2.2 运动与相互作用 第3课时 讲义- 2026-2027学年科学浙教版八年级上册

本初中科学讲义聚焦摩擦力核心知识点，从感受摩擦力存在入手，系统讲解滑动摩擦和静摩擦的概念、方向及产生条件，进而通过控制变量法探究滑动摩擦力大小与压力、接触面粗糙程度的关系，最后结合实例阐述增大和减小摩擦的方法及制动距离的应用。 资料以实验观察法（如手掌滑动、筷子提米）和控制变量法构建科学探究支架，避坑指南精准辨析易错点，实战演练与巩固拓展结合生活实例（如自行车刹车、交叉书页实验），培养学生科学思维与探究实践能力，课中辅助教师高效授课，课后助力学生自主查漏补缺。

2.2 运动与相互作用（第3课时）——摩擦力 本节导航·目标清单 考点精讲·内容全解 避坑指南·易错辨析 实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升 本节导航·目标清单 目标导航 方法指导 · 了解摩擦力的普遍存在 · 理解滑动摩擦力的概念和方向 · 了解静摩擦力的概念和产生条件 · 掌握影响滑动摩擦力大小的因素 · 能用控制变量法探究摩擦力的影响因素 · 了解增大和减小摩擦的方法 · 实验观察法：通过木块滑动、扫把清扫等感受摩擦力的存在 · 控制变量法：探究压力和接触面粗糙程度对摩擦力的影响 · 等效替代法：用弹簧测力计匀速拉动物块间接测量摩擦力 · 对比分析法：对比有益摩擦和有害摩擦，采取不同措施 考点精讲·内容全解 考点01 摩擦力的存在 1. 摩擦力的引入 将手掌紧压桌面，并在其上慢慢滑动，能感到桌面对手掌有阻碍作用。这种阻碍作用来自手掌与桌面之间的摩擦力，摩擦力是一种很常见的力。摩擦力普遍存在于我们的生活之中，对我们的生活起着极为重要的影响。 手掌在桌面上滑动感受摩擦力 2. 滑动摩擦力的概念 用手推放在桌面上的木块，使它运动起来，观察木块离开手后运动状态有什么变化。运动的木块最终在桌面上静止，说明木块受到桌面阻碍它运动的力。用扫把从右往左清扫地面，感受施加给扫把的力，观察扫把刷毛朝哪个方向弯曲。扫把刷毛朝右弯曲，说明刷毛受到地面阻碍它运动的力。总结：两个互相接触的物体，当一个物体在另一个物体表面上滑动时，在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力（friction force）。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。 3. 静摩擦力的概念 两个物体相对滑动时会产生滑动摩擦力，那么两个物体相对静止时是否也会产生摩擦力呢？如图2.2-12所示，纸杯中盛有米，米内插有筷子。将米压紧后，竖直向上提筷子，观察到筷子能将米和纸杯提起。这说明米与筷子、米与纸杯之间存在摩擦力，摩擦力使筷子、米和纸杯保持相对静止。两个互相接触的物体，当一个物体在另一个物体表面具有相对运动趋势时，在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这种力叫作静摩擦力。筷子向上提起时，筷子与米之间也存在摩擦力。正是这个摩擦力使筷子与米之间保持相对静止，才使得筷子能将装有米的杯子提起。 筷子提米——静摩擦力的存在 4. 静摩擦力的产生条件与方向 静摩擦力的产生条件：（1）两物体相互接触并挤压；（2）两物体的接触面粗糙；（3）具有相对运动趋势（未滑动）。静摩擦力作用在接触面上，方向与物体相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的大小与引起相对运动趋势的外力大小相等。例如，用10N的力推箱子未推动时，箱子受到的静摩擦力等于推力，为10N；增大推力到20N仍未推动时，静摩擦力等于20N。 5. 摩擦力与走路 摩擦力普遍存在于我们的生活之中，对我们的生活起着极为重要的影响。人走路时两只脚的前后位置会交替变化，后脚离开地面前要蹬地，这时，地面对它会产生一个向前的摩擦力，正是这个力，人才得以向前运动；而前脚踩到地面时，地面会对它产生一个向后的摩擦力，正是这个力，才使脚停止了向前的运动。特别提醒：摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反。