静摩擦力 江苏南师附中王峰210003 本次公开课既要体现新课程的理念，又要采用先进的教学手段——DIS实验系统教学，所以课前准备工作要求特别高：一方面要充分领会和体现新课程的精神和要求，另一方面要对学生进行DIS实验系统的操作培训。同时在课堂实施过程中问题的提出、知识的呈现、与学生的互动以及对学生的引导和调控都要做好充分的准备。 一、课前准备 1、提出相关的引导问题，让学生事先有重点的进行预习。主要问题如下： （1）什么是静摩擦力？静摩擦力的产生条件是什么？（请比较滑动摩擦力条件） （2）静摩擦力的方向如何？ （3）静摩擦力的大小如何？怎样测定？ （4）什么是最大静摩擦力？ （5）最大静摩擦力可能与哪些因素相关？它的大小与滑动摩擦力可能有何关系？你能设计实验进行探究吗？ （6）生活中有哪些摩擦力的现象，它们的原理是什么？ 2、明确DIS 操作技术及注意事项，让学生熟悉DIS的操作技术，确保学生在课堂上不被操作技术拖累，从而能更好地进行物理知识的探讨和学习。主要有以下几项： （1）利用“数字”显示和“示波”显示方式来观察力的变化情况； （2）利用“组合图线”选择合理区域，可求出滑动摩擦力平均值； （3）利用“组合图线”坐标轴测出某时刻的力的大小，也可点击鼠标右键直接在鼠标尖端处显示坐标值； （4）力传感器拉木块时：传感器必须保持水平，且挂钩方向应与细线一直线；同时细线也要保持水平，且不能左右偏转。 （5）力传感器拉木块时，木块静止时，力的增大过程尽量缓慢一些，当木块滑动时，尽量控制木块速度恒定，且速度适中一些（太慢容易停顿，太快容易变速）。
3、明确小组学习的要求，各学习小组组长课堂上应发挥组长的职责 （1）调动组内同学学习积极性，在实验任务较多或较复杂时，要进行合理的学习任务安排和调整； （2）督促每位同学按质按量地完成实验任务，提醒同学不能做与课堂内容无关的事！ （3）收集同学的实验数据，组织大家进行讨论，总结实验结论，并安排同学准备汇报实验结果。 二、教学目标 知识与技能目标： 2、了解静摩擦力的产生条件、方向和大小 2、理解最大静摩擦力的物理意义和大小特点 3、提高物理实验的操作技能 过程与方法目标： 2、体会应用DIS系统研究物理问题的过程与方法 2、体会控制变量法研究问题的方法 情感态度和价值观目标： 2、通过有趣的物理实验，增强学生学习物理的兴趣； 2、通过对常见生活现象的重新思考，培养学生善于审视和探索日常生活现象的思维习惯。 三、教学重难点 1、静摩擦力的方向判定 2、静摩擦力大小的探究 3、最大静摩擦力大小的探究 4、摩擦力生活实际应用 四、教学方法 1、DIS实验探究 2、学生互动实验 五、实验器材 DIS实验系统毛刷木块砝码木板毛巾面玻璃直尺 六、教学过程 【课堂引入】 （1）筷子提米（教师演示） （2）两本书夹在一起，请学生上台来拉（学生参与），再请同桌学生用物理书做实验感受。课堂思考： （1）为什么筷子能将装有米的杯子提起来？ （2）为什么两本普通的书页面交错相叠后很难被拉开？ （一）静摩擦力的概念 课堂实践：用手掌心压紧桌面，稍微用力向前推，但保持手与桌面相对静止，则手有什么感觉？课堂思考：实验时手在沿桌面方向受力吗？此力与滑动摩擦力有何差别？ 定义：两个相对静止的物体之间有相对运动趋势时物体受到的摩擦力叫做静摩擦力。 课堂思考：滑动摩擦力的产生是有条件的，那么静摩擦力的产生也有条件吗？（可以用类比的方法思考） 产生条件： （1）接触且挤压；（3）接触面粗糙；（4）有相对滑动趋势。
影响摩擦力大小的因素 --------能动一班孟凡梓17145393 在我们的生活、生产中,摩擦力无处不在.摩擦力按其性质可分为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力三种.不同性质的摩擦力,影响其大小的因素亦不相同.选择了滑动摩擦力和静摩擦力进行研究,并研究其影响. 那么摩擦力为什么有大有小,在小的时候我们就知道下雨是要穿有丁的鞋或鞋底有花纹的鞋,那样的话可以防滑,但都不知道是什么原因,后来上初中知道了摩擦力,高中大学对摩擦力有了更深的认识.首先对于滑动摩擦力,从课本中知道它与正压力成正比.我们组员采取控制变量法,通过实验准确验证了在动摩擦因数一定时,误差范围内，滑动摩擦力与正压力成正比这一结论.但因为动摩擦因数较难控制,只粗略验证了f＝μN这一结论。 那么动摩擦因数由什么决定呢?我们知道动摩擦因数反映物体表面的粗糙程度,反过来说就是物体表面的粗糙程度决定了动摩擦因数,而动摩擦力是两个有不光滑接触,有相对运动的物体,因此动摩擦因数也不是单独由某一物体表面粗糙程度决定的,而是由两个有相互作用摩擦力的物体的接触面粗糙程度决定的.假如我们拿一支笔,一段小绳,把绳子缠绕在笔上,我们会发现绳子缠绕的圈数越多越难拉动,如果绳子之间有重叠的话,则更是难以拉动.这中间是否存在其它影响摩擦力的因素呢?我们分析得到：绳子在笔上每绕一圈,绳子与笔之间就多了一圈（无数多个）接触点,两者之间的相互作用就多了无数处,即有更多的地方产生摩擦力,所有的摩擦力叠加在一起,便使合力增大了.若绳子中有重叠,则不止绳子与笔之间,连绳子与绳子之间也会有相互作用,阻碍对方运动.且这时绳子与笔的压力除直接与笔接触的绳子的压力外,也包括绳子与绳子之间的压力,这样摩擦力便急剧增大,以致难拉动绳子.生活中,船靠岸时总是用绳子绑住岸上的桩,也是采用多绕几圈绳子的办法来增大摩擦力的.但这里面并不包括除正压力及动摩擦因数以外的其它影响摩擦力大小的因素.那么对于静摩擦力,其产生原因是因为物体间有相对运动的趋势.而相对运动趋势产生的原因是有外力作用,因此,产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力,还需要有外力作用.在不超出最大静摩擦力的范围时,外力越大,静摩擦力越大.一旦超出最大静摩擦力的范围,物体便开始运动,静摩擦力变为滑动摩擦力.