摩擦力的秘密 侯庆多

摩擦力作功佯谬
王家庆
【期刊名称】《安徽师范大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(28)4
【摘要】摩擦力做功转换为热,进而转化为系统的内能,三者乃同一能量的不同角色转换,不可重复计算,由此澄清了有关摩擦力做功的一个佯谬.此外,本文还提出了功能原理与热力学第一定律的一般形式.
【总页数】2页(P424-425)
【作者】王家庆
【作者单位】安徽师范大学,物理与电子信息学院,安徽,芜湖,241001
【正文语种】中文
【中图分类】O313.5
【相关文献】
1.关于摩擦力作功与摩擦生热的分析 [J], 张红燕;亚森江·吾甫尔
2.摩擦力做功佯谬 [J], 王家庆
3.关于洛仑兹力不作功，而安培力能作功的佯谬问题 [J], 杨昌权
4.摩擦力作功的一个佯谬 [J], 吴泽庆
5.关于摩擦力的功的佯谬 [J], 米克秒
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摩擦力教案（通用13篇）摩擦力教案篇1一、教学目标(1)学问与技能：探究得出滑动摩擦力产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素以及计算公式。

(2)过程与方法：通过观看，了解滑动摩擦力的存在，试验探究产生滑动摩擦力的条件以及影响其大小的因素，提高试验技能和探究力量。

(3)情感态度价值观：同学能提高实事求是的科学试验态度，熬炼思维力量、抽象力量，运用物理学问解释生活现象。

二、教学重难点(1)重点：滑动摩擦力产生条件和计算式。

(2)难点：试验探究的过程。

三、教学方法观看法、试验法、争论法、问答法等。

四、教学过程环节一：新课导入展现几个情景：孩子玩滑梯、火车急刹车、冰壶运动等。

通过提问这些情景中的现象，引导同学思索，从而得出滑动摩擦力的概念，导出新课。

环节二：科学探究问题1：滑动摩擦力什么状况下才会消失?结合前面学的静摩擦力条件进行争论。

同学争论：需要有压力、粗糙的接触面以及相对运动。

问题2：为什么冰壶、火车、孩子受到的滑动摩擦力不同呢?试验探究：影响滑动摩擦力大小的因素：1.猜想：与压力有关，与速度有关，与质量有关，与粗糙程度有关等等。

2.设计试验：用弹簧秤拉动木块，可通过加减砝码转变压力，转变拉动速度，更换接触面，例如玻璃、木板、石板、毛巾等。

弹簧秤示数便是滑动摩擦力示数，设计表格进行记录。

3.进行试验：6人一组进行试验，留意小组内部的分工问题，老师巡察。

4.得出结论：滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。

5.沟通争论：共享试验中的数据和试验细节，误差处理等;争论掌握变量法的留意事项，即掌握无关变量相同，只转变探究的'物理量等;试验平安问题、爱护器材问题等等。

6.总结：结合试验结论和教材，得出滑动摩擦力的计算公式，f=μN问题3：滑动摩擦力的方向如何推断呢?结合示例分析并争论。

示例：木块在地面上滑动、木块在木板上滑动并带动木板一起滑动。

同学争论：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，相对运动方向有时并不是运动方向。

《4.摩擦力的秘密》知识总结1、一个物体在另一个物体表面上（运动）时，在两个物体的（接触面）上会产生一种（阻碍）物体运动的力，这种力叫做（摩擦力）。

物体穿过液体或空气时，也会产生摩擦力，这种摩擦力叫（阻力）。

2、在相同的接触面上拖动不同重量的物体时：物体越轻，摩擦力越（小）；物体越重，摩擦力越（大）。

3.在不同的接触面上拖动相同重量的物体：接触面越粗糙，物体受到的摩擦力越（大）。

接触面越光滑，物体受到的摩擦力越（小）。

4、在生活中你认为哪些是摩擦力“功”，哪些是摩擦力的“过”？各举3例。

1. 摩擦力的“功”：例如汽车在路上运动需要一定的摩擦力，手拿物体时靠指纹增大摩擦力，用毛巾包着瓶盖拧盖及用砂纸磨铁钉都离不开摩擦力。

2.摩擦力的“过”：如划龙舟时遇到水的阻力很费力，生锈的锁很难打开，机器轴承磨损快等都是由摩擦力造成的。

5.摩擦力在生活中的应用：1.在自行车链条上加润滑油是为了减少链条衔接处的摩擦力。

2.汽车加深胎纹增大摩擦力。

3.在肥皂液中取玉镯是为了减小皮肤与玉镯间的摩擦力。

4.车轮上加防滑链是为了增大摩擦力。

5.轴承是用钢珠的滚动摩擦来减小摩擦力。

6.潜艇设计成流线型是为了减小水的阻力，即与水的摩擦力。

6.减小摩擦力的方法：1、变滑动为滚动2、使接触面变光滑。

3、加润滑剂。

4、使接触面分开。

7.实验名称：研究如何送减小摩擦力实验材料：铅笔盒、圆杆铅笔6支、测力计、线绳、玻璃板一块实验过程：1、在桌面上，用测力计牵引铅笔盒移动60厘米，记下所需力的大小为牛顿。

