高中物理必修1教案与课件静摩擦力
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高中物理摩擦力教案新课标人教版必修1学习目标:1.知道滑动摩擦产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向。
2.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。
3.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。
4.理解最大静摩擦力。
能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。
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、静摩擦力的有无、大小的判定。
主要内容:一、摩擦力一个物体在另一个物体上滑动时,或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用,这就是摩擦,这种情况下产生力我们就称为摩擦力。
固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力1.产生:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时,另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
2.产生条件:相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。
挤压的效果是有压力产生。
压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,也叫正压力,压力属弹力,可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。
当一个物体沿另一物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力。
凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等,统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意:“相对运动”与“物体运动”不是同一概念,“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3.方向:总与接触面相切,且与相对运动....方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体。
教学过程设计(教案)课题:摩擦力(人教版高中必修一第三章第3节)第一课时:静摩擦力【教学目标】一、知识与技能1、知道静摩擦力的概念及产生的条件,会判断静摩擦力的方向.2、认识静摩擦力的规律,知道静摩擦力的变化范围及其最大值.3、会根据物体的平衡条件简单计算静摩擦力的大小.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、通过实验,培养学生控制实验条件、分析问题、解决问题的能力.知道在实际问题中分析弹力方向的方法.3、知道在实际问题中分析静摩擦力大小及方向的思路和方法.三、情感态度与价值观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、对具体问题的分析过程的理解,有增强克服困难的信心和决心,体验战胜困难,解决物理问题时的喜悦.3、知道生产和生活中增大摩擦和减小摩擦的实例,培养学生将物理知识应用于生产和生活的意识.【重点难点】重点:1、静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断.2、静摩擦力的大小变化规律,正确理解最大静摩擦力的概念.难点:1、静摩擦力方向的判断以及对“相对运动趋势”的理解.2、静摩擦力大小的简单计算.【教学用具】实验1(静摩擦力的方向):长木板、毛刷.实验2(静摩擦力的大小):长木板、铁架台、木块、弹簧测力计.【教学过程】引入:分不开的两本书邀请两位男同学尝试将两本书页交错叠在一起的书分开:每人紧握一本书相对站立,两人同时用力向两边拉,用多大的力也难以将两本书分开。
提问:这两本书难以分开的原因是什么?一、摩擦力大家初中已经简单学习过摩擦力了,请学生列举生活中的摩擦力。
回顾初中知识,总结:总结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。
分成动摩擦力和静摩擦力,今天我们主要学习静摩擦力。
二、静摩擦力1、产生条件观察以下四幅图,哪种情况下物体间产生了静摩擦力?第一幅图:无接触,无相对运动趋势。
教科版高中物理必修一24《摩擦力》课件一、教学内容本节课我们将学习教科版高中物理必修一第24章《摩擦力》。
具体内容包括:摩擦力的定义、分类、产生原因及其作用;静摩擦力和滑动摩擦力的计算;摩擦力的应用实例。
二、教学目标1. 让学生了解摩擦力的概念,掌握摩擦力的分类和产生原因。
2. 使学生能够运用摩擦力的计算方法,解决实际问题。
3. 培养学生的观察能力、分析能力和创新能力。
三、教学难点与重点难点:摩擦力的计算方法。
重点:摩擦力的概念、分类及作用。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、摩擦力演示装置。
学具:笔记本、教材、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入展示摩擦力演示装置,让学生观察并思考:为什么物体在接触面上移动时,会产生阻力?2. 例题讲解讲解静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法。
通过具体实例,引导学生运用摩擦力计算公式解决问题。
3. 随堂练习布置几道摩擦力计算题目,让学生独立完成,巩固所学知识。
4. 讲解摩擦力的应用实例分析生活中常见的摩擦力应用,如:自行车刹车、走路等。
对学生进行提问,了解他们的掌握情况。
六、板书设计1. 摩擦力的概念、分类、产生原因和作用。
2. 静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法。
3. 摩擦力的应用实例。
七、作业设计1. 作业题目计算题:求解一个物体在斜面上受到的摩擦力。
分析题:讨论摩擦力在生活中的应用。
2. 答案计算题答案:根据摩擦力计算公式,列出相关已知量和未知量,求解。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思对教学方法和手段进行反思,为下一节课做好准备。
2. 拓展延伸引导学生了解摩擦力的最新研究成果和应用领域。
鼓励学生参加物理竞赛、科学实验等活动,提高实践能力。
重点和难点解析需要重点关注的细节包括:1. 教学内容的安排与讲解;2. 教学目标的设定与实现;3. 教学难点与重点的把握;4. 教学过程的实践情景引入;5. 例题讲解的深度与广度;6. 板书设计的清晰与逻辑;7. 作业设计的针对性与答案的详尽;8. 课后反思与拓展延伸的实际操作。