那么最大静摩擦力与什么有关呢?经过实验可知fmax=μN即最大静摩擦力与静摩擦因数和正压力成正比,其中静摩擦因数比动摩擦因数稍大,因为当外力等于动摩擦力时,物体受力还是平衡的,要使物体运动,就必须增大外力. 至于物体在流体中运动时,主要是受到排开流体时流体产生的阻力,但物体侧面受到流体的摩擦力也是不可忽略的.对于排开流体时所受的阻力,可采用把运动物体改造成流线型等方法来减小,也可采用相反的方法来增大.对于物体运动时侧面所受摩擦力,我们知道,物体运动时会带动附近流体随之运动,而稍远处的流体仍是静止的,这样,根据伯努利方程可知,静止的流体会对物体有压力,加之物体与流体间的接触不光滑,便会产生摩擦力.而且随着速度的增加,运动的流体的压强减小,而静止的流体压强不变,所以压强差与压力都增大,摩擦力也就增大；经过类似的分析可得随着深度的增加,摩擦力也是增加的. 影响摩擦力大小的因素是固定的,较少的,但其表现形式却十分多样化、复杂化、只有充分了解、控制这些因素,才能充分利用有益摩擦,避免有害摩擦,最大摩擦力是物体与物体相接触时,在接触面上产生一种阻止它们相对滑动的作用力.摩擦是一种极为普遍的力学现象,在人类生活、生产中无处不在.不仅固体与固体的接触面上有摩擦（这类摩擦称为干摩擦）,就连固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上都有摩擦（这两类摩擦称为湿摩擦）. 摩擦力带来的影响, 推桌子时,如果没有推动,则桌子有一个向右的运动趋势,同时桌子会受到一个向左的静摩擦力的作用,阻碍它的这种运动趋势,使桌子处于相对静止状态.传递带把货物往上运的过程中,如果没有摩擦,则货物要沿斜面下滑,所以物体有沿斜面下滑的趋势,
实验九探究摩擦力的大小与什么因素有关 实验日期：月日同组人： 一、课标要求 1、知识与技能： （1）知道摩擦有静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。 （2）知道影响滑动摩擦大小的因素。 2、过程和方法： （1）通过与实际的联系，了解摩擦现象存在普遍性，并培养学生初步的提出问题能力和猜想假设能力。 （2）通过实验设计与操作，掌握控制变量的研究方法。 （3）通过对摩擦现象、因素猜想、方案设计等的讨论，培养学生的信息交流能力。 3、情感态度与价值观 （1）通过对摩擦现象以及其运用的学习，使学生关注周围与我们息息相关的物理知识。 （2）通过体会本节内容中探究的各个环节，培养较强的科学探究能力和敢于创新的探索精神。 二、探究准备 1、器材准备： 检查实验台上的实验器材，在后面画√，在空格里填上你还需要的实验器材名称: 2、知识准备： （1）叫做平衡力；平衡力的条件是： 。
（2）叫做摩擦力。 三、探究报告 【提出问题】 当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？ 【猜想假设】 结合你的生活经验，给出你的猜想：滑动摩擦力可能与 因素有关。 【设计实验】 1、由于影响滑动摩擦力大小的因素有多个，为了探究滑动摩擦力与某个因素的关系，必须采用法。 2、如何测量滑动摩擦力的大小？ 3、怎样改变压力的大小？ 4、怎样改变接触面的粗糙程度？ 5、怎样改变接触面积？ 【进行实验】 1、观察你所使用的弹簧测力计 指针是否指在零位：；测量范围：；分度值：。 2、把木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块在长木板上做匀速直线运动，读出此时拉力的大小——摩擦力，记入表格；
静摩擦力的分析方法 1. 条件法 根据静摩擦力产生的条件来判断。这是分析静摩擦力最直接、最基本的方法。例1. 如图1，在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别 放有两上质量为m 1和m 2 的小木块，m 1 >m 2 。已知三角形木块和两个小木块都是静 止的，试分析粗糙水平面对三角形木块的摩擦力。 分析三角形木块和两个小木块都静止，则可将三者看成一个整体，如图2。整体在竖直方向受到重力和水平面的支持力作用，合力为零；在水平方向没有受到其它力的作用，没有相对于水平面运动的趋势，因此粗糙水平面对三角形木块没有静摩擦力。 2. 假设法 假设不存在静摩擦力，分析物体将会发生怎样的相对运动，从而确定静摩擦力的作用效果。 例2. 如图3，杆AB静止地靠在直角墙上，墙的竖直部分光滑，水平部分粗糙，试分析杆受到的静摩擦力。 分析假设杆没有受到静摩擦力，那么杆的B端将会向右滑动，说明杆的B端受到水平向左的静摩擦力作用，阻碍杆相对地面向右运动的趋势。 3. 平衡法 根据物体处于平衡状态的条件来分析。
（1）利用共点力平衡条件：F =0 合 例3. 如图4，质量为m的物块放在倾角为α的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为，物块在一沿斜面向上的外力F作用下处于静止状态，求物块和斜面间的摩擦力f。 分析如图5，物块受到重力G、斜面的支持力N和外力F的作用。若物块与斜面间有摩擦力，则为静摩擦力。要确定物块相对于斜面的运动趋势，应先确定外力F与重力沿斜面的分力mgsinα的大小关系。由于F大小未知，利用共点力平衡条件讨论如下： ①若F=mgsinα，物块与斜面间没有相对运动趋势，所以物块和斜面间没有摩擦力。 ②若F>mgsinα，物块相对于斜面有向上的运动趋势，斜面对物块的静摩擦力方向沿斜面向下，并且有F=mgsinα+f，即 f=F－mgsinα ③若F 摩擦力做功的特点及应用 一、基础知识 1、静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零． (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能． 