5.4 摩擦力（导学案）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理导学案围绕“摩擦力”展开，核心知识点包括摩擦力的概念、三种摩擦类型、滑动摩擦力的影响因素及测量方法，以及增大和减小摩擦的应用。通过手掌滑动、拉牙刷等小实验导入，结合自主预习填空搭建学习支架，引导学生从生活现象过渡到物理概念的建构。 资料突出科学探究与科学思维培养，设计“探究滑动摩擦力影响因素”实验，涵盖控制变量法应用、数据记录分析及实验改进，例题与练习结合生活实例，助力学生形成运动和相互作用观念。自主预习、实验探究、课堂练习的连贯设计，有效提升学生自主学习能力和问题解决能力。

第4节 摩擦力 （导学案） 【学习目标】 1. 了解摩擦力。 2. 探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 3. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，能用控制变量的思想设计实验方案，经历收集、分析实验数据的过程，能根据证据通过归纳推理得出结论并作出解释，能对实验进行反思， 提出改进建议。 【学习重点】摩擦力的概念和滑动摩擦力大小的影响因素。 【学习难点】摩擦力的作用效果、探究实验中控制变量的方法。 【自主预习】阅读教材第4节《摩擦力》，并完成以下填空： 1. 摩擦力：两个互相接触的物体，当它们发生相对 或有相对 时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动的力。 2. 三种摩擦： （1）当两个物体发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力，这种力叫做 摩擦力。 （2）相互接触的物体之间有相对运动趋势，但还没有产生相对运动时的摩擦力，叫做 摩擦力。 （3）一个物体在另一个物体的表面上滚动时，由于接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用力，叫做 摩擦力。 3．滑动摩擦力大小的测量：用弹簧测力计水平拉动物体，使它做 运动，则摩擦力与拉力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于 的示数。 4．影响滑动摩擦力大小的因素：滑动摩擦力的大小与接触面所受 有关，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还与接触面的 有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 5. 增大或减小摩擦的方法 （1）增大摩擦的方法有：增大 或使接触面 ，变滚动摩擦为滑动摩擦。 （2）减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面 、用 摩擦代替 摩擦、使接触面分离等。 【探究新知】 探究一、摩擦力 【活动】 （1）分别做下面的几个小实验，根据现象，分析原因。 （2）根据探究结论，你知道摩擦有几种？它们的区别是什么？ （3）用铅笔写字时，手与笔杆之间的摩擦属于什么摩擦？笔尖与纸之间的摩擦属于什么摩擦？用圆珠笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于什么摩擦？ 实例 现象和原因 ①手掌压在桌面上滑动 感觉桌面对手有一种阻碍作用 ②在桌面上用力拉动牙刷 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用 ③草坪上滚动的足球 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用 ④物体静止在斜面上 物体能静止在斜面上不下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用 【归纳】 1. 摩擦力：两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力。常用字母f表示。 常见的摩擦力有三种： 摩擦、 摩擦和 摩擦。 2. 滑动摩擦力 （1）定义：当两个物体发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对 的力。例如，用铅笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦力属于滑动摩擦力。 （2）滑动摩擦力的方向：滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相 。如向右推木箱时，木箱受到的滑动摩擦力的方向向 。 （3）测量滑动摩擦力 ①测量方法：如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做 运动。此时，读出弹簧测力计所测的拉力，就可以得到滑动摩擦力的大小。 ②分析：由于木块做匀速直线运动，所以，木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对 力。由二力平衡条件可知，木块受到的滑动摩擦力和拉力大小相等，所以读出弹簧测力计所测的拉力，就可以得到滑动摩擦力的大小（如图乙所示）。 甲 乙 丙 3. 静摩擦力 （1）静摩擦力：相互接触的物体之间有相对运动 ，但还没有产生相对运动时的摩擦力。例如，用铅笔写字时，手与笔杆之间的摩擦力属于静摩擦力。 （2）静摩擦力的方向：如图丙所示，瓶子有向下运动的趋势，当瓶子静止时，瓶子所受到的静摩擦力的方向与向下运动的趋势相反，即静摩擦力的方向竖直向 。 （3）静摩擦力的大小：当瓶子静止时，在竖直方向上所受到的静摩擦力与重力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，静摩擦力与重力大小 ，即：f=G。 4. 滚动摩擦力：一个物体在另一个物体的表面上滚动时，由于接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用力。