辽宁省锦州市锦州中学物理(人教版)必修一3-3 摩擦力 学案(无答案)
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高中物理3.3摩擦力导学案新人教版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理3.3摩擦力导学案新人教版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第三章相互作用第三节摩擦力【学习目标】1.掌握静摩擦力、滑动摩檫力的产生条件,会判断静摩擦力、滑动摩檫力的方向;知道静摩擦力大小的变化范围及其最大值;能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力.2.通过实验观察,归纳总结判断静摩擦力方向的方法。
【重点、难点】1.静摩擦力大小计算和静摩擦力方向的判断.2.复杂条件下正压力的计算.预习案【自主学习】一、静摩擦力(看教材57页第二、三段)1、说一说:静摩擦力的定义.2、总结出静摩擦力产生的条件?(小组可以讨论完成)举例说明物体受到静摩擦力作用。
3、静摩擦力大小、方向是怎样确定的呢?(小组可以讨论完成)二、最大静摩擦力1、什么是最大静摩擦力?最大静摩擦力大小与什么因素有关?2、静摩擦力的范围是什么?3、静摩擦力在我们生活中的应用,请举几个例子.三、滑动摩擦力(看教材57页相关内容,完成下列问题)1、滑动摩擦力的定义:2、总结出滑动摩擦力产生的条件?(小组可以讨论完成)3、如何判断滑动摩擦力的方向?(小组可以讨论完成)4、滑动摩擦力大小于哪些因素有关?滑动摩擦力大小计算公式?(要能说出公式中各物理量的含义)【学始于疑】(请将预习中不能解决的问题记录下来,供课堂解决.)探究案【合作探究一】问题1如图所示,用了5N的力拉地面上物体,但没有推动,试分析物体受到地面的静摩擦力的大小和方向。
3.2摩擦力一、教学目标1.物理观念:知道滑动摩擦力产生的条件,掌握在简单情况下从二力平衡条件去判断滑动摩擦力是否存在及其大小和方向。
2.科学思维:探究滑动摩擦力的大小与两物体间的压力、接触面的粗糙程度的关系。
3.科学探究:探究滑动摩擦力在生活的应用与联系4.科学态度与责任:提高实事求是的科学态度,锻炼思维能力、抽象能力,运用物理知识解释生活现象。
二、重难点教学重点:理解滑动摩擦力产生条件。
静摩擦力的有无及方向的判定静摩擦力产生的条件及规律教学难点:滑动摩擦力存在及方向判断。
静摩擦力的有无及方向的判定静摩擦力产生的条件及规律三、教学过程导入:用手将物块按压在竖直墙壁上,使物块始终顺着竖直墙壁向下滑动。
问题1:滑动摩擦力在什么情况下才会出现?问题2:滑动摩擦力大小如何计算?滑动摩擦力的计算公式为:思考:如下图,动摩擦因数为μ的粗糙地面上放置了A、B两物块,A物块质量为m,放置在B物块上方,且A物块在外力作用下静止不动,B物块质量为M,在水平向右力F作用下向右运动。
(当地重力加速度为g)问题3:A、B两物块所受滑动摩擦力的方向如何判断?问题4:B物块所受地面的滑动摩擦力如何计算?问题5:生活中有哪些滑动摩擦力的应用?举例说明。
例 1.把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。
当测力计的示数为1 N时,物块刚好做匀速直线运动,此时物块所受摩擦力大小为______N,逐渐增大拉力到2N 时,物块所受摩擦力大小为______N。
例2.物体A、B一起向右做匀速直线运动(1)速度分别为v A=2 m/s,v B=1 m/s。
(2)速度分别为v A=1m/s,v B=2 m/s。
请分别分析两种情况下,A物体受到的滑动摩擦力的方向。
1.静摩擦力产生的条件(探究实验1)学生推桌子,木箱欲动而未动。
问题1、学生对桌子施加了哪个方向的力?问题2、桌子有朝哪个方向运动的趋势?问题3、这种趋势为何没有表现出来?问题4、若学生不推桌子,桌子与地面之间还有静摩擦力吗?结论1:静摩擦力产生的第一个条件是两物体间有相对运动的趋势。
示范教案3 摩擦力整体设计教材分析高中物理力学的一个难点在于对物体的受力分析,在三种性质力的学习中,摩擦力的概念的建立和方向的判断是难点,教材中分别介绍了静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力.以探究静摩擦力为主线,安排了学生猜想、实验探究、分析结论并与生活经验的差别进行“对比”,让学生在“冲突”中激发灵感、接受知识,充分体现学生在学习环境中的主体作用.同时,这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切,教材的编写突出了这一点.在教材的“说一说”部分加入了传送带和轮胎的插图.虽然滚动摩擦不作为重点内容,但在“做一做”部分设计了一个拆卸自行车轴承的实验,加深了滚动摩擦小于滑动摩擦这一理论,同时很好地体现了新课程“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念.设计思想1.利用学生的已有的知识引入摩擦力的概念,重点分析摩擦力的产生原因.2.对于静摩擦力和最大静摩擦力的大小和方向的判断结合二力平衡条件进行讲解.研究滑动摩擦力时注意压力在什么情况下等于重力的大小.三维目标1.知识与技能(1)知道静摩擦力的产生原因和方向,知道它大小变化的范围.(2)知道最大静摩擦力的概念,并且知道静摩擦力存在最大值.(3)知道滑动摩擦力和接触面的粗糙程度、接触面之间压力大小的关系.(4)知道增大和减小摩擦的方法,并能在日常生活中应用这些方法.2.过程与方法(1)通过演示实验,培养学生的观察、概括能力.(2)通过课堂小折纸实验对静摩擦力与滑动摩擦力的对比,培养学生在日常生活中应用这些知识的能力.(3)进一步熟悉弹簧测力计的使用,培养学生的综合分析能力.3.情感、态度与价值观(1)培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神.(2)利用实验和生活具体事例激发学生学习的兴趣.教学准备弹簧测力计、砝码(2~3个)、木板、木块、白纸、玻璃、毛巾、轴承得出结论:最大静摩擦力大于滑动摩擦力.表明:物体受到了摩擦力的作用.学生分析得到结论.实验:学生探究滑动摩擦力的大小.一组同学研究压力与滑动摩擦力的关系:压力F N滑动摩擦力F另一组研究接触面与滑动摩擦力的关系:材料白纸玻璃毛巾滑动摩擦力F做实验通过读数确实可以看到压力越大,接触面越粗糙,摩擦力就越大.(看表:几种材料间的动摩擦因数)阅读教材的分析与解答在激烈的都灵冬奥会冰上比赛当中,运动员滑倒的现象很多.对很多人来说,冰面上非常“滑”是常识,但冰面为什么那么滑呢?传统的解释是,压力或者摩擦力让冰面表层产生一层水,这层水起到润滑作用;但最新的解释是,当温度在-22 ℃以上时,冰的表面上始终有薄薄的一层永远不会凝固的水,这是冰的特性,与外力无关.当温度降到-22 ℃以下时,冰面的平滑性能开始大大下降.这是因为:在这样的温度条件下,具有润滑功能的薄水层几乎消失,冰面的平滑性也就显著降低,其平滑性和其他固体没有什么不同了.冰面最上层有永久的薄水层,这是冰的特性,即使摩擦力没有做功产生热量,冰面也依旧是滑的.雨天行车对轮胎的要求也要提高.虽然一般情况下胎纹的报废深度是1.6毫米,但雨季用胎,绝不能少于2至3毫米,最好在4毫米以上.有人认为把胎压降低一些,能使轮胎和地面间的摩擦面积增大,进而增大附着力.其实这样做往往适得其反.汽车在雨中刹车时,最重要的是要有足够大的力量把轮胎与路面间的雨水排开,汽车才能平稳停住.轮胎里的气体少了,与地面接触面积虽然增加了,动摩擦因数也跟着有所增大,但这种增加十分有限.而轮胎的触地面积大了,对地面单位面积的压强减小,刹车时力量减弱,不能很快将轮胎与地面间的雨水排干净,致使剩下的点滴雨水像润滑剂一样,促使汽车滑行更长的距离.胎压过低是会加剧打滑程度的.反而增加胎压,制动会好一点,故在雨天保持较高的胎压才比较安全.习题详解1.解答:手压着桌面向前移动时,手受到桌面的滑动摩擦力作用.滑动摩擦力的方向与手指移动的方向相反,阻碍手指的运动.手对桌面的压力越大,手指受到的滑动摩擦力越大,对手指相对桌面运动的阻碍作用越明显.2.解答:(1)不受.