2、滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果： ①机械能全部转化为内能； ②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能． (3)摩擦生热的计算：Q ＝F f s 相对．其中s 相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程． 深化拓展 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量． 3、列能量守恒定律方程的两条基本思路： (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等； (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加且减少量和增加量一定相等． 二、练习 1、如图所示，质量为m 的长木块A 静止于光滑水平面上，在其水平 的上表面左端放一质量为m 的滑块B ，已知木块长为L ，它与滑块之间 的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F 拉滑块B . (1)当长木块A 的位移为多少时，B 从A 的右端滑出？ (2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能． 审题指导 当把滑块B 拉离A 时，B 的位移为A 的位移与A 的长度之和．注意：审题时要画出它们的位移草图． 解析 (1)设B 从A 的右端滑出时，A 的位移为l ，A 、B 的速度分别为v A 、v B ，由动能定理得 μmgl ＝12 mv 2A (F －μmg )·(l ＋L )＝12 mv 2B F 30° 1．如图所示，质量为m 的木块A 放在水平面上的质量为M 的斜面B 上，现用大小相等方向相反的两个水平推力F 分别作用在A 、B 上，A 、B 均保持静止不动。则（ ） A ．A 与 B 之间一定存在摩擦力 B ．B 与地面之间一定存在摩擦力 C ．B 对A 的支持力一定等于mg D ．地面对B 的支持力大小一定等于(m+M) 2．如图所示，用水平方向的力F 将重为G 的木块压在竖直的墙壁上，开始时木块保持静止，下列判断中正确的是（ ） A ．当F 增大时，摩擦力将增大 B ．当F 减小时，摩擦力一定减小 C ．当F 减小时，摩擦力可能先不变，后变小 D ．当F 减小为零时，摩擦力不一定为零 3．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2（F 1 和F 2的方向均沿斜面向上）。由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为 （ ） A ． 21F B ．2F 2 C ．221F F - D ．2 21F F + 4．物块A 置于倾角为30°的斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B 相连，弹簧轴线与斜面平行，A 、B 均处于静止状态，如图所示。A 、B 重力分别为10N 和4N ，不计滑轮与细绳间的摩擦，则 A ．弹簧对A 的拉力大小为6N B ．弹簧对A 的拉力大小为10N C ．斜面对A 的摩擦力大小为1N D ．斜面对A 的摩擦力大小为6N 5．(多选) 如图所示，水平桌面上的物体受到水平方向的力F 1、F 2和摩擦力的作用而处于静止状态，其中F 1=10N ，F 2=2N 。当撤去F 1后，物体的受力情况及所处状态是 A.物体所受合力为零 B.物体受到的合力为6N C.物体将向左运动 D.物体仍然静止 6．如图物体 A 在竖直向上的拉力 F 的作用下静止在斜面上，则关于A 受力的个数，下列说法正确的是 A ．A 可能是受两个力作用 B ．A 一定是受四个力作用 C ．A 可能受三个力作用 D ．A 不是受两个力作用就是受四个力作用 7．如图所示，在斜面上放一物体静止不动，该物体受重力G 、弹力N 和静摩擦力f 的作用，该物体的受力示意图正确的是（ ） 8．如图所示， A 、B 叠放在水平桌面上，今用水平拉力F 作用于B ，但没有拉动，则物体B 受到几个力作用 （ ） A ．5 B ．6 C ．4 D ．3 9．某电视台每周都有棋类节目，如棋类授课和评析，他们的棋盘都是竖直放置的，棋盘上布有磁铁，而每个棋子都是一个小磁铁，关于棋盘和棋子有下列几种说法正确的是：（） A.小棋子共受四个力的作用 B.每个棋子的质量肯定都有细微的差异，所以不同的棋子所受的摩擦力不同 C.棋盘面应选取相对粗糙的材料 D.如果某个棋子贴不上棋盘，总会滑落，肯定是其质量偏大 10．A 、B 、C 是三个质量、材料完全一样的物块，三物块通过两根轻弹簧M 、N 相连接，弹簧M 的劲度系数为k 1，弹簧N 的劲度系数为k 2，k 1=3k 2．现三物块静止在水平面上，两弹簧均处于拉伸状态，且伸长量均为．由此可以判断，物块与水平面间的最大静摩擦力的大小至少应等于： A ．k 1Δx B ．k 2Δx B ．C ．（k 1－k 2）Δx D ．（k 1＋k 2）Δx 11．如图所示，物体A 放在水平桌面上，通过定滑轮用细绳与物体B 相连，A 、B 均保持静止，若在A 上作用一个水平向左的拉力F ，当F 由零逐渐增大，直至把A 拉动之前的过程中，A 受桌面作用的静摩擦力将（ ） A ．一直增大 B ．B ．一直减小 C ．先增大后减小 D ．先减小后增大 12．如图所示，在水平地面上叠放着A 、B 、C 三个完全相同的物块，现用水平力F 作用于B 时，A 、B 、C 均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A ．