人的运动方向向前，后脚受到的摩擦力方向向前，与运动方向一致，是动力；前脚受到的摩擦力方向向后，是阻力。它们都与相对运动趋势的方向相反。 图2.2-14 人行走时前、后脚受到的摩擦力 6. 摩擦力的普遍性与交叉书页实验 假如没有摩擦，我们会有很多事情不能做，如人不能行走、汽车不能行驶、我们不能写字、不能拿起东西、不能用筷子夹饭菜等。不但固体与固体之间会产生摩擦，固体、液体、气体之间也会产生摩擦。我国神舟十三号返回舱进入地球大气层时，外壳与空气摩擦燃烧而形成壮观的景象。如图2.2-13所示，把两本科学教科书一页一页地交叉叠好，然后尝试拉开两本书。不能轻松拉开这两本书，因为这两本书一页一页地交叉叠好，交叉页互相接触会产生摩擦力，进而阻碍它们的运动，所以不能轻松拉开。 图2.2-15 神舟十三号返回舱经过大气层 考点02 摩擦力的大小 1. 影响滑动摩擦力大小的因素——提出猜想 当我们推地面上的箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。那么，影响滑动摩擦力大小的因素有哪些呢？根据生活经验提出猜想：（1）接触面受到的压力越大，滑动摩擦力也越大。（2）接触面越粗糙，滑动摩擦力也越大。 2. 影响滑动摩擦力大小的因素——实验验证 实验器材：长木板、弹簧测力计、木块、砝码、棉布。实验步骤：（1）如图2.2-16甲所示，在水平放置的长木板上放一块木块，用弹簧测力计水平拉木块，使它在长木板上做匀速直线运动，测出木块运动时受到的滑动摩擦力，并将结果记录在表中。（2）如图2.2-16乙所示，在木块上放砝码，增大木块与长木板之间的压力，测出木块运动时受到的滑动摩擦力，并将结果记录在表中。（3）在长木板上铺上棉布，增大接触面的粗糙程度，按图2.2-16丙的方式测出木块运动时受到的滑动摩擦力，并将结果记录在表中。实验方法：控制变量法。步骤（1）（2）控制接触面粗糙程度相同，改变压力大小；步骤（1）（3）控制压力大小相同，改变接触面粗糙程度。 图2.2-16乙、丙 改变压力和粗糙程度 实验数据记录表： 实验序号 压力大小 接触面粗糙程度 滑动摩擦力/N 1 木块的重力 较光滑 2 木块和砝码的总重力 较光滑 3 木块的重力 较粗糙 3. 实验结论与注意事项 实验结论：当一个物体在另一个物体的表面上滑动时，滑动摩擦力的大小跟作用在接触面上的压力大小有关，还跟接触面的粗糙程度有关。压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。实验注意事项：（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时有匀速直线运动的过程。（2）实验时应保持弹簧测力计与长木板平行。（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，可做如下改进：将弹簧测力计的秤钩与木块相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验。这样不但方便读数，而且长木板也不用一定做匀速运动。 改进实验方案：固定弹簧测力计，拉动长木板 4. 静摩擦力的大小 物体受到静摩擦力时，仍处于静止状态，受力平衡，因此静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等。如图甲所示，当用10N的力推箱子而未推动时，由于箱子静止，受力平衡，故静摩擦力等于推力，为10N。如图乙所示，增大推力，用20N的力推箱子但仍未推动，此时箱子静止，受力平衡，故静摩擦力等于推力，为20N。如图丙所示，用更大的推力，箱子动起来，此时箱子和地面相对运动，受到的是滑动摩擦力而非静摩擦力。 静摩擦力的大小随外力变化 考点03 增大或减小摩擦的方法 1. 增大摩擦的方法 摩擦力虽然会阻碍物体之间的相对运动，但在某些情况下，这种阻碍作用对我们来说是有益的，因此人们常常需要设法增大这种摩擦力。增大物体间接触面的粗糙程度，或增大接触面之间的压力，均可以增大摩擦。例如：弓压弦越重，琴声越响（增大压力）；鞋底上的花纹（增大粗糙程度）；浴缸的防滑垫（增大粗糙程度）；将传送带的皮带张紧（增大压力）。 