教学设计一.静摩擦力:以图片为途径,用问题的方式引入静摩擦力的存在,并给出将静摩擦力的定义:两个相互接触而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对运动的力.1.静摩擦力的条件从定义中找出静摩擦力存在的条件有以下几个:(1).接触面粗糙(2).直接接触(3).接触面有挤压(4).两物体间有相对运动的趋势,其中23合起来是弹力存在的条件,故可以综合成三个条件,特别强调最后一个条件,趋势是最难判断的。
接下来以一个练习题为例,来考察学生对静摩擦力存在的条件的理解,让学生思考,学生回答,针对错误再进行分析指正学会的错误理解。
2.静摩擦力的方向接下来开始学习静摩擦力的方向,先以生活中的扫帚为例子来分析静摩擦力的方向从须的变形方向来研究它所受静摩擦力的方向,分析出须形变的方向可以反映须所受静摩擦力的方向,总结出静摩擦力的方向沿着接触面,并于物体相对运动的趋势方向相反。
静摩擦力的方向:沿着接触面,并于相对运动的趋势方向相反。
以几个具体的例子为主来分析静摩擦力的方向然后以一组练习题来对学生进行检测,巩固学生所学。
由现象总结概念师生共同分析归纳总结讲炼结合,及时巩固贴近生活,感受存在3.静摩擦力的大小:以一个小孩推箱子,改变推力,利用二力平衡来分析地面对箱子的静摩擦力的大小的变化,得出结论静摩擦力的大小随着推力的增大而增大,可以说静摩擦力的大小由外部因素决定.随着推力的不断增加,箱子总会动起来,在箱子动起来的那一刻,静摩擦力达到最大值,叫最大静摩擦力。
设计实验来测量一些物体间的最大静摩擦力,这里用卫生纸代替棉球来显示最大静摩擦力,把棉球卡在刻度表上,然后缓慢增大拉力,当达到最大静摩擦力时,拉力就会突然变小,但是卫生纸会留在最大静摩擦力的地方,不会返回于是我们就能读出最大静摩擦力的值了,让学生自行体验最大静摩擦力的测量实验,体会静摩擦力的存在和特点。
得出结论:摩擦力的大小随着推力的增大而增大,取值范围0<F≤Fm为了加深学生对静摩擦力的理解设计如下问题问题:1、静摩擦力的大小随物体间的压力增大而增大,对吗?让学生上台演示,反映学习效果,顺便发现错误、设计实验,增加学生的动手能力,体验静摩擦力和最大静默从来的区别用实验来说话,增加学生的逻辑分析能力分析:轻拿一个塑料瓶,分析此时的静摩擦力跟重力平衡,当我们增大握力时,依据二力平衡,得出静摩擦力还跟重力平衡,并未随着握力变大而变大。
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.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)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,故与相对运动的方向相反,但不一定与运动方向相反 × B √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600 N 的物体放在水平地面上,要使它从原地移动,最小要用190 N 的水平推力,若移动后只需180 N 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250 N 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 =190 N. (2)由二力平衡知识知滑动摩擦力F f =180 N.(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180 N. 【答案】 (1)190 N (2)180 N (3)180 N[拓展] (1)在[例3]中,若物体原来处于静止状态,当对物体施加200 N 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=200 N>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 =180 N.(2)由F f =μF N 得μ=F f F N =180600=0.3.【答案】 (1)180 N (2)0.3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 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=kx G =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 N 80 N (3)80 N1.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:A。
第三章相互作用第3节摩擦力第1课时《静摩擦力》教学目标:一、知识与技能1、认识静摩擦力的规律,知道静摩擦力的变化范围及其最大值;2、能根据静摩擦力的规律,能判断静摩擦力的方向;3、会根据物体的平衡条件简单的计算摩擦力的大小。
4、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;二、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,培养学生的观察、概括能力。
2、培养学生的实验探究能力,学会在实验中控制变量和实验条件;3、通过自己动手实验,培养学生分析问题、解决问题的能力;三、情感、态度与价值观1、利用实验和生活实例激发学生学习兴趣,培养学生合作的精神和对科学的求知欲。
2、培养学生实践──认识(规律)──实践(解决实际问题)的思想。
3、认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。
能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例,发展观察能力。
教学重点:1、静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断。
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。
教学难点:1、静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。
2、静摩擦力大小的简单计算。
3、在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。
教学课时:1课时实验器材准备:1、演示教具:长木板一块、带钩子的细线、木块、测力计、砝码一盒、毛巾、大钩码2个、塑料瓶、长木棍。
2、学生实验材料:每一组:弹簧测力计一个、木块一块、纸板一块、玻璃板一块、砝码一盒。
教学方法:实验探究、分析归纳、观察提问、讨论分析、教学模式:四环导学式教学过程:导入新课:情境一:徒手抓泥鳅。
学生体验后谈感受,好滑。
用物理术语讲就是摩擦力太小了。
从而带领同学进入摩擦力的世界。
复习回顾静摩擦力的概念,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,这种力就叫做摩擦力。
情境二:筷子提米杯,米杯没有掉下去,但米杯始终有向下运动的趋势。