因为瓶子与桌面之间没有相对运动的趋势.(2)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向沿桌面斜向下.(3)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向竖直向上(瓶子处于竖直状态).(4)受滑动摩擦力作用,摩擦力的方向沿纸条相对瓶子的运动方向.3.答案:35 N 30 N 0.3 20 N设计点评本节重点是理解动摩擦因数的意义和滑动摩擦力大小的计算和方向的判定.难点是对静摩擦力的理解,尤其是静摩擦力方向和大小的确定.教学中通过大量的实例,并借助受力分析等方法来突破.静摩擦力是由于物体间具有相对运动趋势而产生的,其方向与相对运动趋势相反.如何判定静摩擦力的方向?通过假设物体间不存在摩擦力,那么在其他力的作用下物体将往什么方向运动去思考确定.教学时特别注意了对于静摩擦力大小与所受外力及所处运动状态的关系.设计中基本遵循问题—理论—问题的模式进行.备课资料一、摩擦力知识点精析1.摩擦力一定是阻力吗?摩擦力既可以是阻力,也可以是动力.摩擦力总是与物体的相对运动或相对运动的趋势相反,其作用效果总是阻碍物体的相对运动,因此有的同学会以为摩擦力只能是阻碍物体运动的力,不可能成为物体运动状态改变的动力.其实不是这样,如人向前行走,脚有向后趴地的动作,所以脚所受的摩擦力是向前的,与人的运动方向一致,这是推动人体向前移动的动力;又如图,A、B两物块分别以此v1、v2的速度向右运动,当v1<v2时,则A物块受到的摩擦力是与其运动向右的方向一致,是动力,若当v1>v2时,则B物块受到的摩擦力与其向右的运动方向一致,摩擦力对B是动力.2.静摩擦力的大小与正压力成正比吗?可以用图所示的情况来研究静摩擦力的大小.假定图中水平力F由零逐渐增大到10 N 时,物体才开始发生运动,显然,当F=0、1 N、2 N……8 N、9 N时,物体受到的静摩擦力的大小始终与F的大小对应相等,可见静摩擦力的大小有如下特征:(1)静摩擦力的大小总与迫使物体发生相对运动的外力(或沿着接触面的分力)大小相等,且静摩擦力随此外力(或沿着接触面的分力)的增大而增大;(2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力.应注意不能机械地套用f=μN来求静摩擦力,例如上述例子的物块对水平面的正压力并没有变化,而静摩擦力却有多个可能值.二、小议摩擦力在人类生存繁衍的自然界,无处不存在着摩擦.那么,在我们的身边究竟有哪些常见的摩擦呢?当太阳重又点亮一个新的黎明,你睁开双眼,此刻你的眼球和眼皮之间已经完成了今天的第一次摩擦而你却全然不知.接着,你撩开被子伸手去抓衣服,衣服被抓过来靠的是它与手之间的静摩擦.如果这力消失了,即使你勉强将衣服揽在怀里,但鬼才知道你如何才能将它穿到身上,因为你根本抓不住衣襟,纽扣一个都甭想扣上,姑娘的裙带是永远系不住的.穿好衣服蹬上鞋子,你迈步走向洗漱间.这时,鞋子与地面及鞋子与脚之间都产生了较大的摩擦力,使你稳步前进.接下来牙刷又利用它与牙齿之间的滑动摩擦帮你除去牙垢.我们口腔中的牙齿根据功能可分成切牙、磨牙、尖牙等不同种类.其中磨牙(口腔里侧偏乎的牙)的作用是磨碎食物,有人认为食物是被压碎的,这纯属错误,不信你可以做一个咀嚼动作体会一下.这使我们马上意识到一个正常的人用餐是离不开磨牙的,而磨牙的工作是离不开摩擦力的.完成上述事情之后,你可能去上学或去上班.当你登上自行车时,你可曾知道,它的后轮是主动轮,所受地面的摩擦力是向前的,起动力作用;而其前轮则是从动轮,所受地面的摩擦力是向后的,起阻力作用.当你拐弯时千万要减速慢行,因为拐弯所需的向心力是由地面与车轮之间的摩擦力提供的.因为这种摩擦力是有限的(最大值叫最大静摩擦力)故车速也是有限的.如果地面上有冰雪,更要注意,因为这时摩擦力是很小的,弄不好会人仰车翻造成交通事故.如果你想刹车,千万不要误认为只有轧皮与车轮之间才有摩擦力.车轮与地面之间摩擦力也起制动作用.如果你在机关、学校工作或学习;那么写字和画图时常用铅笔和圆珠笔.用铅笔时,“铅”是靠纸将其磨掉而在纸上留下径迹的;圆珠笔笔端的“圆珠”只有受到纸的摩擦力才会转动,从而把油墨引出来,留下印迹.在特别光滑的纸面如油纸上是无法使用铅笔或圆珠笔的.如果你在工厂、仓库或码头上工作,那么传送带该是一件常用的工具了.正是传送带给了物体一个静摩擦力,才使物体随其所动,达到传送的目的,如果失去此力,就会只是皮带走,不见物体动,即原地打滑.你知道砂轮、砂纸、砂布都是做什么的?它们都是专门制造摩擦的.如果你做的是金属器件的抛光工作或油漆工作,你肯定离不开它们.如果你是车工,会发现车刀工作一段时间就变热了.这是因为车刀与工件之间产生了摩擦力,木工也会发现锯子或钻头工作一段时间变热的现象,这也是它们与木料之间产生了摩擦所致.劳累了一天,你可能打算痛痛快快地洗一个热水澡.当拿起搓澡巾时,你会想到为什么它的表面非常粗糙吗?它也是为了和你的皮肤产生一点不可忽视的摩擦啊!当你上床脱去毛衣时,会听到“霹、啪”的轻响,有时还刺疼了你的皮肤.这是因为毛线之间摩擦产生了静电的原因.接着,你将合上双眼酣然入梦,这样你的眼球与眼皮就完成了一天的最后一次摩擦.如此看来,摩擦无时不有,无所不在,它渗透在我们的衣、食、住、行工作当中,离不开,甩不掉.它有时十分可爱,有时又相当讨厌.我们应当经常观察它、研究它、扬其所长、避其所短,很好地驾驭它.。
第3.3《摩擦力》学案【学习目标】1、通过实例认识静摩擦力的变化规律,知道最大静摩擦力2、会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向3、知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会判断滑动摩擦力的方向、4、会应用公式f=μF N计算滑动摩擦力的大小【学法指导】1、结合初中的学习联系实际物理情景概括摩擦力的产生条件、2、结合实例分析摩擦力的大小及方向的判断方法【知识链接】相对运动趋势、静摩擦力、相对运动、滑动摩擦力、动摩擦因数摩擦力的定义:一、静摩擦力情景:1、用力推课桌而未动2、用手握着的玻璃杯3、斜坡上停着的汽车4、正在加速的货车地板上放置的木箱”问题1:情境中“课桌”、“玻璃杯”、“汽车”、“木箱”的共同特点是什么?如何理解“相对运动趋势”?相对于什么的运动趋势?“静止”与“相对于接触面静止”的区别在哪?具体问题中,如何判断是否存在相对运动的趋势问题2:这些现象中接触面间是否有挤压,是否有摩擦力产生?试总结产生静摩擦力的原因及所需条件。
问题3:试分析各情境中物体所受的静摩擦力方向,总结判断静摩擦力方向的方法?问题4:情景1、2中的物体共受几个力的作用?这几个力之间的关系如何?如何判断静摩擦力的大小问题5:如果对课桌的推力逐渐增大,课桌所受的静摩擦力将如何变化?当推力增大到一定值时,课桌的状态将如何变化?谈谈你对最大静摩擦力的理解问题6:如何才能使推动课桌变得更容易些?影响最大静摩擦力的因素有哪些?【针对训练】1、下列关于摩擦力的叙述中,正确的是()A、受静摩擦力作用的物体一定是静止的B、两物体间有静摩擦力作用时,它们之间就一定有弹力作用C、静摩擦力大小与物体和接触面间的压力成正比D、运动的物体可能受到与运动方向垂直的静摩擦力的作用2、用手捏住瓶子,使它不掉下去,生活经验告诉我们,手捏瓶子越紧,瓶子就越不容易掉下去,这是因为()A、手捏瓶子越紧,压力越大,瓶子受的静摩擦力也越大,所以更不易掉下去B、手捏瓶子越紧,压力越大,瓶子受的静摩擦力保持不变C、手捏瓶子越紧,压力越大,瓶子受的最大静摩擦力增大,造成瓶子由静到动需要克服的阻力变大,所以更不易掉下去D、手捏瓶子越紧,瓶子与手之间的粗糙程度增大,所以更不易掉下去3、粗糙的水平面上叠放着A 和B 两个物体,A 和B 间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F 拉B ,而B 仍保持静止,则此时( )A .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力也等于F B .B 和地面间的静摩擦力等于F ,B 和A 间的静摩擦力等于零C .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力也等于零D .B 和地面间的静摩擦力等于零,B 和A 间的静摩擦力等于F 4、水平面上有一木块,在水平方向上共受到两个拉力的作用,分别向左和向右,拉力大小如图所示,物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力为 N ,方向向 ,若只撤去10N 的拉力,则物体受到的摩擦力为 N , 方向向 。