例如，用圆珠笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦力属于滚动摩擦力。 【例题1】如下图所示，属于滑动摩擦的是图_____；属于静摩擦的是图______；属于滚动摩擦的是图_____。（均选填“甲”、“乙”或“丙”） 例题1图 例题2图 【例题2】如图所示，手用3N的力握住重5N的瓶子，此时瓶子受到的摩擦力大小为_______，方向为________。增大手对瓶子的握力，瓶子受到的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 探究二、影响滑动摩擦力大小的因素 【活动】 （1）思考问题：冰壶运动员投出的冰壶，可以在冰面上滑行较长距离，是因为冰壶受到的滑动摩擦力很小吗？根据生活中的现象，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，并说明猜想的依据。 （2）设计并进行实验，注意控制变量法的应用。 【学生实验】探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 【器材】弹簧测力计、木块、毛巾、棉布、木板、砝码等。 【方案】影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，我们可以控制接触面粗糙程度等因素相同，仅改变压力大小，比较滑动摩擦力的大小；也可以控制压力大小等因素相同，仅改变接触面粗糙程度，比较滑动摩擦力的大小。这种思想方法叫做控制变量法。 【实验过程】 ①如图甲所示，将木块置于已固定在桌面的木板上，使用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块。记录弹簧测力计的示数，即为木块受到的滑动摩擦力的大小。 ②在木块上增加砝码从而改变木块对接触面的压力大小，测出此时滑动摩擦力的大小（图乙）。 ③保持压力大小相同 ，改变接触面粗糙程度，测出此时滑动摩擦力的大小（图丙）。 【数据记录表】 实验 序号 接触面 压力 弹簧测力计 示数F/N 滑动摩擦力大小F1/N 1 木板 不放置砝码 2 放置1个砝码 3 放置2个砝码 4 木板 相同 5 毛巾 6 棉布 【分析】 （1）分析实验序号1、2与3可得：控制接触面粗糙程度不变，压力越大，滑动摩擦力越 。 （2）分析实验序号4、5与6可得：控制压力不变 ，改变接触面情况，滑动摩擦力大小变化。 【结论】由上述实验可得：接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越 ；在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 。 大量实验表明：滑动摩擦力的大小与接触面所受压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【实验评估】 实验方案的改进：实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下，木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。 改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。 【实验拓展一】探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系 ①把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F1； ②把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F2。 ③比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论： 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 。（选填“有关”或“无关”） 【实验拓展二】探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系 ①把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F1。 ②保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。 ③比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论： 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与运动速度的大小 。（选填“有关”或“无关”） 【例题3】小慧用弹簧测力计、木块、钩码、长木板、毛巾等实验器材在水平桌面上进行探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验，如图所示。以下说法正确的是（ ） A．该实验不需要匀速水平拉动弹簧测力计 B．对比甲、乙可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系 C．对比乙、丙可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系 D．对比甲、丙可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系 【例题4】为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小付利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。 （1）如图甲所示，实验时用弹簧测力计水平向右拉动木块，使其做 直线运动。此时，木块所受的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，该实验的原理是_____________； （2）比较乙、丙两次实验，小付得到初步结论：______________越大，滑动摩擦力越大； （3）比较图丙、丁两次实验，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小________（选填“有关”或“无关”）。 