B 对C 的摩擦力等于F B ．B 对A 的摩擦力等于F C ．B 受4个力 D ．C 对地面的摩擦力等于F ，方向水平向左 13．如图所示，A 、B 两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上，处于静止状态，悬挂A 杆的绳倾斜，悬挂B 杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有( ) (A).A 、B 都受三个力作用 (B).A 、B 都受四个力作用 (C).A 受三个力，B 受四个力 (D).A 受四个力，B 受三个力 14．如图所示，用水平力推静止在水平地面上的大木箱，没有推动。这时木箱受到的 A ．推力小于摩擦力 B ．推力和摩擦力大小相等 x ? 本科生课程论文报告 课程名称：中学物理实验研究 课程论文题目：静摩擦力的探究 姓名：黄珊 学号： 2014000135 所在学院：教师教育学院 专业：物理行知班 任课教师：王凤兰 实验六静摩擦力研究 实验目的观察最大静摩擦力现象、加强对最大静摩擦力概念的理解 实验器材朗威DISLab数据采集器、计算机、摩擦块、摩擦台 实验原理两个相互接触的物体，有相对滑动的趋势时，两物体之间会出现一种阻碍运动趋势的力，即静摩擦力。静摩擦力的最大极限值叫做最大静 摩擦力。 实验步骤 1、将力传感器接入数据采集器； 2、调节传感器窗口为“示波”显示； 3、摩擦块放置在摩擦台上，用细线连接传感器的测钩与小车，将摩擦台 （底部垫上鼠标垫作为摩擦块）用手控制。代替摩擦台与电机转轴连 接； 4、点击“停止”在下面实验图像所示的实验图线上找到代表静摩擦力及 最大静摩擦力的部分。 5、根据实验结果，分析拉动小车过程中受力情况。 6、改变配重块的质量，重复实验，观察获得的图线与图像的区别。 实验图像 实验分析在实验的过程中，小车在水平方向上会受到拉力和摩擦力，在图像刚开始上升的过程中，小车所受到的拉力小于摩擦力，物体保持静止的状态，所以，在此段过程中，小车受到静摩擦力。当小车刚好要运动时，曲线的高度达到最大值处，此处为物体所受到的最大静摩擦力，之后的过程中，物体受到动摩擦力，且数值保持不变。 误差分析在实验的过程中，小车的运动有点不好控制。对实验会有一定的影响。 实验总结 静摩擦力的大小与受到的外力有关，大小可在一定的范围内变化，； 最大静摩擦力是指物体刚要出现相对运动还未出现相对运动时的摩擦力。 最大静摩擦力略大于同等条件下的滑动摩擦力。 再论“一对静摩擦力做功之和是否为零” 很多杂志上对“一对静摩擦力做功之和是否为零”进行过激烈的探讨，但是观点很不统一。实际上，就“一对静摩擦力做功之和为零”是很多教师在教学过程中一直在应用的经验或理论，只是在遇到了个别问题，例如， 案例1.如图所示，平板车放在光滑的水 平面上，一个人从车的左端加速向右端跑， 设人受到的静摩擦力为F1，平板车受到的 静摩擦力为F2，则下列说法正确的是（） A . F1、F2均做正功 B . F1、F2均做负功 C . F1做正功，F2做负功 D . F1做负功，F2做正功 一时难以解释才引发了对以上观点的怀疑，从而引发一系列的讨论。 究竟一对静摩擦力做功之和是否为零？只要我们理清了“功”的概念，问题当迎刃而解。高中第一册物理课本对 “功”的定义是“一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功”。这里的“位移”究竟指的是研究对象的对地位移还是指的受力作用点的对地位移？为了解决这一问题，我们先看下面的模型：案例2.水平地面上，固定着一个小球和弹簧 组成的系统，在小球上下做自由振动的过程 中，地面对弹簧的支持力对弹簧做没做功？ 分析：从能量转化的角度，我们不难理解，在小球上下振动的过程中，只有小球重力势能、动能和弹性势能之间相互转化，系统机械能不变，故地面对弹簧支持力不做功。仔细分析我们会发现，在这个变化过程中只有一个点即地面对弹簧的作用点没有对地发生位移，这和支持力对弹簧不做功恰好吻合。从而我们可以总结出力对物体做功时“物体的位移”严格说应该指“力的作用点的对地位移”。 由于我们一般的研究对象为“静态的物体”，物体上每一点的位移都是相同的，所以我们不特别强调力的作用点的位移，只说物体的位移；但对于动态的研究对象，例如，我们在探讨像“人走路时地面对人的静摩擦力是不是做功？”“人在下蹲和站起的过程中地面支持力对人是不是做功？”等问题时，就不能简单的把“人的位移”或“人重心的位移”看成“力的作用点的位移”。 F 30° 1．如图所示，质量为m 的木块A 放在水平面上的质量为M 的斜面B 上，现用大小相等方向相反的两个水平推力F 分别作用在A 、B 上，A 、B 均保持静止不动。则（ ） A ．A 与B 之间一定存在摩擦力 B ．B 与地面之间一定存在摩擦力 C ．B 对A 的支持力一定等于mg D ．地面对B 的支持力大小一定等于(m+M) 2．如图所示，用水平方向的力F 将重为G 的木块压在竖直的墙壁上，开始时木块保持静止，下列判断中正确的是（ ） A ．当F 增大时，摩擦力将增大 B ．当F 减小时，摩擦力一定减小 C ．当F 减小时，摩擦力可能先不变，后变小 D ．当F 减小为零时，摩擦力不一定为零 3．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F 的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F 1和F 2（F 1 和F 2的方向均沿斜面向上）。由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为 （ ） A ． 21F B ．2F 2 C ．221F F - D ．2 21F F + 4．