3.摩擦力知识纲要导引核心素养目标(1)知道摩擦力的概念,知道静摩擦和滑动摩擦现象.(2)正确判断静摩擦力和滑动摩擦力方向,会计算简单问题中的摩擦力的大小.(3)了解静摩擦和滑动摩擦在生产、生活中的应用 .知识点一静摩擦力1.定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力.2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.3.大小:当相对运动趋势增强时,静摩擦力也随着增大,但有一个限度,这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力.而两物体间实际发生的静摩擦力F f在零与最大静摩擦力之间,即0≤F f≤F fm.无处不在的静摩擦力思考如下列图,物块A和B分别静止在水平面上和斜面上.物块会不会受到静摩擦力的作用?为什么?提示:物块A不受静摩擦力,物块B受静摩擦力.因为物块A没有相对运动的趋势;物块B相对斜面有沿斜面向下运动的趋势.知识点二滑动摩擦力1.定义:当一个物体在另一个物体外表滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反.3.大小(1)公式:F=μF N.F N表示接触面上压力的大小,μ为动摩擦因数.(2)与最大静摩擦力的大小关系:一般略小于最大静摩擦力.(3)动摩擦因数μ:是个比例常数,无单位.它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面的面积无关.核心一静摩擦力的有无、方向的判断及大小计算1.静摩擦力的大小:(1)大小的范围:0<F f≤Ff max.(2)平衡条件法求解静摩擦力.图例说明人推箱,箱静止增大推力,箱仍静止结论F f=F F′f=2F2.最大静摩擦力F fmax(1)大小等于物体刚刚开始运动时沿接触面方向的外力大小,是静摩擦力的最大值.(2)Ffmax略大于滑动摩擦力F f0,如下列图.但为了方便起见,一般认为二者相等.3.易混淆的“三个方向〞一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动运动方向方向指以其中一个物体A为参考系,物体 B相对物相对运动方向体A的运动方向,反之亦然由两物体间静摩擦力的存在导致的要发生却还相对运动趋势没有发生的相对运动的方向,可以采用假设法的方向判定静摩擦力的大小与压力无关,最大静摩擦力的大小随压力增大而增大.例1[2021·山东济南检测]如下列图,水平地面上的L形木板A(质量为M)上放着小木块B(质量为m),A与B之间有一个处于伸长状态的弹簧,整个装置处于静止状态,以下说法正确的选项是()A.A对B的摩擦力方向水平向右B.A对B无摩擦力作用C.地面对A的摩擦力方向水平向右D.地面对A无摩擦力的作用【解析】弹簧处于伸长状态且弹簧对B的弹力方向水平向右,根据二力平衡可知A对B的摩擦力方向水平向左,故A、B错误;对整体受力分析,在竖直方向上重力和支持力平衡,假设地面对A有摩擦力,那么整体不能平衡,故地面对A无摩擦力作用,故C错误、D正确.【答案】D方法技巧静摩擦力有无的判断三法:(1)直接法:根据静摩擦力的产生条件,直接判断静摩擦力的有无.(2)假设法:(3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断.训练1质量为50kg的箱子放在水平地面上,箱子与地面间的动摩擦因数为,用大小为310N的水平力推箱子但没有推动,那么箱子所受的摩擦力大小为()A.30N B.186N C.300N D.310N解析:由二力平衡可知,水平方向静摩擦力大小与外力大小相等为310N.答案:D静摩擦力大小的计算方法.可根据二力平衡.核心二滑动摩擦力的分析与计算1.滑动摩擦力的大小(1)滑动摩擦力的计算公式:F=μF N.大小只由μ和F N决定.(2)F=μF N中,F N大小不一定等于物体的重力.可通过以下四例说明:(3)滑动摩擦力的大小与物体接触面的面积大小无关,与物体相对接触面的运动快慢也无关.3.滑动摩擦力的方向:(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反.(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,而不一定是阻碍物体的运动.摩擦力与弹力的关系(1)假设两物体间存在摩擦力,那么一定存在弹力;但两物体间存在弹力时,却不一定存在摩擦力.(2)同一接触面的摩擦力和弹力必垂直.“相对〞指的是研究对象相对于与其接触的物体而言的.说得更直接一点,是相对于“摩擦面〞有没有运动或运动趋势,与物体本身静止还是运动没有关系.2.影响动摩擦因数的因素:μ与材料和接触面粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的面积大小无关.例2关于滑动摩擦力,以下说法正确的选项是()A.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动C.滑动摩擦力不可能是动力D.滑动摩擦力跟物体的重力成正比【解析】可通过以下表格对各选项逐一分析.选项过程分析结论A滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,×B 故与相对运动的方向相反,但不一定与运动方向√相反C滑动摩擦力可以作为动力,如传送带上的物体×D 滑动摩擦力与物体间的正压力成正比,正压力不×一定等于重力【答案】B例3一个重600N的物体放在水平地面上,要使它从原地移动,最小要用190N的水平推力,假设移动后只需180N的水平推力即可维持物体匀速运动,那么:(1)物体与地面间的最大静摩擦力有多大?(2)物体与地面间的滑动摩擦力有多大?(3)当用250N的水平推力使物体运动后,物体受到的摩擦力有多大?【解析】(1)由最大静摩擦力的定义可知F fmax=190N.(2)由二力平衡知识知滑动摩擦力F f=180N.(3)因μ和接触面间的弹力都未变,故物体受到的摩擦力仍为180N.(1)190N(2)180N(3)180N【答案】[拓展](1)在[例3]中,假设物体原来处于静止状态,当对物体施加200N的水平拉力时,物体所受摩擦力多大?属于何种摩擦力?(2)试求上题中物体与水平面间的动摩擦因数 μ.【解析】(1)由于F 拉=200N>F fmax =190 N ,故物体将运动起来,所受摩擦力为滑动摩擦力,F f =180N.F f 180(2)由F f =μF N 得μ=F N =600=0.3.【答案】 (1)180N分析和计算摩擦力的方法:(1)计算摩擦力时,应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力用公式F =μF 求解,静摩擦力的大小只能根fN据物体的运动状态和物体的受力情况来求解.如果物体处于静止状态,或做匀速直线运动时,可利用二力平衡条件求解静摩擦力.(3)计算静摩擦力时,还要注意理解静摩擦力与最大静摩擦力的区别. (4)正压力相同时,最大静摩擦力比滑动摩擦力略大,如不加说明,可以认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,此时最大静摩擦力也可以由公式F=μF 求得.fmaxN训练2如下列图,轻质弹簧的劲度系数k =20N/cm ,用其拉着一个重力为200N 的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4cm 时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求: (1)物体与水平面间的动摩擦因数.