弓压弦越重，琴声越响 鞋底上的花纹 浴缸的防滑垫 2. 减小摩擦的方法 有时，摩擦也会给我们带来麻烦。例如，机器运转时，摩擦会使机器零件发热和磨损；沿地面拖动桌子，桌脚与地面的摩擦既容易使桌脚和地面受损，又会使人感到很费劲。因此，人们需要设法减小有害的摩擦。减小接触面的粗糙程度，将滑动变为滚动，都可以减小摩擦。例如：用光滑的材质做滑梯（减小粗糙程度）；用滚动代替滑动（变滑动为滚动）；在机器的转轴处加润滑油（减小粗糙程度）。 用光滑的材质做滑梯 用滚动代替滑动 在机器的转轴处加润滑油 3. 气垫的作用 如图2.2-23甲，轻推一下有机玻璃底座，让底座沿桌面滑动，底座不容易滑动。通过粘在底座中心的橡皮塞中的小孔，将气球打足气，再将底座放在桌面上（如图2.2-23乙），当气球内的气体从小孔中泄出时，轻推底座，底座容易滑动。实验表明，利用气垫可以大大减小摩擦力。气垫船就是利用船与水面之间的气垫而减小船行驶时的摩擦阻力的。 图2.2-23乙 气垫作用下底座容易滑动 图2.2-24 气垫船 4. 增大或减小摩擦的实例总结 在生活和生产实际中，增大或减小摩擦的事例总结如下：增大有益摩擦的方法：增大接触面间的压力（如将传送带的皮带张紧）；增大接触面的粗糙程度（如车轮上有凹凸不平的花纹、运动员往手上涂防滑粉）；变滚动摩擦为滑动摩擦（如紧急制动时制动系统使车轮变滚动为滑动）。减小有害摩擦的方法：减小接触面间的压力（如推动熄火的汽车时让乘客下车）；减小接触面的粗糙程度（如冰壶比赛中用冰壶刷擦冰面）；变滑动摩擦为滚动摩擦（如轮滑鞋）；使接触面分离（如给机械部件加润滑油、气垫船、磁悬浮列车）。 考点04 车速不同时的制动距离 1. 制动距离的概念 汽车司机驾车行驶时，常因发现意外情况而紧急刹车。在司机制动刹车后，汽车还会继续滑行一段距离，这段距离叫作制动距离。制动距离的大小与车速、汽车质量（包括所载货物的质量）以及路面的状况有关。车速越大，汽车质量越大，路面越平滑，制动距离就越长。根据汽车的制动性能国家标准GB12676和GB/T13594的规定：不超过九座的载客汽车初速度为50km/h时，制动距离不超过19m；其他总质量不超过4.5t的汽车初速度50km/h时，制动距离不超过21m；其他汽车初速度50km/h时，制动距离不超过9m。 2. 汽车的制动距离数据 表2.2-4是一辆保养良好的汽车在干燥公路上以不同的速度行驶刹车后测得的制动距离。从表中数据可以看出：车速越大，制动距离越长。速度为40km/h时制动距离为8m，速度为100km/h时制动距离为54m。车速从40km/h增大到100km/h（增大到2.5倍），制动距离从8m增大到54m（增大到约6.75倍），说明制动距离随车速的增大而迅速增长，超速行驶会大大增加安全隐患。 表2.2-4 汽车的制动距离数据 图2.2-25 从地上的刹车痕迹可以看出制动距离 避坑指南·易错辨析 【温馨提示】 1. 滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，不一定与物体运动方向相反。人走路时后脚受到的摩擦力方向与运动方向一致，是动力。 2. 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。判断静摩擦力方向时，要先判断相对运动趋势的方向。 3. 静摩擦力的大小随外力的变化而变化，与引起相对运动趋势的外力大小相等，不是一个固定值。 4. 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，与接触面积大小、运动速度大小无关。 5. 用弹簧测力计测滑动摩擦力时，必须使木块做匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力（二力平衡）。 6. 增大摩擦的方法有增大压力、增大粗糙程度、变滚动为滑动；减小摩擦的方法有减小压力、减小粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面分离（加润滑油、气垫、磁悬浮）。 7. 摩擦力不一定是阻力。后脚蹬地时受到的摩擦力是动力，前脚落地时受到的摩擦力是阻力。 实战演练·随堂检测 【实战演练】 1. 如图所示，A、B、C三木块依次叠放，恒力F作用在B木块上，使三者一起向右做匀速直线运动。以下说法正确的是（　　） A. 木块A和木块B之间不存在摩擦力 B. 木块B对木块C的摩擦力水平向左 C. 恒力F和地面摩擦力大小不相等 D. B、C间的摩擦力和地面处的摩擦力种类相同 2. 骑行成为近年来的热门活动。下列关于自行车物理原理的描述正确的是（　　） A. 车轮轴与轴承间的摩擦属于有益摩擦 B. 轮胎和脚踏板上的花纹属于有害摩擦 C. 刹车时按压把手是通过增大压力的方式来增大摩擦 D. 加速骑行可以减小自行车与地面间的摩擦 3. 如图，将两本书逐页交叉叠在一起后，让两位同学在两边用力拉也很难分开。主要是因为受到了（　　） A. 书本的重力 B. 书对人的拉力 C. 纸张间的摩擦力 D. 纸张间的压力 4. 风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况。将一个套有木球的细直杆放入风洞实验室，球受到的重力为20N。球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是0.4。如图甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆匀速运动。再将杆沿竖直方向固定，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同，则球下滑过程中受到的滑动摩擦力为______N。 答：________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ 巩固拓展·课后提升 【巩固拓展】 1. 在生活和生产实际中，有哪些增大或减小摩擦的事例？请各举两例说明是通过什么方法来增大或减小摩擦力的。 答：________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ 参考答案 【实战演练·随堂检测】 1. 【答案】A 【解答】A、B、C一起做匀速直线运动，都受平衡力。木块A在水平方向不受拉力，因此A所受的摩擦力为0N，B不会对A产生摩擦力，故A正确。以C为研究对象，C做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向受到地面向左的滑动摩擦力和B对C水平向右的静摩擦力，且此二力平衡，故B错误。以A、B、C整体为研究对象，恒力F和地面作用在C上的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，故C错误。B、C间的摩擦力是静摩擦力，地面处的摩擦力为滑动摩擦力，种类不同，故D错误。 2. 【答案】C 【解答】A车轮轴与轴承间的摩擦属于有害摩擦，故A错误。B轮胎和脚踏板上的花纹属于有益摩擦，防止打滑，故B错误。C刹车时手捏把手，是通过杠杆增大了车闸和车圈之间的压力，增大了摩擦力，故C正确。D加速骑行时，压力不变，接触面的粗糙程度不变，自行车与地面间的摩擦大小不变，故D错误。 3. 【答案】C 【解答】书页交叉叠放在一起后，书页之间接触面比较粗糙，且产生一定的压力，从而产生很大的摩擦力，这是拉不开的主要原因，故ABD错误，C正确。 4. 【答案】3.2N 【解答】当杆水平放置时的压力等于重力，摩擦力为 f水平 = 0.4G。由于小球匀速滑动，所以风力大小等于摩擦力，即风力为 0.4G。当杆竖直放置时，风力大小不变，仍为 0.4G，所以此时压力为 0.4G。根据摩擦力与压力的关系，可知此时摩擦力为 f竖直 = 0.4 × 0.4G = 0.16G = 0.16 × 20N = 3.2N。 【巩固拓展·课后提升】 1. 【答案】 增大摩擦的实例： （1）鞋底上有凹凸不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 （2）刹车时用力捏刹车把手，是通过增大压力来增大摩擦。 减小摩擦的实例： （1）给自行车的链条加润滑油，是通过使接触面分离来减小摩擦。 （2）行李箱底部装有轮子，是通过变滑动为滚动来减小摩擦。 学科网（北京）股份有限公司 $