物块A 置于倾角为30°的斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B 相连，弹簧轴线与斜面平行，A 、B 均处于静止状态，如图所示。A 、B 重力分别为10N 和4N ，不计滑轮与细绳间的摩擦，则 A ．弹簧对A 的拉力大小为6N B ．弹簧对A 的拉力大小为10N C ．斜面对A 的摩擦力大小为1N D ．斜面对A 的摩擦力大小为6N 5．(多选) 如图所示，水平桌面上的物体受到水平方向的力F 1、F 2和摩擦力的作用而处于静止状态，其中F 1=10N ，F 2=2N 。当撤去F 1后，物体的受力情况及所处状态是 A.物体所受合力为零 B.物体受到的合力为6N C.物体将向左运动 D.物体仍然静止 6．如图物体 A 在竖直向上的拉力 F 的作用下静止在斜面上，则关于A 受力的个数，下列说法正确的是 A ．A 可能是受两个力作用 B ．A 一定是受四个力作用 C ．A 可能受三个力作用 D ．A 不是受两个力作用就是受四个力作用 7．如图所示，在斜面上放一物体静止不动，该物体受重力G 、弹力N 和静摩擦力f 的作用，该物体的受力示意图正确的是（ ） 8．如图所示， A 、B 叠放在水平桌面上，今用水平拉力F 作用于B ，但没有拉动，则物体B 受到几个力作用 （ ） A ．5 B ．6 C ．4 D ．3 9．某电视台每周都有棋类节目，如棋类授课和评析，他们的棋盘都是竖直放置的，棋盘上布有磁铁，而 每个棋子都是一个小磁铁，关于棋盘和棋子有下列几种说法正确的是：（） A.小棋子共受四个力的作用 B.每个棋子的质量肯定都有细微的差异，所以不同的棋子所受的摩擦力不同 C.棋盘面应选取相对粗糙的材料 D.如果某个棋子贴不上棋盘，总会滑落，肯定是其质量偏大 10．A 、B 、C 是三个质量、材料完全一样的物块，三物块通过两根轻弹簧M 、N 相连接，弹簧M 的劲度系数为k 1，弹簧N 的劲度系数为k 2，k 1=3k 2．现三物块静止在水平面上，两弹簧均处于拉伸状态，且伸长量均为．由此可以判断，物块与水平面间的最大静摩擦力的大小至少应等于： A ．k 1Δx B ．k 2Δx B ．C ．（k 1－k 2）Δx D ．（k 1＋k 2）Δx 11．如图所示，物体A 放在水平桌面上，通过定滑轮用细绳与物体B 相连，A 、B 均保持静止，若在A 上作用一个水平向左的拉力F ，当F 由零逐渐增大，直至把A 拉动之前的过程中，A 受桌面作用的静摩擦力将（ ） A ．一直增大 B ．B ．一直减小 C ．先增大后减小 D ．先减小后增大 12．如图所示，在水平地面上叠放着A 、B 、C 三个完全相同的物块，现用水平力F 作用于B 时，A 、B 、C 均处于静止状态，则下列说法正确的是（ ） A ．B 对C 的摩擦力等于F B ．B 对A 的摩擦力等于F C ．B 受4个力 D ．C 对地面的摩擦力等于F ，方向水平向左 13．如图所示，A 、B 两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上，处于静止状态，悬挂A 杆的绳倾斜，悬挂B 杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有( ) (A).A 、B 都受三个力作用 (B).A 、B 都受四个力作用 (C).A 受三个力，B 受四个力 (D).A 受四个力，B 受三个力 14．如图所示，用水平力推静止在水平地面上的大木箱，没有推动。这时木箱受到的 A ．推力小于摩擦力 B ．推力和摩擦力大小相等 C ．推力大于摩擦力 D ．推力和摩擦力方向相同 15．如图所示，某人用手握住一个油瓶使油瓶始终在竖直方向保持静止，则下列说法中正确的是( ) A ．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大 B ．手握得越紧，油瓶与手之间的最大静摩擦力越大 C ．不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的 D ．油瓶受到的摩擦力必须大于其重力才能静止 16．(多选题)如图所示，放在水平桌面上的木块A 处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg ，弹簧秤读数为2N ，滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.1kg 时，将会出现的情况是（ ） A ．A 对桌面的摩擦力变小 x ? 影响摩擦力大小的因素 开题报告 课题组成员：2002级9班游顺勇、陈佳友 课题组长：游顺勇主导课程：物理 一、选题背景 在当代，工、农业生产活动中应用了大量机器。机器的广泛应用，使摩擦力的影响越来越突出，如何利用有益摩擦及避免有害摩擦是节省能源的重要途径，而摩擦力又以各种方式影响人们的日常生活。摩擦力对人类生产、生活的巨大影响引起了我们的兴趣，因此我们选择此课题进行研究。 二、研究的目的和意义 以日常生活中摩擦力的作用为切入点，运用中学物理所学的有关摩擦力的知识，研究分析摩擦力受何种因素影响，力求得到一些课本所没有的知识，拓宽知识面，从而加深理解和掌握教材中的有关力学知识。 本课题有较强的实践性，通过组员实验，研究分析生活实例，能提高自身的动手能力和逻辑思维能力。同时通过写论文还能提高我们的文字表达能力，而组员间的配合也是对我们的合作精神和组织协调能力的考验。 三、研究的主要内容 1、验证滑动摩擦力受正压力及动摩擦力因素影响，并探索其它影响滑动摩擦力的因素。 2、研究影响静摩擦力的因素。 3、定性研究物体在流体中的运动时所受的摩擦力。 四、研究的主要方法 1、文献研究法从新浪网、课外书籍中采集资料进行分析研究。 2、实验研究法通过动手做实验进行定量研究。 五、研究计划 [一]研究步骤 （第一阶段）：此阶段为理论分析阶段。明确研究的目的和意义，为接下来 的实验验证阶段确定研究方向。