探究三、摩擦现象与应用 【活动】 阅读教材135页，思考并回答下列问题。 （1）列举日常生活中存在摩擦的现象？ （2）摩擦力对人们是有益的还是有害的呢？ （3）对我们有益的摩擦我们应该怎么增大？有害的摩擦我们又该怎么减小？ 【师生总结】 1. 增大有益摩擦的方法 许多情况下摩擦是有益的，人们常常设法增大它。增大摩擦的方法： （1）增大物体间的压力：例如打开瓶盖时用力、拔河比赛时用力握紧绳子、自行车刹车时用力捏车闸、用橡皮擦去错误的字时要用力等等。 （2）使接触面粗糙：增大物体接触表面的粗糙程度也可以增大摩擦。例如要上杠的运动员手上擦镁粉、鞋底有凹凸不平的花纹、车轮在结冰的路面行走要缠绕铁链等。 （3）变滚动摩擦为滑动摩擦：汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地面间的摩擦力，使车容易停下来。 2. 减小有害摩擦的方法 许多情况下摩擦是有害的，人们常常设法减小它。减小摩擦的方法： （1）使接触面光滑：接触面越光滑，摩擦力越小。例如，冰壶比赛中，运动员不断的刷冰，使接触面光滑减小摩擦。冰刀鞋的刀片非常薄，可以切入冰面，使冰面在刀片下融化形成水层，减小冰刀与冰面之间的摩擦。 （2）减小压力：如推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。 （3）变滑动摩擦为滚动摩擦：我国古人很早就发现用滚动代替滑动可以大大减小摩擦，人们常常利用滚木移动巨石等。滚动轴承的内圈紧套在轴上，外圈固定在轮上，两圈之间装着许多光滑的钢球或钢柱，轮转动时带动外圈转动，钢球或钢柱在内外圈之间滚动，摩擦就大大减小了。 （4）使接触面分离：使两个互相接触的表面分离，也能减小摩擦。例如，给门轴上的合页加润滑剂可以在两个表面之间形成油膜，使它们互不接触，这样就减小了摩擦。气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触，可以大大减小摩擦。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。 【例题5】如图所示，在生产和生活中，人们需要根据不同的情况来增大有益摩擦或减小有害摩擦。下列说法不正确的是（　 　） A．图甲：足球比赛中守门员戴上手套是为了增大摩擦力 B．图乙：运动鞋鞋底通常都有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力 C．图丙：二胡琴师演奏时会在琴弓上抹上松香是为了减小摩擦力 D．图丁：磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，从而减小摩擦力 【课堂总结】 【课堂练习】 1. 汽车在公路上行驶时，车轮与地面之间的摩擦是________摩擦（选填“滑动”“滚动”或“静”）；考试时我们需要用2B铅笔在答题卡上涂黑选择题的正确答案，铅笔尖与纸之间的摩擦属于________摩擦（选填“滑动”“滚动”或“静”），用新买的橡皮轻轻擦字没擦干净，然后稍加用力就擦干净了，这是通过增大________来增大橡皮与纸间的摩擦。 2．如图所示，用手握住装满水的塑料瓶（总重8N）并保持静止，如果手握住瓶子的力是10N，此时瓶子受到的摩擦力为________N；现将瓶子里的水倒掉一部分，手改用15N的力握住瓶子使瓶子保持静止，则瓶子受到的摩擦力_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；若手拿着瓶子做竖直向上的匀速运动，此时瓶子受到的摩擦力方向为竖直向______（选填“上”或“下”）。 3. 下列关于摩擦力的说法，正确的是（　　） A．相互接触的物体一定会产生摩擦力 B．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C．发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力 D．静止状态的物体也可能受到滑动摩擦力 4．如图所示，在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，某兴趣小组选择材料相同的木块和长木板，其中甲、乙选用较光滑的长木板，丙选用较粗糙的长木板，进行了多次实验。下列说法正确的是（ ） A．实验中，用弹簧测力计拉动木块，使它沿水平长木板滑动 B．比较甲和丙，可以探究滑动摩擦力的大小与对接触面压力大小的关系 C．比较乙和丙，可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系 D．乙图中，钩码受到物块对它的摩擦力始终为0 5．在自行车的设计中，目的是减小摩擦的是（ ） A．轮胎上制有花纹 B．轴承中装有滚珠 C．脚蹬面做得凹凸不平 D．车把上套有橡胶套 6. 小华利用下图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”，A、B是两个完全相同的物体。 （1）每次实验都用弹簧测力计拉动物体沿水平方向做________运动，根据_________知识可知，弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力。 （2）在实验①中物块A所受的滑动摩擦力为_______N。比较______（选填序号）两次实验，可得结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。 （3）体操运动员上器械前，会在手上涂防滑粉，这是通过增大_______来增大摩擦力。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 摩擦力 （导学案） 【学习目标】 1. 了解摩擦力。 2. 探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 3. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，能用控制变量的思想设计实验方案，经历收集、分析实验数据的过程，能根据证据通过归纳推理得出结论并作出解释，能对实验进行反思， 提出改进建议。 【学习重点】摩擦力的概念和滑动摩擦力大小的影响因素。 【学习难点】摩擦力的作用效果、探究实验中控制变量的方法。 【自主预习】阅读教材第4节《摩擦力》，并完成以下填空： 1. 摩擦力：两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动的力。 2. 三种摩擦： （1）当两个物体发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 （2）相互接触的物体之间有相对运动趋势，但还没有产生相对运动时的摩擦力，叫做静摩擦力。 （3）一个物体在另一个物体的表面上滚动时，由于接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用力，叫做滚动摩擦力。 3．滑动摩擦力大小的测量：用弹簧测力计水平拉动物体，使它做匀速直线运动，则摩擦力与拉力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。 4．影响滑动摩擦力大小的因素：滑动摩擦力的大小与接触面所受压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 5. 增大或减小摩擦的方法 （1）增大摩擦的方法有：增大压力或使接触面粗糙，变滚动摩擦为滑动摩擦。 （2）减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面光滑、用滚动摩擦代替滑动摩擦、使接触面分离等。 【探究新知】 探究一、摩擦力 【活动】 （1）分别做下面的几个小实验，根据现象，分析原因。 （2）根据探究结论，你知道摩擦有几种？它们的区别是什么？ （3）用铅笔写字时，手与笔杆之间的摩擦属于什么摩擦？笔尖与纸之间的摩擦属于什么摩擦？用圆珠笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于什么摩擦？ 实例 现象和原因 ①手掌压在桌面上滑动 感觉桌面对手有一种阻碍作用 ②在桌面上用力拉动牙刷 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用 ③草坪上滚动的足球 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用 ④物体静止在斜面上 物体能静止在斜面上不下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用 【归纳】 1. 摩擦力：两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力。常用字母f表示。 常见的摩擦力有三种：滑动摩擦、静摩擦和滚动摩擦。 2. 滑动摩擦力 （1）定义：当两个物体发生相对滑动时，在接触面上产生的阻碍相对滑动的力。例如，用铅笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦力属于滑动摩擦力。 （2）滑动摩擦力的方向：滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反。如向右推木箱时，木箱受到的滑动摩擦力的方向向左。 （3）测量滑动摩擦力 ①测量方法：如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动。此时，读出弹簧测力计所测的拉力，就可以得到滑动摩擦力的大小。 ②分析：由于木块做匀速直线运动，所以，木块在水平方向上受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力。由二力平衡条件可知，木块受到的滑动摩擦力和拉力大小相等，所以读出弹簧测力计所测的拉力，就可以得到滑动摩擦力的大小（如图乙所示）。 甲 乙 丙 3. 静摩擦力 （1）静摩擦力：相互接触的物体之间有相对运动趋势，但还没有产生相对运动时的摩擦力。例如，用铅笔写字时，手与笔杆之间的摩擦力属于静摩擦力。 （2）静摩擦力的方向：如图丙所示，瓶子有向下运动的趋势，当瓶子静止时，瓶子所受到的静摩擦力的方向与向下运动的趋势相反，即静摩擦力的方向竖直向上。 （3）静摩擦力的大小：当瓶子静止时，在竖直方向上所受到的静摩擦力与重力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，静摩擦力与重力大小相等，即：f=G。 4. 滚动摩擦力：一个物体在另一个物体的表面上滚动时，由于接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用力。例如，用圆珠笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦力属于滚动摩擦力。 【例题1】如下图所示，属于滑动摩擦的是图_____；属于静摩擦的是图______；属于滚动摩擦的是图_____。（均选填“甲”、“乙”或“丙”） 【答案】乙；丙；甲 【解析】图甲，轮滑运动中轮滑鞋的轮子在地面上滚动，是滚动摩擦；图乙，冰刀在冰面上发生滑动，是滑动摩擦；图丙，手拿电话时，手与电话之间没有相对运动，手与电话之间的摩擦属于静摩擦。 例题1图 例题2图 【例题2】如图所示，手用3N的力握住重5N的瓶子，此时瓶子受到的摩擦力大小为_______，方向为________。增大手对瓶子的握力，瓶子受到的摩擦力将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 5N；竖直向上；不变 【解析】用手握住瓶子，瓶子有向下运动的趋势，受到的摩擦力是竖直向上的。瓶子处于静止状态，受到的竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力f=G=5N 瓶子静止，摩擦力与重力是平衡力，增大握力，重力不变，摩擦力也不变。 