(2)当弹簧的伸长量为6cm 时,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为多大?kx 20×4N 解析:(1)由Ff =kx =μF N =μG 知μ=G = 200N =0.4.(2)水平拉力F =kx ′=20×6N =120N ,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,所以F ′f =μG=×200N =80N.(3)由于物体仍能滑行,所以物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变,大小仍为80N.答案:(1)0.4 (2)120N 80N(3)80N1.关于摩擦力与弹力的关系,以下说法正确的选项是()A.有弹力一定有摩擦力B.有摩擦力一定有弹力C.弹力越大,摩擦力越大D.摩擦力越大,弹力一定越大解析:根据摩擦力和弹力产生的特点可知,有摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有摩擦力,A错、B对.弹力越大,摩擦力不一定越大,同理,摩擦力越大,弹力也不一定越大,C、D错.答案:B2.如下列图,放在固定斜面上的物体处于静止状态,物体所受静摩擦力的方向是()A.垂直斜面向上B.垂直斜面向下C.沿斜面向上D.沿斜面向下解析:假设斜面光滑,那么物体有沿斜面下滑的运动趋势,而实际上物体静止,所以物体所受静摩擦力沿斜面向上,选项C正确.答案:C3.(多项选择)如下列图,人在跑步机上跑步时().脚受到的摩擦力是静摩擦力B.脚受到的摩擦力是滑动摩擦力C.脚受到的摩擦力方向与人运动的方向相反D.脚受到的摩擦力方向与人运动的方向相同解析:人在跑步机上跑步时,脚和跑步机之间无相对滑动,那么脚受到的摩擦力是静摩擦力,A正确、B错误;因脚相对跑步机有向后滑动的趋势,那么脚受到的静摩擦力向前,即与人运动的方向相同,C错误、D正确.答案:AD4.如下列图,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行一段距离x,同时车上的物体A相对车向左滑行L,此过程中物体A受到的摩擦力方向如何,该摩擦力是动力还是阻力()A.水平向左,阻力B.水平向左,动力C.水平向右,阻力D.水平向右,动力解析:由于物体相对小车向左滑动,那么受到小车向右的滑动摩擦力的作用,但相对地面是向右运动的,即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同,所以是动力,D对.故答案:D5.如下列图,为了保证平安供电,电工师傅经常会爬上竖立的电线杆对电路进行定期检修,假设电工师傅在杆上是匀速爬行的,以下说法正确的选项是().向下爬行时,电工师傅受到的摩擦力向上B.向上爬行时,电工师傅受到的摩擦力向下C.增大与电线杆之间的挤压可以增大摩擦力D.假设小心翼翼地缓慢爬行,电工师傅受到的摩擦力将变小解析:因人受向下的重力,那么无论是向上爬行还是向下爬行,摩擦力总是向上的,A项正确,B错误;增大与电线杆之间的挤压可以增大人和电线杆之间的最大静摩擦力,C项错误;假设小心翼翼地缓慢爬行,那么电工师傅受到的向上的摩擦力与向下的重力平衡,那么摩擦力等于重力,即摩擦力不变,D项错误.答案:A6.一根质量为m、长为L的均匀长方体木条放在水平桌面上,木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力 F推木条,当木条经过如下列图位置时,桌面对它的摩擦力为()A.μmg2B.3μmg1C.3μmgD.上述选项均不对解析:因为木条一直在滑动,且对桌面的压力大小总等于重力大小,所以摩擦力F=μF N=μmg.答案:A。
必修一第三章 3、摩擦力(教案)一、教材分析:《摩擦力》是人教版物理必修一第三章第三节的教内容,本节习有关摩擦力的产生条件、摩擦力方向的判断方法及摩擦力大小的计算,为以后分析物体受力打下基础。
二、教目标知识与能力:1.知道摩擦力产生的条件。
2能在简单问题中,根据物体的运动状态,判断静摩擦力的有无、大小和方向;知道存在着最大静摩擦力。
3掌握动摩擦因数,会在具体问题中计算滑动摩擦力,掌握判定摩擦力方向的方法。
4知道影响动摩擦因数的因素。
过程与方法:1.通过观察演示实验,概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点,培养生的观察、概括能力。
2通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比,培养生分析综合能力。
情感态度与价值观:1渗透物理方法的教育。
2在分析物体所受摩擦力时,突出主要矛盾,忽略次要因素及无关因素,总结出摩擦力产生的条件和规律。
三、教重点难点1本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。
重点是摩擦力产生的条件、特性和规律,通过演示实验得出关系 F=μFN。
2难点是生有初中的知识,往往误认为压力FN的大小总是跟滑动物体所受的重力相等,因此必须指出只有当两物体的接触面垂直,物体在水平拉力作用下,沿水平面滑动时,压力FN的大小才跟物体所受的重力相等。
3在教中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。
四、情分析:本节内容更加抽象,弹力和摩擦力都属于被动力,其产生有条件,但是完全根据条件进行判断有时是很麻烦的,尤其是摩擦力的方向的判断,以后习了牛顿定律会根据运动状态进行分析就简单些了,本节要多联系生的生活实际举例子,尤其是要做好演示实验,并及时进行反馈练习。
五、教方法:案导、讲授法、实验法、讨论法六、课前准备1教师准备:演示器材、案和课件2生准备:预习课本、做案,提出自己预习中的疑惑七、课时安排:2课时八、教过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情境导入、展示目标力中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。
对于每一种力我们都要掌握它产生的条件,会计算力的大小,能判断力的方向。
高中物理《3.3 摩擦力》学案新人教版必修1第三单元第3节摩擦力教学案课型:新授课课时:1 编者:日期:xx 年7月27 日第一部分:三维目标(一)知识与技能1、掌握静摩擦力的概念,理解产生条件。
2、理解滑动摩擦力,并能进行相关计算。
3、知道动摩擦因数及影响因素。
4、通过生活实例,提高观察能力、分析能力。
(二)过程与方法1、培养学生利用物理语言分析,思考,描述摩擦力概念和规律的能力;2、培养学生通过对生活实例及现象的体验过程去探究物理问题;3、培养学生合理采用控制变量和实验条件的方法进行实验探究的能力;(三)情感、态度与价值观1、利用实验和生活实例激发学生的学习兴趣;2、通过动手实验、分组讨论、交流培养学生的合作精神和探究问题的欲望;第二部分:自主性学习复习回顾:1、人们把称为力。
力是量,既有大小,又有方向。
2、弹力产生的条件:计算弹簧弹力的公式新课预习:1、两个相互接触的物体,当它们时,就会在接触面上产生的力,这种力叫做摩擦力。
2、静摩擦力(1)在教材57页图3、3-1甲乙两图中,两个物体只有,而没有,这时的摩擦力叫做。
(2)静摩擦力的方向总是,跟物体(3)物体间实际发生的静摩擦力F在与之间,即3、滑动摩擦力(1)当一个物体在另一个物体表面滑动时,会这种力叫做滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的方向总是沿着,并且跟相反。
(3)实验表明:滑动摩擦力的大小跟成正比,也就是跟成正比,F表示,表示,则有。
其中叫做,它的数值跟有关。
4、滚动摩擦是产生的摩擦。
当压力相同时,滚动摩擦比滑动摩擦。
(三)自主性学习效果检测1、关于弹力和摩擦力,下列说法正确的是()A、有弹力一定有摩擦力B、有摩擦力一定有弹力C、摩擦力的大小和弹力大小成正比D、弹力的方向一定和摩擦力方向垂直2、运动员握住竹竿匀速上攀或下滑时,他受到的摩擦力分别为、,则()A、B、C、向下,向上D、、均向上3、如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的物体向右运动,受到三个大小相同的作用力F,它们受到的摩擦力的大小关系是()A、三者相同B、乙最大C、丙最大D、已知条件不够,无法判断4、如图所示,重力为20N的物体在动摩擦因数为0、1 的水平面上向左运动,同时受到大小为10N,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力的大小和方向是()A、2N向左B、2N 向右C、10N 向左D、12N 向右5、完成61页练习第3题第三部分:重难点解析1、小孩轻推放在粗糙水平面上的箱子没推动,手轻握玻璃瓶,玻璃瓶能够静止没掉下来,试分析产生静摩擦力的条件。
3.摩擦力一、知识结构二、教学目标1.知道摩擦力的定义及分类.(重点)2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.(重点)3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.(难点)4.了解最大静摩擦力的概念。
三、新知全解知识点一静摩擦力1.定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力.2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.3.大小:当相对运动趋势增强时,静摩擦力也随着增大,但有一个限度,这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力.而两物体间实际发生的静摩擦力F f 在零与最大静摩擦力之间,即0≤F f≤F fm.无处不在的静摩擦力思考如图所示,物块A和B分别静止在水平面上和斜面上.物块会不会受到静摩擦力的作用?为什么?提示:物块A不受静摩擦力,物块B受静摩擦力.因为物块A没有相对运动的趋势;物块B相对斜面有沿斜面向下运动的趋势.知识点二滑动摩擦力1.定义:当一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反.3.大小(1)公式:F=μF N.F N表示接触面上压力的大小,μ为动摩擦因数.(2)与最大静摩擦力的大小关系:一般略小于最大静摩擦力.(3)动摩擦因数μ:是个比例常数,无单位.它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面的面积无关.四、核心知识汇总核心一静摩擦力的有无、方向的判断及大小计算1.静摩擦力的大小:(1)大小的范围:0<F f≤F fmax.(2)平衡条件法求解静摩擦力.图例说明结论人推箱,箱静止F f=F增大推力,箱仍静止F′f=2F2.最大静摩擦力F fmax(1)大小等于物体刚刚开始运动时沿接触面方向的外力大小,是静摩擦力的最大值.(2)F fmax略大于滑动摩擦力F f0,如图所示.但为了方便起见,一般认为二者相等.3.易混淆的“三个方向”运动方向一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向相对运动方向指以其中一个物体A为参考系,物体B相对物体A的运动方向,反之亦然相对运动趋势的方向由两物体间静摩擦力的存在导致的要发生却还没有发生的相对运动的方向,可以采用假设法判定静摩擦力的大小与压力无关,最大静摩擦力的大小随压力增大而增大.例1[2019·山东济南检测]如图所示,水平地面上的L形木板A(质量为M)上放着小木块B(质量为m),A与B之间有一个处于伸长状态的弹簧,整个装置处于静止状态,下列说法正确的是()A.A对B的摩擦力方向水平向右B.A对B无摩擦力作用C.地面对A的摩擦力方向水平向右D.地面对A无摩擦力的作用【解析】弹簧处于伸长状态且弹簧对B的弹力方向水平向右,根据二力平衡可知A对B的摩擦力方向水平向左,故A、B错误;对整体受力分析,在竖直方向上重力和支持力平衡,若地面对A有摩擦力,则整体不能平衡,故地面对A无摩擦力作用,故C错误、D正确.【答案】 D方法技巧静摩擦力有无的判断三法:(1)直接法:根据静摩擦力的产生条件,直接判断静摩擦力的有无.(2)假设法:(3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断.训练1质量为50 kg的箱子放在水平地面上,箱子与地面间的动摩擦因数为0.6,用大小为310 N的水平力推箱子但没有推动,则箱子所受的摩擦力大小为()A.30 N B.186 N C.300 N D.310 N解析:由二力平衡可知,水平方向静摩擦力大小与外力大小相等为310 N.答案:D静摩擦力大小的计算方法.可根据二力平衡.核心二滑动摩擦力的分析与计算1.滑动摩擦力的大小(1)滑动摩擦力的计算公式:F=μF N.大小只由μ和F N决定.(2)F=μF N中,F N大小不一定等于物体的重力.可通过以下四例说明:(3)滑动摩擦力的大小与物体接触面的面积大小无关,与物体相对接触面的运动快慢也无关.3.滑动摩擦力的方向:(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反.(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,而不一定是阻碍物体的运动.摩擦力与弹力的关系(1)若两物体间存在摩擦力,则一定存在弹力;但两物体间存在弹力时,却不一定存在摩擦力.(2)滑动摩擦力用公式F f=μF N求解,静摩擦力的大小只能根据物体的运动状态和物体的受力情况来求解.如果物体处于静止状态,或做匀速直线运动时,可利用二力平衡条件求解静摩擦力.(3)计算静摩擦力时,还要注意理解静摩擦力与最大静摩擦力的区别.(4)正压力相同时,最大静摩擦力比滑动摩擦力略大,如不加说明,可以认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,此时最大静摩擦力也可以由公式F fmax=μF N求得.训练2如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=20 N/cm,用其拉着一个重力为200 N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数.(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为多大?解析:(1)由F f=kx=μF N=μG知μ=kxG=20×4 N200 N=0.4.(2)水平拉力F=kx′=20×6 N=120 N,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,所以F′f=μG=0.4×200 N=80 N.(3)由于物体仍能滑行,所以物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变,大小仍为80 N.答案:(1)0.4(2)120 N80 N(3)80 N五、随堂练习及真题讲解1.关于摩擦力与弹力的关系,下列说法正确的是()A.有弹力一定有摩擦力B.有摩擦力一定有弹力C.弹力越大,摩擦力越大D.摩擦力越大,弹力一定越大解析:根据摩擦力和弹力产生的特点可知,有摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有摩擦力,A错、B对.弹力越大,摩擦力不一定越大,同理,摩擦力越大,弹力也不一定越大,C、D错.答案:B2.如图所示,放在固定斜面上的物体处于静止状态,物体所受静摩擦力的方向是()A.垂直斜面向上B.垂直斜面向下C.沿斜面向上D.沿斜面向下解析:假设斜面光滑,则物体有沿斜面下滑的运动趋势,而实际上物体静止,所以物体所受静摩擦力沿斜面向上,选项C正确.答案:C3.(多选)如图所示,人在跑步机上跑步时()A.脚受到的摩擦力是静摩擦力B.脚受到的摩擦力是滑动摩擦力C.脚受到的摩擦力方向与人运动的方向相反D.脚受到的摩擦力方向与人运动的方向相同解析:人在跑步机上跑步时,脚和跑步机之间无相对滑动,则脚受到的摩擦力是静摩擦力,A正确、B错误;因脚相对跑步机有向后滑动的趋势,则脚受到的静摩擦力向前,即与人运动的方向相同,C错误、D正确.