本阶段计划用七周，分以下几个步骤进行： 1、确定研究课题 2、查阅文献资料 3、设计研究方案，撰写开题报告 （第二阶段）：此阶段为实验验证阶段。通过一系列实验，结合组员间的讨论定下论文初稿，再通过指导老师的指导，进行补充修改。最后形成正式的研究报告、论文。本阶段计划用十三周时间，分以下几个步骤进行： 1、进行实验研究，取得实验数据。 2、整理、总结研究结果。 3、撰写论文。 4、成果展示。 [二]任务分工 1、查阅资料：陈佳友 2、准备开题报告：游顺勇 3、撰写论文：游顺勇、陈佳友 4、成果展示：全体组员 六、可行性分析 1、课题本身是一个常见的问题。与日常生活密切相关，多种书籍都曾进行探讨，有较充分的资料来源，且涉及的力学知识与中学物理教材紧密相连，使我们具备了一定的理论基础，具有现实性和合理性。 2、可利用每周学校研究性学习时间，周末及寒假进行研究活动，时间充足。 3、活动所需经费不多，活动工具简单，都能由组员自行解决。 4、全体组员对课题有浓厚的兴趣以及信心把研究做好。 七、预期成果：论文 八、成果表达形式：文字 随手可做的摩擦力实验 一、感受最大静摩擦力 静摩擦力是一个变化的物理量，一张桌子放在粗糙的地面上，如果它受到的最大静摩擦力是100N，当我们用10N的力推它时，推不动，这是因为此时地面给它的静摩擦力大小刚好等于10N；当我们用50N的力推它时，还是推不动，这是因为此时地面给它的静摩擦力和你的推力同步增大到50N；当我们用100N的力推它时，仍然推不动，这是因为此时地面给它的静摩擦力大小刚好等于100N；当我们用101N的力推它时，桌子开被推动，这是因为此时地面给它的静摩擦力达到了最大值100N后不再增大。不过，推动桌子的一瞬间，桌子受到的摩擦力不再是静摩擦力，而是滑动摩擦力，而相同情况下，滑动摩擦力是小于最大静摩擦力的，因此在桌子被推动的一瞬间，你会突然觉得轻松了一点，你的身体会因为摩擦力突然明显减小而推力不变向前倾倒。 关于静摩擦力的这一个特点，我们可以利用书本、弹簧测力计和你的课桌做一下实验来体验一下，如图1所示。阅读课本我们知道，用弹簧测力计水平拉着物体做匀速直线运动时，弹簧测力计的读数就等于物体受到的滑动摩擦力。稍稍转换一下视角，如果用弹簧测力计水平拉着物体在水平面上保持静止时，弹簧测力计的读数就等于物体受到的静摩擦力。 由此，我们可以借助细线，通过弹簧测力计拉书本，开始用0.5N的拉力拉书本，书本没有被拉动，此时弹簧测力计的读数0.5N就等于书本 受到的静摩擦力；改用1.0N的拉力拉书本，书本没有 被拉动，此时弹簧测力计的读数1.0N就等于书本受到 的静摩擦力；继续增大拉力，记下刚刚拉动书本前一 瞬间弹簧测力计的读数f最大，就等于书本受到的最大 静摩擦力；在此基础上，水平拉动书本在课桌面上做 匀速直线运动，记下此时弹簧测力计的读数f，这是 此时书本在课桌面上滑动时受到的滑动摩擦力，f明显小于最大静摩擦力f最大。 二、感受滑动摩擦力和滚动摩擦力的区别 一、单选题(本大题共 40 小题，共 80.0 分) 1. 如图是用于锻炼身体的体育器材--跑步机．人在跑步机上可 以实现快走或跑步动作，达到锻炼身体的目的．下面关于人在跑 步过程中的叙述，错误的是（） A. 人在跑步机上快走或跑步时，跑步机受到人对它的一个向后的力 B. 人对跑步机没有做功 C. 人体消耗的能量一部分转化为跑步机的内能 D. 脚底与跑步机间有摩擦作用 2. 下列关于摩擦力的说法正确的是（ A. 物体只有运动时才受摩擦力的作用 B. 摩擦力随物体的重力增加而增加 C. 摩擦力随拉力的增大而增大 ） D. 在压力一定时，两物体间越粗糙，当他们相对运动时产生的摩擦力越大 3. 如图所示，一水平传送带始终匀速向右运动，现把一 物块无初速度放在传送带左侧，物块将随传送带先做匀 加速运动后随传送带一起匀速运动，在此过程中以下说法正确的是（ A. 当物块匀速时，物块没有惯性 ）B. 当物块匀速时，根据牛顿第一定律可知，物块不受力作用 C. 整个过程中，物块一直受摩擦力的作用 D. 整个过程中，物块的机械能先增大后不变 4. 如图所示，穿久了的运动鞋鞋底磨损得厉害，原因是鞋底受到（） A. 重力 B. 摩擦力 C. 压力 D. 支持力 5. 在汽车中悬线上挂一个小球，当汽车运动时，悬线将与竖 直方向成某一固定角度，如图所示，若在汽车底板上还有一个 跟其相对静止的物体 M ，则关于汽车的运动情况和物体 M 的受力情况正确的是（ A. 汽车一定向右做加速运动 ） B. 汽车一定向左做加速运动 C. M 除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作 用 D. M 除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用 6. 对于静止在水平桌面上的文具盒，下列说法中正确的是（ A. 它是静止的，是因为它受到桌面的摩擦力作用 B. 它是静止的，是因为它受到惯性的作用 ）C. 桌面对它的支持力与它所受的重力是平衡力 D. 它对桌面的压力与桌面对它的支持力是平衡力 7. 如图所示，用水平力 F 拉着长木板 A 在水平地面 上做匀速直线运动，木块 B 始终静止不动，若不计绳 重，下列说法中正确的是（ A. 木块 B 不受摩擦力） 摩擦力的有无、方向、大小的判断方法 一、摩擦力的有无、方向的判断方法 摩擦力有无及方向的判断对刚进入高一的学生来说有点困难，但只要掌握了方法，还是比较容易判断。 1．假设法，即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动； （1）若发生相对运动，则说明物体原来虽相对静止却有相对运动的趋势，且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向．（2）若没有发生相对运动，则说明没有摩擦力． 