探究二、影响滑动摩擦力大小的因素 【活动】 （1）思考问题：冰壶运动员投出的冰壶，可以在冰面上滑行较长距离，是因为冰壶受到的滑动摩擦力很小吗？根据生活中的现象，猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，并说明猜想的依据。 （2）设计并进行实验，注意控制变量法的应用。 【学生实验】探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 【器材】弹簧测力计、木块、毛巾、棉布、木板、砝码等。 【方案】影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个，我们可以控制接触面粗糙程度等因素相同，仅改变压力大小，比较滑动摩擦力的大小；也可以控制压力大小等因素相同，仅改变接触面粗糙程度，比较滑动摩擦力的大小。这种思想方法叫做控制变量法。 【实验过程】 ①如图甲所示，将木块置于已固定在桌面的木板上，使用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块。记录弹簧测力计的示数，即为木块受到的滑动摩擦力的大小。 ②在木块上增加砝码从而改变木块对接触面的压力大小，测出此时滑动摩擦力的大小（图乙）。 ③保持压力大小相同 ，改变接触面粗糙程度，测出此时滑动摩擦力的大小（图丙）。 【数据记录表】 实验 序号 接触面 压力 弹簧测力计 示数F/N 滑动摩擦力大小F1/N 1 木板 不放置砝码 2 放置1个砝码 3 放置2个砝码 4 木板 相同 5 毛巾 6 棉布 【分析】 （1）分析实验序号1、2与3可得：控制接触面粗糙程度不变，压力越大，滑动摩擦力越大。 （2）分析实验序号4、5与6可得：控制压力不变 ，改变接触面情况，滑动摩擦力大小变化。 【结论】由上述实验可得：接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 大量实验表明：滑动摩擦力的大小与接触面所受压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 【实验评估】 实验方案的改进：实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验方案改进如下，木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。 改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。 【实验拓展一】探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系 ①把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F1； ②把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F2。 ③比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论： 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。（选填“有关”或“无关”） 【实验拓展二】探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系 ①把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F1。 ②保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。 ③比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论： 在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与运动速度的大小无关。（选填“有关”或“无关”） 【例题3】小慧用弹簧测力计、木块、钩码、长木板、毛巾等实验器材在水平桌面上进行探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验，如图所示。以下说法正确的是（ C ） A．该实验不需要匀速水平拉动弹簧测力计 B．对比甲、乙可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系 C．对比乙、丙可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系 D．对比甲、丙可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系 【详解】A．实验时，小明将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动，根据二力平衡可知，弹簧测力计拉力大小与摩擦力大小相等，可以测出木块在木板上滑行时受到的摩擦力,若不匀速拉动，拉力与摩擦力不是平衡力，大小不相等，因此该实验需要匀速水平拉动弹簧测力计，故A错误； B．甲乙两次实验中，压力相同，接触面粗糙程度不同，根据控制变量法可知，可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，而不能探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系，故B错误； C．乙丙两次实验中，压力不相同，接触面粗糙程度相同，根据控制变量法可知，可以探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系，而不能探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，故C正确； D．甲丙两次实验中，压力不同，接触面粗糙程度也不同，根据控制变量法可知，不能探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，也不能探究滑动摩擦力大小与接触面所受压力的关系，故D错误。 