摩擦力的最大值称为【最大静摩擦力】（记作fmax）。当外力超过这个最大值时，物体间就会发生相对运动，静摩擦力也就转变为滑动摩擦力。 ③ 实验表明，最大静摩擦力fmax的大小也与压力FN成正比，且略大于相同压力下的滑动摩擦力。 注意：在不知道外力是多少的情况下，不能说静摩擦力等于最大静摩擦力。只有物体处于"将要滑动而未滑动"的临界状态时，静摩擦力才等于最大静摩擦力。平时静止的物体，其静摩擦力在0到fmax之间，需要根据具体情境的平衡条件来计算。 图3 摩擦力随外力变化的关系 三、滑动摩擦力与静摩擦力的对比 比较项目 滑动摩擦力 静摩擦力 产生条件 物体间有相对运动 物体间有相对运动趋势，但保持相对静止 大小 相对恒定：f = μFN 随外力变化：0 < f ≤ fmax，由平衡条件求解 方向 与相对运动方向相反 与相对运动趋势方向相反 作用效果 总是阻碍相对运动 总是阻碍相对运动趋势 计算依据 f = μFN（必须明确正压力FN） 二力平衡条件或牛顿运动定律 梳理三者关系：物体间的摩擦力有静摩擦力、滑动摩擦力两种类型。当外力较小时，物体静止，受静摩擦力，且静摩擦力随外力增大而增大。当外力达到最大静摩擦力时，物体即将运动。外力再略微增大，物体开始相对运动，摩擦力由静摩擦力突变为滑动摩擦力，且大小突然略微减小，之后保持相对稳定。这个过程中，摩擦力的变化可以用"先增后减再稳定"来定性描述。 模块四：例题讲解 例题1：一个质量为5kg的木箱静止放置在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ为0.4。现用一个大小为10N的水平拉力拉木箱，但未拉动。求：（1）木箱受到的静摩擦力的大小和方向；（2）若改用30N的水平拉力，木箱仍未被拉动，此时静摩擦力的大小是多少？（g取10N/kg） 【解答过程】 解：（1）首先计算木箱的重力：G = mg = 5kg × 10N/kg = 50N。由于木箱在竖直方向静止，地面对它的支持力FN = G = 50N。 用10N的水平拉力拉木箱，木箱未动，说明木箱在水平方向处于二力平衡状态。木箱在水平方向受到拉力和地面施加的静摩擦力。 所以，静摩擦力的大小：f静 = F拉 = 10N。 方向：与拉力方向相反，即水平向左。 （2）当拉力增大到30N时，木箱仍然静止，水平方向依然满足二力平衡。 此时静摩擦力的大小：f静' = F拉' = 30N。 可见，在物体未动之前，静摩擦力的大小会随着拉力的增大而增大，始终与拉力等大反向。 【方法总结】 求解静摩擦力时，不能盲目套用滑动摩擦力公式。首先要明确物体的运动状态，如果物体处于静止（或匀速直线运动）状态，则优先使用二力平衡的思路来求解静摩擦力。 例题2：在上述情境中，若木箱与地面间的最大静摩擦力为22N。当水平拉力达到35N时，木箱开始在地面上滑动。求此时地面对木箱的滑动摩擦力的大小和方向。 【解答过程】 解：当木箱在地面上滑动时，受到的摩擦力为滑动摩擦力。 首先，木箱在竖直方向依然平衡，所以地面受到的正压力大小FN = G = mg = 5kg × 10N/kg = 50N。 已知动摩擦因数μ = 0.4。 根据滑动摩擦力公式：f滑 = μFN 代入数据：f滑 = 0.4 × 50N = 20N。 方向：与木箱相对地面的运动方向相反。假设木箱在拉力作用下向右滑动，则滑动摩擦力方向水平向左。 【方法总结】 求解滑动摩擦力的步骤：第一步，准确找到接触面间的正压力FN，注意FN不总是等于重力。第二步，明确动摩擦因数μ的值。第三步，代入公式f = μFN计算结果。方向再根据相对运动方向判断。从本题可以看出，最大静摩擦力（22N）略大于滑动摩擦力（20N），这是符合规律的。 模块五：课堂练习 基础巩固第1题：下列关于摩擦力的说法，正确的是（ ） A. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 B. 静止的物体不可能受到滑动摩擦力 C. 滑动摩擦力的方向是与物体相对运动方向相反 D. 