2．根据摩擦力的效果来判断其方向：如平衡其他力、作动力、作阻力、提供向心力等； 再根据平衡条件和牛顿定律来计算大小．用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态（即加速度方向），再利用牛顿第二定律确定合力的方向，然后受力分析判定静摩擦力的方向． 例如，如图2-1-6中物块A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动时，摩擦力提供A物体的加速度，大小为ma，方向水平向右． 3．利用牛顿第三定律来判断 这种方法的关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力的方向． 特别提醒： （1）受静摩擦力的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的．（2）摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反，还可能成一夹角，即摩擦力可能是动力也可能是阻力． （3）弹力产生的条件是摩擦力产生条件中的一部分，故物体间存在弹力是存在摩擦力的前提条件，当物体间存在摩擦力时一定同时存在弹力，反之不一定成立． 二、摩擦力大小的计算方法 《静摩擦力》的自主实验教学 在我校去年的物理教研活动中，一节题为《静摩擦力》的公开课令我印象深刻。之前听过类似的课，有的是按照传统的教法，学生被动接受，课堂枯燥乏味；有的虽然将新课程的要求融入了课堂教学，但探究过程混乱。而这节课按新课程的要求将授课内容作了整合，引导学生分组实验，同时为了使探究的活动正常有趣的进行，教师又设计了合理有趣的情境，课堂效果很好。 一、静摩擦力的概念 师：在物理课本的边缘，用透明胶带粘贴一个绳套，然后在物理课本上放若干本书，用课前准备好的测力计勾住绳套，用1N的力水平地拉物理课本。实验时不要大声喧哗。随后，各组学生都行动起来，不多时大家就准备好了。学生自己动手实验，课堂气氛活跃，但课本没有被拉动！ 师：拉之前书有没有相对运动趋势？拉之后呢？同学们刚才拉了，为什么没有被拉动呢？ 生：拉之前没有运动趋势，拉之后有。没有拉动的原因是书被拉的时候，有了相对的运动趋势，产生了相对于桌面向后的摩擦力。 教师引导学生总结：由于这时两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动，所以这时的摩擦力叫做静摩擦 力。 二、静摩擦力的大小 师：刚才用1N的力没有拉动，原因是有静摩擦力，那么能不能知道这时的摩擦力的大小呢？从学生的表情上可以看出，他们在积极思考，一会儿有学生举手了，说1N，因为书没有拉动，说明书还是处于平衡状态，根据二力平衡，静摩擦力等于拉力，所以是1N。 师：那么增大拉力到2N、3N、4N……在没有拉动的情况下，想一想静摩擦力又分别是多少？话音刚落，学生就争论起来，有的说还是1N，因为书的多少没改变，接触面也没改变；有的说拉力变大了，静摩擦力应该变大，因为没有拉动，始终是平衡状态。经过一番激烈的争论后，大家意见统一，认为“拉力多大，静摩擦力就多大”。 教师引导学生总结：物体所受静摩擦力的大小与物体的外力大小相同。 三、最大静摩擦力 师：在测力计指针移动的狭缝里靠近指针处，轻轻夹上一纸团，然后拉动课本一直到拉动，最后让其做匀速直线运动，此时观察纸团的位置。思考后说明纸团为什么会在哪个位置。这时大家都积极活动起来，经过一段时间的自主实验和探究后，有学生抢着说，书没有被拉动时，纸团始终靠近指针，当拉着书做匀速直线运动时，纸团离指针有一段距 静摩擦力教学设计 教材分析 摩擦力是力学中三种重要性质的力之一也是学生学习过程中感到最困难的一种力高中物理力学问题的难点在于受力分析受力分析的难点在于摩擦力的分析是高中阶段物理学习必须跨越的的一道门槛。正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。在摩擦力这节课中重点是研究滑动摩擦力要求会计算其大小和判断其方向难点是静摩擦力尤其是静摩擦力方向的判断。教学中从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、摩擦力的方向及其计算来理解认识两种摩擦力的异同。通过探究实验去加深巩固教材从生活中的摩擦现象引入以探究静摩擦力和滑动摩擦力与哪些因素有关为主线安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程让学生经历探讨两种摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中主动获取知识的精神。通过本节的学习将更加深入地理解摩擦力的产生条件、大小和方向为以后能对物体进行正确的受力分析奠定基础。 教学设计 一．教学目标 1.知识与技能：了解静摩擦力的产生条件、方向和大小；理解最大静摩擦力的物理意义和大小特点；能在实际问题中确定静摩擦力的大小及方向 2.过程与方法：体会应用DIS系统研究物理问题的过程与方法，体会控制变量法研究问题的方法 3.情感态度和价值观：通过有趣的物理实验，增强学生学习物理的兴趣；通过对常见生活现象的重新思考，培养学生善于审视和探索日常生活现象的思维习惯。 二.教学重难点 重点：静摩擦力产生的条件、方向判定。 难点：1、设计方案，探究影响最大摩擦力大小的有关因素。 2、静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。 三．主要教学方法 DIS实验探究 摩擦力做功 1.无论静摩擦还是动摩擦力，有可能做正功，或者负功，或者不做功。 2一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零 3一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和为负值 4.关于摩擦生热 1）滑动摩擦才生热，静摩擦不生热 2）相互摩擦的两个物体的接触面都“生热”，因此摩擦生热所涉及到的对象应该是相互摩擦的两个物体组成的系统。 3）实质：通过一对相互作用的滑动摩擦力做功，将系统的机械能转化成内能。 即，系统损失的机械能等于系统增加的内能 5.摩擦生热公式： Q热=f×d（d为相互摩擦的两个物体发生的相对路程） （1）当A和B同向运动时，A和B发生的相对路程是d=X A—x B （2）当A和B反向运动时（A向左B向右）A和B发生的相对路程是d=X A＋x B 例1．质量为m的子弹以v0的初速度击中原来静止放在光滑平面上的质量为M 的长木板，当子弹打入金属块的深度为d时，子弹与长木板以共同的速度v m一起运动（即子弹停留在木板中），此时长木板在平面已滑行的距离为S。在子弹打入长木板的过程中，已知子弹与长木板之间的摩擦力为f， 请证明在子弹与木板摩擦的过程中，木板与子弹组成的系统产生的内能（热量）Q=f d 练习1，质量为m 的滑块以v的初速度在粗糙水平地面上滑行，一段距离S后停下来，物体的重力加速度为g，物体与地面之间的摩擦因素为μ，那么在滑行的过程（） A.摩擦力对物体做功为—μmgS，摩擦力对地面做功为0。 B.滑块增加的内能为 2 2 1mv C滑块和地面系统增加的内能总和为 2 2 1mv D滑块和地面系统增加的内能总和为Q=f d 练习2.如图，高度h=5m的光滑曲面的底端和水平传送带相切，传送带两轮的间距很大，传送带顺时针转动，传送带的传送速度为v2=5m/s。质量为m=1kg的物体，曲面上从静止开始下滑，下滑到底端进入水平传送带上，由于两轮的间距很大，所以物体最终在传送带上与传送带保持相对静止的运动，g=10m/s2.，物体与传送带之间的动摩擦因素为μ=0.5，求物体在传送带上运动的过程中，产生的总热量Q 静摩擦力、滑动摩擦力做功问题的讨论 【学习目标】 1.理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点； 2.理解摩擦生热及其计算。 【回顾摩擦力和功的概念】 摩擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力，方向与物体的相对运动趋势方向或相对运动方向相反。 αcos Fs W =（其中F 为力的大小， s 为物体位移的大小，α为力和位移的夹角） 【关于摩擦力做功的讨论】 1、静摩擦力做功情况： 模型1：如图，一个质量为m 的物体在水平外力F 作用下静止在地面上，求物体所受的摩擦力f 和地面所受的摩擦力f ’的做功是多少？ 模型2：如图，物体A 、B 相对静止，在水平外力F 的作用下沿光滑水平面向前滑行了S 的位移，求A 所受的摩擦力f 和B 所受的摩擦力f ’的做功是多少？ 综上所述：静摩擦力做功情况： （1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 （2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。 一对静摩擦力对系统做功情况： （3）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其它形式的能。 W f = 0 W f’ = 0 这一对静摩擦力对系统做功总和为： 0 W f = fs W f’ = -fs 这一对静摩擦力对系统做功总和为： 0 2、滑动摩擦力做功情况： 模型3：如图，一质量为m 的物体在水平外力F 作用下沿水平面匀速运动了S 的距离，求物体所受的摩擦力f 和地面所受的摩擦力f ’的做功是多少？ 模型4：如图，木板B 长为L ，静止在光滑水平面上，一个小物体A 以速度v 0滑上B 的左端，当A 恰好滑到B 的右端时恰好相对B 静止，此时物体B 运动 了S 的位移，试判断A 、B 间摩擦力的做功情况。 模型5：光滑水平面上静止有两物体A 、B ，B 板长度为L ，现给A 加上一水平向右的力F 1，给B 加上水平向左的力F 2，如图所示，两物体从静止开始运动， 直到两物体分离，试分析A 、B 间摩擦力的做功情况。 综上所述：滑动摩擦力做功情况： ①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。 ②相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功总为负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，且等于系统损失的机械能。 一对滑动摩擦力对系统做功情况： -③一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体间机械能的转移；二是机械能转化为内能(摩擦生热:Q=fs 相对)。 滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或者往返运动时所做的功等于力和路程（不是位移）的乘积。 W f = -fs W f’ = 0 这一对静摩擦力对系统做功总和为： -fs B 对A 的摩擦力：W f = -f(s+L) A 对B 的摩擦力：W f’ = fs 这一对静摩擦力对系统做功总和为： -fL V 0 V 对A 的摩擦力：W f = -FL 1 对B 的摩擦力：W f’ = -fL 2 为： -f(L 1 +L 2)=-fL摩擦力做功的特点及应用
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再论“一对静摩擦力做功之和是否为零”
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