故选C。 【例题4】为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小付利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。 （1）如图甲所示，实验时用弹簧测力计水平向右拉动木块，使其做________直线运动。此时，木块所受的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，该实验的原理是_____________； （2）比较乙、丙两次实验，小付得到初步结论：______________越大，滑动摩擦力越大； （3）比较图丙、丁两次实验，可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】匀速；二力平衡；接触面粗糙程度相同时，压力；无关 【详解】（1）将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，此时木块受力平衡，根据二力平衡知识可知，木块受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。 （2）由图可知，乙、丙两次实验接触面粗糙程度相同，丙中压力更大，弹簧测力计示数更大，说明滑动摩擦力更大，可得出：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）比较丙、丁两次实验，压力大小和粗糙程度相同，接触面积不同，弹簧测力计示数相同，即滑动摩擦力相同，故可得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。 探究三、摩擦现象与应用 【活动】 阅读教材135页，思考并回答下列问题。 （1）列举日常生活中存在摩擦的现象？ （2）摩擦力对人们是有益的还是有害的呢？ （3）对我们有益的摩擦我们应该怎么增大？有害的摩擦我们又该怎么减小？ 【师生总结】 1. 增大有益摩擦的方法 许多情况下摩擦是有益的，人们常常设法增大它。增大摩擦的方法： （1）增大物体间的压力：例如打开瓶盖时用力、拔河比赛时用力握紧绳子、自行车刹车时用力捏车闸、用橡皮擦去错误的字时要用力等等。 （2）使接触面粗糙：增大物体接触表面的粗糙程度也可以增大摩擦。例如要上杠的运动员手上擦镁粉、鞋底有凹凸不平的花纹、车轮在结冰的路面行走要缠绕铁链等。 （3）变滚动摩擦为滑动摩擦：汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地面间的摩擦力，使车容易停下来。 2. 减小有害摩擦的方法 许多情况下摩擦是有害的，人们常常设法减小它。减小摩擦的方法： （1）使接触面光滑：接触面越光滑，摩擦力越小。例如，冰壶比赛中，运动员不断的刷冰，使接触面光滑减小摩擦。冰刀鞋的刀片非常薄，可以切入冰面，使冰面在刀片下融化形成水层，减小冰刀与冰面之间的摩擦。 （2）减小压力：如推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。 （3）变滑动摩擦为滚动摩擦：我国古人很早就发现用滚动代替滑动可以大大减小摩擦，人们常常利用滚木移动巨石等。滚动轴承的内圈紧套在轴上，外圈固定在轮上，两圈之间装着许多光滑的钢球或钢柱，轮转动时带动外圈转动，钢球或钢柱在内外圈之间滚动，摩擦就大大减小了。 （4）使接触面分离：使两个互相接触的表面分离，也能减小摩擦。例如，给门轴上的合页加润滑剂可以在两个表面之间形成油膜，使它们互不接触，这样就减小了摩擦。气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触，可以大大减小摩擦。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。 【例题5】如图所示，在生产和生活中，人们需要根据不同的情况来增大有益摩擦或减小有害摩擦。下列说法不正确的是（　C　） A．图甲：足球比赛中守门员戴上手套是为了增大摩擦力 B．图乙：运动鞋鞋底通常都有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力 C．图丙：二胡琴师演奏时会在琴弓上抹上松香是为了减小摩擦力 D．图丁：磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，从而减小摩擦力 【解析】A．图甲中，守门员戴上手套，是通过增大接触面的粗糙程度来增大手与足球之间的摩擦力，从而更容易接住球。故A正确，不符合题意； B．图乙中，运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大鞋底与地面之间的摩擦力，以防止滑倒。故B正确，不符合题意； C．图丙中，二胡是靠弓与弦的摩擦产生振动而发声的。在琴弓上抹松香，是为了增大弓毛与琴弦之间的粗糙程度，从而增大摩擦力，使二胡发声更响亮。故C错误，符合题意； D．图丁中，磁浮列车是利用磁极间的相互作用，使列车悬浮在轨道上方，从而使车体与轨道脱离接触，极大地减小了列车受到的摩擦力。故D正确，不符合题意。 故选C。 【课堂总结】 【课堂练习】 1. 汽车在公路上行驶时，车轮与地面之间的摩擦是________摩擦（选填“滑动”“滚动”或“静”）；考试时我们需要用2B铅笔在答题卡上涂黑选择题的正确答案，铅笔尖与纸之间的摩擦属于________摩擦（选填“滑动”“滚动”或“静”），用新买的橡皮轻轻擦字没擦干净，然后稍加用力就擦干净了，这是通过增大________来增大橡皮与纸间的摩擦。 【答案】滚动；滑动；压力 【详解】根据滚动摩擦的定义，物体在另一物体表面滚动时产生的摩擦为滚动摩擦，汽车车轮在地面上做滚动运动，即为滚动摩擦力。 滑动摩擦是物体在另一物体表面发生相对滑动时产生的摩擦，铅笔尖与纸之间存在相对滑动，属于滑动摩擦。 滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度有关，在接触面粗糙程度不变时，增大压力可增大摩擦力，“用力擦干净”是通过增大压力来增大摩擦力。 2．