物体的重力越大，它受到的滑动摩擦力一定越大 基础巩固第2题：一个重100N的物体静止在水平地面上，当它受到一个20N的水平推力时刚好做匀速直线运动。那么此时物体受到的滑动摩擦力大小为____N，物体与地面间的动摩擦因数μ为____。 基础巩固第3题：用手握住一个酱油瓶，瓶子在手中保持竖直静止。下列说法正确的是（ ） A. 手对瓶子的握力越大，瓶子受到的静摩擦力越大 B. 瓶子受到的静摩擦力方向竖直向下 C. 瓶子越重，手对瓶子的握力必须越大才能保持静止 D. 瓶子受到的静摩擦力大小始终等于瓶子的重力 基础巩固第4题：一辆重为1.5×10⁴N的小汽车，在水平公路上以72km/h的速度匀速行驶时，受到的牵引力为1950N。求：（1）汽车行驶时受到的阻力大小；（2）汽车轮胎与地面间的动摩擦因数。 能力提升第5题：如图所示，一个质量为3kg的物块被一个大小为20N的水平力F压在竖直的粗糙墙壁上，物块处于静止状态。求物块受到的静摩擦力的大小和方向。（g取10N/kg） 图4 物块压在竖直墙壁上的受力图 能力提升第6题：在上述第5题中，如果把水平压力F从20N逐渐减小到10N，物块仍能静止在墙上。在这个过程中，物块受到的静摩擦力（ ） A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 先不变后减小 能力提升第7题：在"探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关"的实验中，小明用弹簧测力计水平拉着一个木块在水平放置的长木板上做匀速直线运动。弹簧测力计的示数为1.2N。然后，他在木块上放了一个砝码，再次用弹簧测力计水平拉动，使木块和砝码一起做匀速直线运动，此时示数为2.0N。这个实验说明了什么？ 能力提升第8题：如图所示，A、B两个物块叠放在水平地面上，用大小为8N的水平力F拉B物块，A、B一起向右做匀速直线运动。请分别分析物块A和物块B是否受到摩擦力，如果受到，指出摩擦力的大小和方向。 图5 A、B叠放物块受力分析图 模块六：参考答案 第一部分：课堂练习参考答案 基础巩固第1题：【答案】C 【解析】A选项错误，摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，与运动方向可能相同，如人走路时脚受到的静摩擦力向前，与运动方向相同。B选项错误，静止的物体也可能受滑动摩擦力，如一个物体在静止的粗糙桌面上滑动时，静止的桌面就受到滑动摩擦力。C选项正确，这是滑动摩擦力方向的定义。D选项错误，滑动摩擦力大小与压力成正比，而不一定等于重力，如在斜面上运动的物体，其压力小于重力。 基础巩固第2题：【答案】20， 0.2 【解析】物体做匀速直线运动，说明处于平衡状态，水平方向推力和滑动摩擦力二力平衡，所以f = F = 20N。在水平地面上，压力FN = G = 100N。由f = μFN得，动摩擦因数μ = f / FN = 20N / 100N = 0.2。 基础巩固第3题：【答案】D 【解析】瓶子静止，处于二力平衡状态。竖直方向上，瓶子受重力和手对瓶子的静摩擦力。因此，静摩擦力大小始终等于瓶子的重力，方向与重力相反，即竖直向上。握力是水平方向的力，增大握力只会增大最大静摩擦力，但只要瓶子静止，实际受到的静摩擦力就不会变，始终等于重力。所以A、B、C错误，D正确。 基础巩固第4题：【答案】（1）1950N （2）0.13 【解析】（1）汽车在水平公路上做匀速直线运动，则水平方向的牵引力F与阻力f是一对平衡力，所以阻力f = F = 1950N。此时汽车受的阻力主要是来自地面的滑动摩擦力。（2）汽车在水平路面上，压力等于重力，即FN = G = 1.5×10⁴N。根据滑动摩擦力公式f = μFN，可得动摩擦因数μ = f / FN = 1950N / (1.5×10⁴N) = 0.13。 能力提升第5题：【答案】静摩擦力大小为30N，方向竖直向上。 【解析】对物块进行受力分析：水平方向，物块受到压力F和墙壁的支持力，二力平衡，对分析摩擦力无直接影响。竖直方向，物块受到向下的重力G = mg = 3kg × 10N/kg = 30N。物块静止，竖直方向受力平衡，因此必须受到一个向上的力与重力平衡，这个力就是墙壁对物块的静摩擦力。所以，静摩擦力f静 = G = 30N，方向竖直向上。 能力提升第6题：【答案】C 【解析】物块在竖直墙壁上静止，竖直方向上受到的重力G和静摩擦力f二力平衡。只要物块保持静止，静摩擦力的大小就始终等于重力，与水平压力F的大小无关。水平压力F减小，只是减小了最大静摩擦力，但只要实际需要的静摩擦力（等于重力）不超过最大静摩擦力，物块就能保持静止，且摩擦力大小不变。所以，在逐渐减小F的整个过程中，只要物块静止，f静就保持不变。故C正确。 能力提升第7题：【答案】这个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关。在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 【解析】实验中，第一次只拉动木块，压力等于木块的重力；第二次在木块上加砝码，增大了对木板的压力。弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。两次实验的唯一变量是压力大小，示数变大说明滑动摩擦力随压力的增大而增大。这是对控制变量法实验结论的考查。 能力提升第8题：【答案】物块A不受摩擦力。物块B受到地面施加的滑动摩擦力，大小为8N，方向水平向左。 【解析】A、B一起向右做匀速直线运动，可以把A和B看作整体，也可以隔离分析。先分析A：A做匀速直线运动，处于平衡状态。假设A受到B对它的摩擦力，那么无论摩擦力方向向左还是向右，A在水平方向都无法平衡，因此假设不成立，所以A不受摩擦力。再分析B：B向右做匀速直线运动，水平方向上必然受平衡力作用。已知B受到一个向右的拉力F=8N，为使平衡，B必须受到一个等大、向左的力，这个力就是地面对B的滑动摩擦力，所以fB = 8N，方向水平向左。B与A之间没有相对运动，也没有相对运动趋势，所以不存在摩擦力。 第二部分：课后巩固参考答案 课后巩固第1题：【答案】（1）见解析；（2）10N， 0.25；（3）1.2×10⁵N 【解析】（1）货物在斜面上静止时，受到重力G、斜面支持力FN和沿斜面向上的静摩擦力f静。重力方向竖直向下，支持力方向垂直于斜面向上，静摩擦力方向沿斜面向上。（2）货物在水平地面上匀速运动时，竖直方向FN = G = mg = 40kg × 10N/kg = 400N。水平方向拉力等于滑动摩擦力，即f = F = 100N。所以动摩擦因数μ = f / FN = 100N / 400N = 0.25。（3）汽车满载后总重力G总 = m总g = (3t + 15t) × 10N/kg = 18×10³kg × 10N/kg = 1.8×10⁵N。压力FN' = G总 = 1.8×10⁵N。路面情况相同则μ相同，新工况下的滑动摩擦力f' = μFN' = 0.25 × 1.8×10⁵N = 4.5×10⁴N。汽车匀速行驶，牵引力F牵 = f' = 4.5×10⁴N。 课后巩固第2题：【答案】见解析 【解析】（1）步骤： ① 将木块放在水平放置的长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，记下此时弹簧测力计的示数F1。则此时滑动摩擦力f1 = F1。 ② 在木块上放置一个砝码，以增大对木板的压力，重复步骤①，记下弹簧测力计示数F2，可得f2 = F2。 ③ 多次改变砝码个数（即改变压力大小），并重复上述测量，记录多组压力FN和对应的滑动摩擦力f的数据。 （2）实验记录表格： 实验次数 压力FN / N 滑动摩擦力f / N 1 （木块重力） （F1） 2 （木块+1个砝码重力） （F2） 3 （木块+2个砝码重力） （F3） ... ... ... （3）在方格纸上建立直角坐标系，横轴表示压力FN，纵轴表示滑动摩擦力f，根据记录的每组数据在坐标系中描点，并尽可能地将这些点连成一条过原点的直线。如果图像是一条过原点的倾斜直线，则说明在接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力与压力大小成正比。 模块七：课后巩固 课后巩固第1题：一个质量为40kg的货物静止在倾角为30°的斜面上，受到沿斜面向上的静摩擦力。若将货物卸下放在水平地面上，用100N的水平拉力使其做匀速直线运动。（g取10N/kg）（1）画出货物在斜面上静止时的受力示意图。（2）求货物在水平地面上运动时受到的支持力和动摩擦因数μ。（3）若将该货物装上一辆质量为3t的卡车，卡车在相同路面上满载总质量为18t的水平公路上匀速行驶，此时卡车发动机需提供多大的牵引力？（本题10分） 课后巩固第2题：在学习"探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关"的实验中，老师布置了一个延伸任务：请设计一个实验方案，来探究滑动摩擦力的大小与接触面间压力的大小是否成正比。提供的器材有：带水平长木板的实验台、一个长方体的木块、若干个质量相等的砝码、弹簧测力计。请你写出：（1）实验的主要步骤；（2）需要记录的数据及其表格设计；（3）如何根据实验数据得出正比关系的结论（可以画图说明）。（本题10分） 模块八：易错点分析与学法指导 【易错点1】混淆"相对运动方向"与"运动方向"，对摩擦力方向的判断出错。错误表现：总是认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反，导致无法理解人走路时脚受到的静摩擦力向前等实例。正确做法：牢牢抓住"相对"二字。判断滑动摩擦力方向时，先明确哪个物体是"另一个物体"，再分析研究对象相对这个物体的运动方向，摩擦力的方向与之相反。判断静摩擦力方向时，用"假设光滑法"来判断相对运动趋势的方向。 【易错点2】不加分析地将物体重力等同于压力，在计算滑动摩擦力时代入错误。错误表现：遇到所有求滑动摩擦力的问题，都直接使用f = μG来计算。正确做法：形成规范的解题流程。第一步，确定研究对象。第二步，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。第三步，根据竖直方向（或垂直于接触面方向）的平衡条件，推导出接触面间的实际压力FN。第四步，再将正确的FN代入公式f = μFN求解。要深刻理解"压力是垂直于接触面的力，其大小与物体的重力无必然联系，需具体分析"。 【学法建议1】建立"条件分析式"思维程序，而非"抛掷公式"的解题习惯。面对一个摩擦力问题，先不急着代公式，而是自问三个问题：① 物体间是相对静止还是有相对运动？（判断是静摩擦还是滑动摩擦）② 接触面间是否有压力，是否粗糙？（判断摩擦力是否存在）③ 如果是静摩擦，物体是否平衡？如果是滑动摩擦，正压力是多少？按照这个程序思考，能有效避免大部分错误。 【学法建议2】动手体验，化抽象为直观。准备一块橡皮或一本书，在课桌上进行推、压、斜放等操作。用手掌感受：静止但有推动趋势时的阻碍感（体验静摩擦力大小随推力变化）；被推动后前后移动的阻碍感（体验滑动摩擦力与压力大小的关系）。再将橡皮放在书本上，一起推动，分析橡皮和书本间的摩擦力情况。将切身感受与物理知识结合起来，能加深对抽象概念的理解。 【知识网络图（文字描述）】本节"摩擦力"是第八章"运动和力"的核心内容，它上承"重力"、"弹力"，是对常见力的种类的完善，共同构成了力学中三种基本力的知识体系。学习"滑动摩擦力"时，用到了上一章"二力平衡"的知识来间接测量其大小，实现知识的迁移应用。"静摩擦力"大小的分析更是完全建立在"二力平衡"和物体运动状态判断的基础之上。本节内容同时为后续学习"牛顿第一定律"、"物体受力分析"以及更复杂的"共点力的平衡"等内容提供了必要的知识储备，是连接基本力与运动关系的桥梁。 学科网（北京）股份有限公司 $