答案:AD4.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行一段距离x,同时车上的物体A相对车向左滑行L,此过程中物体A受到的摩擦力方向如何,该摩擦力是动力还是阻力()A.水平向左,阻力B.水平向左,动力C.水平向右,阻力D.水平向右,动力解析:由于物体相对小车向左滑动,那么受到小车向右的滑动摩擦力的作用,但相对地面是向右运动的,即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同,所以是动力,故D对.答案:D5.如图所示,为了保证安全供电,电工师傅经常会爬上竖立的电线杆对电路进行定期检修,假设电工师傅在杆上是匀速爬行的,下列说法正确的是() A.向下爬行时,电工师傅受到的摩擦力向上B.向上爬行时,电工师傅受到的摩擦力向下C.增大与电线杆之间的挤压可以增大摩擦力D.若小心翼翼地缓慢爬行,电工师傅受到的摩擦力将变小解析:因人受向下的重力,则无论是向上爬行还是向下爬行,摩擦力总是向上的,A项正确,B错误;增大与电线杆之间的挤压可以增大人和电线杆之间的最大静摩擦力,C项错误;若小心翼翼地缓慢爬行,则电工师傅受到的向上的摩擦力与向下的重力平衡,则摩擦力等于重力,即摩擦力不变,D项错误.答案:A6.一根质量为m、长为L的均匀长方体木条放在水平桌面上,木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推木条,当木条经过如图所示位置时,桌面对它的摩擦力为()A.μmgB.23μmgC.13μmgD.上述选项均不对解析:因为木条一直在滑动,且对桌面的压力大小总等于重力大小,所以摩擦力F=μF N=μmg.答案:A7.(2019•新疆石河子一中高一期末)如图所示,质量为m的物块和质量为M 的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,木板与地面间动摩擦因数为μ1,物块与木板间动摩擦因数为μ2,已知木板始终处于静止状态,那么下列说法正确的是()A.物块受到的摩擦力大小为μ1mgB.物块对木板的摩擦力方向水平向左C.地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力D.地面对木板的摩擦力大小一定是μ1(M+m)g解析:选C.物块对木板的压力大小等于物块的重力mg,物块受到的滑动摩擦力大小为μ2mg,故A错误;木板相对于物块的运动方向向左,则物块对木板的滑动摩擦力方向水平向右,故B错误;以木板为研究对象,水平方向受到物块向右的滑动摩擦力,由平衡条件可知:地面对木板的静摩擦力的方向水平向左,故C正确;由平衡条件可知:地面对木板的摩擦力大小等于物块对木板的滑动摩擦力μ2mg,故D错误.8.(2019•绵阳高一检测)物体C置于水平地面上,A、B由轻绳通过固定在C 上的光滑定滑轮相连,C的上表面水平,连接B的轻绳水平,整个系统处于静止状态,如图所示.下列说法正确的是()A.B与C之间的接触面一定是粗糙的B.B与C之间的接触面可以是光滑的C.C与地面之间的接触面一定是粗糙的D.C与地面之间的接触面可以是光滑的解析:选AD.B受到C对它向右的静摩擦力作用,故B、C之间一定是粗糙的,A对,B错;整体考虑,系统无运动趋势,C与地面间无摩擦力作用,故不能确定C与地面间粗糙与否,C错,D对.9、水平的皮带传送装置如图所示,皮带的速度保持不变,将物体轻轻地放在A点,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C时停止滑动,随后随皮带一起匀速运动,直至传送到B点,在传送过程中,该物体受到的摩擦力情况是()A.在AC段受到水平向左的滑动摩擦力B.在AC段受到水平向右的滑动摩擦力C.在CB段不受静摩擦力D.在CB段受到水平向右的静摩擦力解析:选BC.在AC段物体相对皮带向左滑动,受到水平向右的滑动摩擦力;在CB段物体相对皮带静止,物体随皮带一起匀速运动,受到的是平衡力,如果有静摩擦力,则物体不能处于平衡状态,所以不受静摩擦力,故选项B、C正确.10、(2019•宜昌高一检测)如图所示,C是水平地面,A、B是两块长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物块A和B以相同的速度做匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0解析:选BD.先以A为研究对象,A不受摩擦力,否则它不可能做匀速直线运动,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零,故选B、D.。
第三章第三节 3.3摩擦力教案(新人教版必修1)一、教材分析摩擦力是力学中的三大性质力之一,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,要求会计算滑动摩擦力的大小和判断其方向,以及静摩擦力的大小和方向的判断.教师在教学过程中要将学生在初中所学过的相关概念与本节内容相结合,与生活中的实例相结合,逐步引导、循循善诱,对两种摩擦力的大小和方向判定有个清晰的认识.在探究过程中要充分利用初中二力平衡的知识,在物体从静止到运动的过程中认识静摩擦力和滑动摩擦力大小变化情况,使学生的认识从感性到理性发生质的变化.对于动摩擦因数的教学最好通过实验让学生探究得出.由于本节课的特点,在整个教学过程中要充分体现新课标的探究精神,让学生多用所学知识揭示生活中的相关现象本质.二、教学目标知识与技能1.知道什么是静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力.2.能计算静摩擦力、滑动摩擦力的大小并会判断它们的方向.过程与方法1.学生通过设计实验,并使用控制变量法对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的因素进行实验探究.2.培养学生的逻辑思维能力,培养学生利用知识解决实际问题的能力.情感态度与价值观通过静摩擦力的探究过程,培养学生科学的思想方法.三、教学重点1.滑动摩擦力的大小及方向的判断.2.静摩擦力的有无及方向的判断.3.静摩擦力产生的条件及规律.四、教学难点1.静摩擦力有无的判断和方向的判断.2.静摩擦力大小的计算.五、教学过程活动导入准备两只碗,分别放入数量较多的玻璃小球,一只碗内是光滑干净的,另一只碗内是粘有灰尘的.请两个同学把玻璃球从碗中用筷子夹出来,比赛看谁夹得快.然后让两位同学分别说出自己的感想,从而引出摩擦力的问题.情景导入(课件展示)播放运动员滑雪的录像,如图3-3-1,让学生说出滑雪要求的环境条件,然后导出摩擦力的概念.图3-3-1问题导入粉笔在黑板上可以写出字来,在玻璃上写得出来吗?试试看.想想若在外面的柏油路面上用粉笔写字又会有何不同?为什么?你认为摩擦力是一种什么样的力?让学生用自己的语言叙述摩擦力.推进新课学生在初中阶段已经学习过摩擦力,通过直接提问使学生回忆并叙述摩擦力的概念.概念:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.本节课就来深入研究摩擦力.请学生做个小实验:要求学生用逐渐增大的水平力推动在教室中放置的桌子,直到推动一段距离.(设计意图:让学生体会并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用,使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识)学生活动:学生按老师要求推桌子,并感受推力大小变化.问题:为什么用力推桌子而桌子不一定运动?为什么想让桌子继续运动还要继续推?初步引出对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识.一、静摩擦力由用力推桌子而不动,师生讨论引导出静摩擦力的概念:两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力.问题:静摩擦力是一恒定的力吗?怎样求静摩擦力的大小?怎样判断静摩擦力的方向?【实验探究】在水平桌面上放一木块,用弹簧测力计沿水平方向用较小的力拉木块但保持木块不动,并不断缓慢地增大拉力.注意提示学生观察弹簧秤的示数变化.实验如图3-3-2:图3-3-2实验现象:我们可以看到随着拉力的增大,弹簧秤的示数不断增大.结论:由二力平衡的知识可以知道,木块受到的静摩擦力大小等于弹簧秤的拉力,方向和拉力的方向相反.所以静摩擦力不是一固定值,它随外力的变化而变化,总是和外力大小相等、方向相反.继续试验:在弹簧测力计指针下轻塞一个小纸团,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标志.在刚才实验的基础上继续用力,当拉力达到一定的值时木块开始移动,此时拉力会突然变小.要求学生记下刚才的最大值.结论:静摩擦力的增大有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力F max,其值等于物体刚刚开始运动时的拉力.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力F max之间.问题:最大静摩擦力的大小和什么因素有关呢?(教师提出问题,由学生自主设计实验验证最大静摩擦力大小的决定因素)学生活动:学生设计实验并探究,整理分析实验数据.参考设计:1.装置如上面的实验,在木块上面增加砝码,验证在不同的压力作用下的最大静摩擦力的大小;保持压力不变,分别在桌面上、棉布面上、毛巾面上验证最大静摩擦力的值.2.用手握一油瓶,手的握力恰好使得油瓶不下落,此时最大静摩擦力等于瓶的重力.不断增加瓶中的油,要想瓶恰不滑落,应该增加手的握力即压力,由此判断最大静摩擦力和压力的关系.换用不同粗糙程度的瓶子做实验,验证最大静摩擦力和接触面的粗糙程度的关系.活动:学生交流讨论并得出结论:1.静摩擦力大小值并不唯一;2.最大静摩擦力与压力和接触面有关系.引导学生说一下生活中和生产中利用静摩擦力的事例.(课件展示)图片示例:图3-3-3课堂训练(课件展示)1.有关静摩擦力的说法中正确的是()A.只有静止的物体才受静摩擦力B.静摩擦力与压力成正比C.静摩擦力可能与运动方向垂直D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反解析:受静摩擦力作用的物体不一定静止,故A错.静摩擦力的大小与压力无关,而与物体的运动状态及所受其他力的情况有关,故B错.静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度,故C正确.静摩擦力的方向与运动方向无关,但一定与相对运动方向相反,故D错.答案:C2.如图3-3-4所示,用外力F水平压在质量为m的物体上(设受力F的面绝对光滑),恰好使物体静止,此时物体与墙之间的摩擦力为______;如果F增大为3F,物体与墙之间的摩擦力为______.图3-3-4解析:物体受向下的重力为mg,由二力平衡条件知静摩擦力大小也为mg,方向向上,当推力增为3F时,物体重力不变,则静摩擦力也不变.答案:mg mg二、滑动摩擦力概念:当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反.(可以通过复习回忆得出,或者通过演示实验总结得出,也可以直接给出)(提出要求)利用教材演示实验仪器设计实验,定量研究影响滑动摩擦力大小的因素.(设计意图:使学生意识到应采用控制变量法进行多变量的研究;使学生体会摩擦力的大小的影响因素)1.引导学生进行实验原理的探究.(学生活动:思考并交流讨论得出利用二力平衡定量测量滑动摩擦力的大小)2.引导学生进行实验方法的探究(学生活动:思考并交流讨论得出控制变量法)3.组织学生利用已有器材进行实验探究(学生活动:学生进行分组实验探究)4.要求学生设计表格记录数据,并通过对数据的分析初步得出自己的结论.(学生活动:展示自己的数据,并对数据进行分析,最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系,对动摩擦因数有定性的认识)(设计意图:培养学生实验数据的分析处理能力)小结:滑动摩擦力的计算公式f=μN.(设计意图:训练学生语言表达及逻辑推理能力)介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数.课件展示:几种材料间的动摩擦因数材料动摩擦因数材料动摩擦因数钢—钢0.25 钢—冰0.02木—木0.30 木头—冰0.03木—金属0.20 橡胶轮胎—路面(干)0.71皮革—铸铁0.28例题.滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动.有的地方人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛.已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02,滑雪板和人的总质量为180 kg.如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动,求鹿的拉力大小.解析:由于滑雪板做匀速直线运动,可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等,即F=f.同时,滑雪板与冰面的压力N与滑雪板和人的重力相等,即N=G.由滑动摩擦力公式,可求出鹿的拉力大小为F=f=μN=μMg=0.02×180×9.8 N=35.3 N.答案:35.3 N课堂训练质量为2 kg的物体,静止在水平面上.物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.给物体一水平拉力.(1)当拉力大小变为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?(2)当拉力大小变为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?(3)此后若将拉力又减小为5 N(物体仍在滑动),地面对物体的摩擦力是多大?(4)若撤去拉力,在物体继续滑动的过程中,地面对物体的摩擦力是多大?(取g=10 N/kg)解析:(1)当拉力F=5 N时,F<f max,物体没有滑动,地面对物体的摩擦力为静摩擦力,f=F=5 N;(2)当拉力F=12 N时,F>f max,物体滑动起来,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力F滑=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N;(3)当拉力又减小为5 N时,由于物体仍在地面上滑动,所以物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力,所以仍是10 N;(4)当拉力撤去后,由于物体继续在地面上滑动,物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力,所以仍为10 N.答案:(1)5 N (2)10 N (3)10 N (4)10 N知识拓展增大有益摩擦:1.增加物体表面的粗糙程度.如:鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹.2.增大压力.如:电动机的皮带拉得很紧,以便增大压力来增大摩擦力,防止皮带打滑.减小有害摩擦:1.用滚动摩擦代替滑动摩擦:用滚动轴承代替滑动轴承.2.减小表面粗糙程度:加润滑油.六、课堂小结1.两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动的力,叫摩擦力.静摩擦力滑动摩擦力符号及单位产生原因表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时摩擦力用f表示单位:牛顿简称:牛符号:N大小始终与外力沿着接触面的分量相等f=μN方向与相对运动趋势相反与相对运动方向相反。
第三章相互作用第三节摩擦力
班级________姓名________
学习目标:
1.知道什么是摩擦力,摩擦力的分类。
2.知道静摩擦力的产生条件,能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。
3.理解最大静摩擦力,知道最大静摩擦力和静摩擦力的关系。
4.知道滑动摩擦产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向。
5.会用公式F=μF N计算滑动摩擦力的大小,知道影响动摩擦因数的大小因素。
学习重点:1.滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F摩=μF N解决具体问题。
2.静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
学习难点: 1.正压力F N的确定。
2.摩擦力的有无、大小的判定。
预习案:
一、摩擦力:
二、滑动摩擦力:
1.什么是滑动摩擦力:
2.产生条件:
3.方向:
4.大小:
什么是动摩擦因数,其与什么有关?
5.滑动摩擦力的作用点:
三、静摩擦力:
1.什么是静摩擦力:
2.产生条件:
3.大小:
4.方向:
5.作用点:
预习自测:
【例一】如图,某时刻木块正在以3m/s 的速度在以5m/s 速度向右传送的传送带上向右运动,
试判断:
(1) 木块的运动方向。
(2) 木块相对于传送带的运动方向。
(3) 木块所受滑动摩擦力的方向。
【例二】在东北的林场中,冬季常用马拉的雪橇运木材,雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板.如果冰面是水平的,雪橇和所装的木材的总质量是5.0t (吨),滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027,马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进?
【例三】下述关于静摩擦力的说法正确的是:( )
A. 静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反;
B .静摩擦力的大小与物体的正压力成正比;
C .静摩擦力只能在物体静止时产生;
D .静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反.
【例四】用水平推力F 把重为G 的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,黑板擦受到的摩擦力为多大?当把推力增加到2F 时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍?
探究案:
问题:1. 相对运动和运动有什么区别?请举例说明。
2.压力F N 的值一定等于物体的重力吗?请举例说明。
3.滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗?
4.滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗?
7.最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗?
在这里也可以提出你的问题,大家来讨论:
训练案:课堂训练:
5. 摩擦力一定是阻力吗?
6.静摩擦力的大小与正压力成正比吗?
1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:()
A、物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大;
B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的运动方向相反;
C、接触面的动摩擦因数越大,滑动摩擦力也越大;
D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
2.用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子,那么接触面的滑动摩擦力是多大?μ值为多大?
3.重100N的物体,静止在粗糙水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当物体受到一个大小为 10N,方向水平向右的力作用时,水平面对物体的摩
擦力大小和方向是:()
A.10N,水平向左; B. 10N,水平向右;
C.20N,水平向左; D.20N,水平向右.
4.如图,木块放在水平桌面上,在水平方向其受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N。
此时水平桌面对木块的静摩擦力为多少?方向如何?若撤去力F1,木块将怎样运动,桌面对木块的摩擦力将如何变化?
课后作业:
1.下列关于摩擦力的说法中错误的是( )
A.两个相对静止物体间一定有静摩擦力作用.B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的.C.静摩擦力对物体总是阻力. D.有摩擦力一定有弹力
2.下列说法中不正确的是( )
A.物体越重,使它滑动时的摩擦力越大,所以摩擦力与物重成正比.
B. 由μ=f/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比.
C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反.
D.摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用.
3.如图所示,一个重G=200N的物体,在粗糙水平面上向左运动,物体和水平面间的摩擦因数μ=0.1,同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是( )
A.大小是10N,方向向左.B.大小是10N,方向向右.
C.大小是20N,方向向左.D.大小是20N,方向向右.
4.粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持静止,则此时( )
A.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F.
B.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零.
C.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零.
D.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间
的静摩擦力等于F.
5.一木块重G=30N,按图中四种方法放置时
施加的外力分别为F1=10N,F2=20N,F3=30N,
F4=40N,则木块与接触面之间的压力分别为
N1=______,N2=______,N3=______,N4=______.
6.在水平桌面上放一块重G=200N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则分别用水平拉力F1=15N、F2=30N、F3=80N拉木块时,木块受到的摩擦力分别为f
1=______,f2=______,f3=______.
7.一块长l、质量为m的均匀木板,放在水平桌面上,木板与桌
面间动摩擦因数为μ.当木板受到水平推力F向右运动伸出桌面三
分之一时,木板受到的摩擦力等于______.
*8.如图所示,A、B两物体均重G=10N,各接触面间的动摩擦因数均为
μ=0.3,同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上,则地面对B的
摩擦力等于______, B对A的摩擦力等于______.
*9.如图所示,在两块相同的竖直木板A、B间有重为30N的物体.用两
个大小均为F=100N的水平力压木板,物体与两木板间的动摩擦因数均为
f=0.2.求:
(1)当物体不动时,物体与木板A间的摩擦力大小是多少?
(2)若用竖直向上的力将物体拉出来,所需拉力的最小值是多少?。