如图所示，用手握住装满水的塑料瓶（总重8N）并保持静止，如果手握住瓶子的力是10N，此时瓶子受到的摩擦力为________N；现将瓶子里的水倒掉一部分，手改用15N的力握住瓶子使瓶子保持静止，则瓶子受到的摩擦力_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；若手拿着瓶子做竖直向上的匀速运动，此时瓶子受到的摩擦力方向为竖直向______（选填“上”或“下”）。 【答案】8；变小；上 【详解】瓶子静止或做匀速直线运动时，都处于平衡状态，竖直方向上摩擦力和重力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反。装满水的瓶子总重8N，保持静止，因此摩擦力大小等于总重力，为8N；倒掉部分水后，瓶子总重力减小，瓶子仍保持静止，摩擦力仍等于总重力，因此摩擦力变小；瓶子竖直向上匀速运动时仍处于平衡状态，重力方向竖直向下，因此摩擦力方向与重力相反，为竖直向上。 3. 下列关于摩擦力的说法，正确的是（　　） A．相互接触的物体一定会产生摩擦力 B．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C．发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力 D．静止状态的物体也可能受到滑动摩擦力 【答案】D 【详解】A．产生摩擦力的条件是：物体表面要粗糙，两个物体要相互接触，物体间要发生相对运动或相对运动趋势。所以，两个物体相互接触不一定会产生摩擦力，故A错误； B．摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，可能与物体的运动方向相同，也可能与物体的运动方向相反，故B错误； C．滑动摩擦力产生的条件是相互接触、相互挤压、接触面粗糙并有相对运动，所以发生相对运动的两个物体间不一定会产生滑动摩擦力，故C错误； D．一个物体可以相对于某个参照物静止，但同时与和它接触的另一物体发生相对运动，此时该静止物体可能会受到滑动摩擦力，故D正确。 故选D。 4．如图所示，在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，某兴趣小组选择材料相同的木块和长木板，其中甲、乙选用较光滑的长木板，丙选用较粗糙的长木板，进行了多次实验。下列说法正确的是（ ） A．实验中，用弹簧测力计拉动木块，使它沿水平长木板滑动 B．比较甲和丙，可以探究滑动摩擦力的大小与对接触面压力大小的关系 C．比较乙和丙，可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系 D．乙图中，钩码受到物块对它的摩擦力始终为0 【答案】C。 【详解】A．实验需要拉动木块做匀速直线运动，才能保证拉力大小等于滑动摩擦力，选项未说明匀速，故A错误； B．甲和丙中，接触面粗糙程度不同、接触面受到的压力大小也不同，存在两个变量，不符合控制变量法要求，无法探究滑动摩擦力与压力大小的关系，故B错误； C．乙和丙中，接触面受到的压力大小相同，只有接触面粗糙程度不同，符合控制变量法要求，可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，故C正确； D．当木块做变速运动时，钩码与木块之间存在相对运动趋势，钩码受到的摩擦力不为0，因此摩擦力不是始终为0，故D错误。 故选C。 5．在自行车的设计中，目的是减小摩擦的是（ ） A．轮胎上制有花纹 B．轴承中装有滚珠 C．脚蹬面做得凹凸不平 D．车把上套有橡胶套 【答案】B 【详解】A．轮胎制有花纹，是通过增大接触面粗糙程度，增大摩擦，故A不符合题意； B．轴承中装滚珠，是将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦，故B符合题意； C．脚蹬面凹凸不平，是通过增大接触面粗糙程度，增大摩擦，故C不符合题意； D．车把套橡胶套，是通过增大接触面粗糙程度，增大摩擦，故D不符合题意。 故选B。 6. 小华利用下图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”，A、B是两个完全相同的物体。 （1）每次实验都用弹簧测力计拉动物体沿水平方向做________运动，根据_________知识可知，弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力。 （2）在实验①中物块A所受的滑动摩擦力为_______N。比较______（选填序号）两次实验，可得结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。 （3）体操运动员上器械前，会在手上涂防滑粉，这是通过增大_______来增大摩擦力。 【答案】（1）匀速直线；二力平衡；（2）0.6；②③；（3）接触面的粗糙程度 【详解】（1）每次实验都用弹簧测力计拉动物体沿水平方向做匀速直线运动，此时物体在水平方向上受力平衡。根据二力平衡知识可知，拉力与摩擦力大小相等，所以弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力。 （2）由图①可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指在0.6N处，所以滑动摩擦力等于拉力为0.6N。 要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关，需要控制压力和接触面粗糙程度相同，只改变接触面积。比较图②和图③两次实验，压力均为A、B的总重力，接触面均为木板，但接触面积不同且测力计示数相同。可得结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。 （3）体操运动员上器械前涂防滑粉，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，防止打滑。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $