14摩擦力-教学目标

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第四节摩擦力
教学目标
一、知识目标
1.知道静摩擦力和滑动摩擦力产生的条件,会判断这两种摩擦力的方向。

2.知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,知道滑动摩擦力跟压力成正比。

3.知道什么是最大静摩擦力,知道最大静摩擦力跟物体间的正压力成正比。

二、能力目标
1.培养学生的实验观察能力和实验分析能力。

2.培养学生的科学的语言表达能力。

3.对学生进行科学研究方法的渗透。

三、德育目标
向学生渗抓住主要矛盾和主要因素,忽略次要因素的辨证思想。

重点:
1.滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F=μFN解决实际问题。

2.静摩擦力产生的条件及规律,正确理解什么是最大静摩擦力。

难点
1.正压力的确定。

2.静摩擦力方向的正确判定。

教法建议
一、讲解摩擦力有关概念的教法建议
介绍滑动摩擦力和静摩擦力时,从基本的事实出发,利用二力平衡的知识使学生接受摩擦力的存在。

由于摩擦力的内容是本节的难点,所以在讲解时不要求“一步到位”,关于摩擦力的概念可以通过实验、学生讨论来理解。

1.可以让学生找出生活和生产中利用摩擦力的例子;
2.让学生思考讨论,如:
(1)摩擦力一定都是阻力;
(2)静止的物体一定受到静摩擦力;
(3)运动的物体不可能受到静摩擦力;
主要强调:摩擦力是接触力,摩擦力是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的,但不一定阻碍物体的运动,即在运动中也可以充当动力,如传送带的例子。

二、有关讲解摩擦力的大小与什么因素有关的教法建议
1.滑动摩擦力的大小,跟相互接触物体材料及其表面的光滑程度有关;跟物体间的正压力有关;但和接触面积大小无关。

注意正压力的解释。

2.滑动摩擦力的大小可以用公式:f=μN,动摩擦因数μ跟两物体表面的关系,并不是表面越光滑,动摩擦因数越小。

实际上,当两物体表面很粗糙时,由于接触面上交错齿合,会使动摩擦因数很大;对于非常光滑的表面,尤其是非常清洁的表面,由于分子力起主要作用,所以动摩擦因数更大,表面越光洁,动摩擦因数越大。

但在力学中,常称“物体表面是光滑的”这是忽略物体之间的摩擦力的一种提法,实际上是一种理想化模型,与上面叙述毫无关系。

3.动摩擦因数μ是一个无单位的物理量,它能直接影响物体的运动状态和受力情况。

4.静摩擦力的大小,随外力的增加而增加,并等于外力的大小。

但静摩擦力不能无限度的增
大,而有一个最大值,当外力超过这个最大值时,物体就要开始滑动,这个最大限度的静摩擦力叫做
最大静摩擦力f m。

实验证明,最大静摩擦力由公式f0=μ0N所决定,μ0叫做静摩擦因数,N为物体所受
的正压力。

摩擦力的大小变化随着外力的变化关系如图:滑动摩擦力的大小小于最大静摩擦力,但一般情况下认为两者相等。

教学方法:讲授法、实验法、讨论法。

教学用具:投影仪、投影片、带有定滑轮的平板一块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码、带绳的木块、小铁块。

课时安排:2课时
教学过程
一、导入新课
【演示1】摩擦块从斜面上滑下,在水平面上运动一段距离后静止。

观察现象:摩擦块在水平面上运动是越来越慢直至静止;
原因分析:因为它受到摩擦力。

同学们,在桌子上给文具盒一个初速度,文具盒最终会停下来,这说明什么问题?
生答:文具盒受到摩擦力作用。

引入:那这个力是谁给的,在什么情况下产生这个力呢?它的大小和方向如何确定呢?本节课学习关于摩擦力的知识。

【演示2】水平面上的摩擦块,用一弹簧秤沿水平方向拉,未拉动。

置疑设问:上面两个演示中的摩擦块都受摩擦力作用,它们各自所受摩擦力有什么不同?摩擦力大小和方向如何确定?本节
课将学习这方面的知识。

引导回答:与桌面接触,且有相对滑动,才产生这个力。

师:对,这就是初中已经有了的概念,滑动摩擦力。

力学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。

在前面我们已经学过了两种力:重力和弹力。

今天我们学习第三种力——摩擦力,在这三种力中摩擦力较难掌握。

今天,我们将进一步学习有关摩擦力的知识。

二、新课教学
(一)滑动摩擦力
1.滑动摩擦力的产生条件
【演示3】将一纸条夹入书中向外拉,并将纸条拉出。

学生归纳演示1和演示3两种现象中产生的摩擦力有什么共同特点?(物体间有相对运动)
从而得出:相互接触的两物体,一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时,受到另一物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫滑动摩擦力。

产生条件:①两物体相互接触且接触面粗糙。

②两物体间存在相互作用的弹力——正压力。

③两物体接触面间有相对运动。

2.滑动摩擦力的大小
下面用控制变量法研究滑动摩擦力的大小。

控制相互之间的压力不变:木块侧面或底面与木板接触在木板表面匀速滑动时,观察弹簧秤的示数,两次的读数是相同的。

得出结论:①滑动摩擦力大小与接触面积无关。

更换实验条件,上述演示若用木块的橡皮面与木板接触,同样维持其匀速运动,观察弹簧秤的示数,发现比前两次实验的数值要大。

得出结论:②滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。

接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。

将两个木块垒在一块在木板表面匀速滑动时,观察弹簧秤的示数,读数变为原来两倍才能使两木块在木板表面匀速滑动。

得出结论:③滑动摩擦力大小与相互之间的压力(弹力)成正比,且压力越大,滑动摩擦力越大。

如果用F表示滑动摩擦力的大小,用FN来表示相互之间的压力(弹力)大小,则有关系式表达:F=μF N。

其中μ叫做动摩擦因数,是F与FN的比值,它由接触面的材料的粗糙程度决定,与接触面积大小无关,是没有单位的。

(指导学生阅读P9:“几种材料间的动摩擦因数”表)。

【例题1】在水平力F的作用下,重为G的物体匀速下滑,如图所示,若物体与墙之间的滑动摩擦因数为μ,
则物体所受的摩擦力的大小为多少?
答案:μF或G。

由此可知,计算滑动摩擦力的方法有两种,一是直接由F=μFN来计算,二是由物体的受力情况和运动情况,间接进行判断和计算。

3.滑动摩擦力的方向
学生思考:分析上述有关滑动摩擦力的实验,试用语言描述滑动摩擦力的方向。

下面师生共同分析实验中滑动摩擦力方向,并画出示意图。

老师归纳:滑动摩擦力的方向总是与接触面相切,且与相对运动方向相反。

(1)所谓“相对运动”是指相对接触的物体,而不是相对于别的物体(比如水平地面)。

举例:物体A处于水平放置的长木板B上,现让两者都向右运动,且v a>vb分析物块A是否受到摩擦力,方向如何?
分析:由于v a>v b,故A相对于B水科向左运动,因而A所受B的滑动摩擦力方向水平向右。

(2)滑动摩擦力也可能是阻力也可能是动力。

在上题中,A所受的摩擦力和A的运动方向相同,因而此时滑动摩擦力是动力。