2、将6根圆杆铅笔均匀垫在铅笔盒下，用测力计再次拉动60厘米，记下所需力的大小为牛顿，比第一次移动用力小，说明滚动摩擦代替滑动摩擦可以减小摩擦力。

3、将玻璃板垫在铅笔盒下，用测力计再将拉动60厘米，记下所需力的大小为牛顿，比第一次移动的用力小，说明玻璃面比桌面光滑，使接触光滑可以减小摩擦力。

实验结论：利用滚动摩擦代替滑动摩擦、使接触面光滑可以减小摩擦力。

《摩擦力的秘密》习题
1、比较一下，你会挑选哪双鞋？为什么？
2、下列实例中，为了增大有益摩擦力的是（）
A.给自行车轴加润滑油
B.移动重物时，在它下面垫上钢管
C.在机器的转动部分装滚动轴承
D.车轮上刻有凹凸不平的花纹
3、下列作法中属于增大摩擦力的是
A.锁生锈不好开时，可将少量食油注入锁孔就易打开
B.拉链不好拉时，可在拉链上抹一点石蜡，就好拉了
C.搬运笨重货箱时，可在地上铺几根圆木就容易搬动
D.冬天马路上结冰，可在冰面上撒些细沙，就更安全
4、在日常生产和生活中，下面哪个措施的目的是减小摩擦（）
A.在机器的转动部分加润滑油
B.自行车紧急刹车时用力捏闸
C.汽车轮胎上有很多花纹
D.北方下雪时，常在道路上洒些灰渣。

2(720年第12期摩榛生热过程中，谁对谁做了功■慕志明摘要：通过凸显改变内能、利用内能和获取内能 的现实事例和简析，总结得出摩擦生热过程中，参与摩 擦的两个物体都在对对方做功，都增大了对方的内能， 提高了对方的温度，解释了人在行走、跑步和干活时会 出汗的原因.关键词：摩擦生热；摩擦力；做功；内能在北方三九天的早晨，学生刚进人特别寒冷的教 室时，手指冻的特别僵硬，伸都伸不直,这时上早自习 的老师就组织大家手对手不停的来回搓，很快两手就 都热的发烫，手指就变得非常灵活，能拿住书本了.若 在搓手的同时也不停地使劲用脚踩地的话，被冻的冰 冷的脚也会很快暖和起来.这是为什么？分子运动的初步知识告诉我们：一切物体都是由 分子或原子组成.由于构成物体的分子都在永不停息 地做无规则运动，所以分子具有动能，将其简称为分子 动能.由于分子之间存在着相互作用的引力，所以分子 具有势能，将其简称为分子势能.把分子动能和分子势 能的总和就叫做物体的内能1 .据此可知:一切物体都 具有内能.我们人也难以例外，也都具有内能.在寒冷 的室内生个火炉子,由于火炉子的温度高，室内空气和 人的温度低，火炉子的热量就会传递到室内空气和人 体，室内空气和人体都从火炉吸收了热量，内能增大， 温度升高，于是人就觉得暖和，这是利用热传递的方法 改变了我们的内能.利用热传递的方法改变物体内能 的现实实例还有：利用水暖、电暖和电热毯取暖等.当 您和客人握手，若您觉得客人的手很热时，您的手已经吸收了客人的热量，内能增大，温度升高.而客人的手 在觉得您手很冷的同时，也会不停地向您手放热，内能 减小，温度降低.若您俩握手的时间很长，则您就又不 会觉得客人的手热，客人的手也感觉不到您的手冷.这 时您手和客人手的温度相等,达到了热平衡.客人手上 的热量就不再向您手传递，您手也不会再吸收客人手 中的热量，因为发生热传递的条件是温度差.当您从温 暖的室内走到寒冷的室外时，由于您的温度高,室外空 气的温度低，您身上的热量就又会由您传向空气，空气 就会吸收您身体中的热量，使您的内能减小，温度降 低，您很快就会觉得很冷.当您赤脚站在海滩上时，您 觉得海滩很烫脚，是因为海滩的温度高，您脚的温度 低，海滩就会迅速向您脚放热，您脚也会迅速从海滩吸 热，内能迅速增大，温度迅速升高，于是您就觉得海滩 很烫.当您走到海水中时，由于海水的温度低于人体的 温度，您体内的热量就会被海水吸收，于是您的内能减 小，温度降低，您就觉得海水冷.将体温计刚放到您的 腋窝处时，您就觉得体计冰冷，此时体温计的温度低于 您腋窝处的温度，体温计吸收您腋窝处的热量，温度升 高.当体温计的温度等于您腋窝处的温度，达到热平衡 时，您就感觉不到体温计冷了，此时取出体温计，体温 计的示数恰巧就等于您身体的温度.这既是利用热传 递来改变物体内能和利用内能来加热在现实生活中的 具体运用.可见:当物体吸收热量时，内能增大，温度升 高，当物体放出热量时，内能减小，温度降低.这就是通 过热传递改变内能的结果.作者简介:慕志明（1970 -)，男，甘肃宵镇原人，本科，中小学一级教师，主要从事初中物理教学研究• 49•数理化学习 f t ?)申 f f i j来回搓冰冷的双手时，若左手相对于右手向上滑， 则左手对右手施加了向下的摩擦力，而此时的右手也 向下滑，说明右手在左手给它施加向下的摩擦力方向 上通过了距离，左手对右手的摩擦力就对右手做了功， 右手的内能增大，温度升高.由于物体间力作用是相互 的，所以右手对左手也施加了同样大小、方向向上的摩 擦力，左手在右手施加向上摩擦力的方向上通过了距 离，右手对左手施加的摩擦力也就对左手做了功，左手 内能增大，温度升高.因为功等于力与物体在力的方向 上通过距离的乘积.只要物体在力的方向上通过了距 离，力就对物体做了功[2:.可见:来回搓手的过程，就是 左手不停地对右手做功和右手不停地对左手做功的过 程，于是两个手的内能同时增大，温度同时升高，于是 两只手就同时变暖和了.小孩沿滑梯滑下的过程中，小孩对滑梯施加了一 个沿滑梯向上的摩擦力，若以小孩为参照物，滑梯向上 滑动，滑梯在小孩施加的摩擦力方向上通过了距离，所 以小孩对滑梯施加的摩擦力对滑梯做了功.由于物体 间力的作用是相互的，滑梯也对小孩施加了一个大小 相等沿滑梯向下的摩擦力，小孩在滑梯对他施加沿滑 梯向下的摩擦力方向上通过了距离，滑梯对小孩施加 的摩擦力对小孩也做了功.小孩的内能增大，温度升 高，小孩与滑梯接触的部位就有灼烧感.钻木取火的过程中，若钻子沿逆时针方向旋转，对 被钻物体施加一个沿顺时针方向旋转的摩擦力，以钻 子为参照物，被钻物体也沿顺时针方向旋转，被钻物体 在钻子给它施加的顺时针方向摩擦力的方向上通过了 距离，钻子就对被钻物体做了功，被钻物体的内能增 大，温度升高.由于物体间力的作用是相互的，被钻物 体也对钻子施加了一个同样大小的沿逆时针方向旋转 的摩擦力，钻子在被钻物体对它施加的沿逆时针方向 上通过了距离，被钻物体就对钻子做了功，钻子的内能增大，温度升高.由于钻子和被钻物体的温度在同时升 高,很快就达到了取火物的燃点，取火物燃烧.这就是 钻木取火的原理.可见，在摩擦生热的过程中，参与摩擦的两个物 体，都在对对方做功，使对方的内能增大，温度升高.迅速用力按下厚玻璃筒中的活塞，活塞压缩玻璃 筒中的空气，对空气做功，空气的内能增大，温度升高， 达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧.向瓶内装有少量水的 密闭瓶内不停地充气，瓶内空气迅速增多，体积迅速增 大，对瓶塞施加一个非常大的向外的推力，瓶塞沿瓶内 空气对它施加推力的方向上冲出，空气推动瓶塞，对瓶 塞做了功，内能减小，温度降低.瓶内水上方的水蒸气 遇冷放热液化成小液滴，悬浮在瓶口，于是我们就看到 了雾.可见:物体对外做功，物体内能减小，温度降低. 对物体做功，物体内能增大，温度升高.这就是利用做 功改变物体内能的结果.人在干活时，是人在对物体做功，人的内能应该减 小，温度应该降低.可为什么人在干活的过程中仍会热的出汗？人向上爬树的过程中，始终有沿树向下滑的趋势， 对树施加了一个沿树向下的摩擦力，以人为参照物，树 向下运动，人对树的摩擦力对树做了功，树的内能增 大，温度升高.由于物体间力的作用是相互的，树也对 人施加了一个同样大小的沿树向上的摩擦力，人在树 对它施加的沿树向上摩擦力的方向上通过了距离，所 以树对人做了功，人的内能增大，温度升高.向上爬树 的人就会感觉到热.使劲用脚向下踩地，脚对地面施加了一个竖直向 下的踏地力，由于物体间力的作用是相互的，所以地面 也对脚施加了一个同样大小的、竖直向上的的弹力.于 是脚又被地面向上弹起.这样，脚就在地面弹力的方向 上通过了距离，弹力对脚做了功.于是，脚不停地向下• 50•2020年第J2期踩地面，地面不停地将脚弹起，不停地对脚做功，脚的 内能增大，温度升高，人的脚就会在不停踩地的过程中 变暖和.人在行走和跑步时，脚要不停地向后蹬地，对地施 加一个向后的蹬力，由于物体间力的作用是相互的，地 对脚就施加一个同样大小的向前的推力，将人推向前 方，对人做了功，使人的内能增大，温度升高，人就会越 来越热，最后全身出汗.当人沿水平方向拉着架子车水平向前运动时，人 对驾子车水平向前的拉力对架子车做了功.由于物体 间力的作用是相互的，架子车也对人施加了一个同样大小的水平向后的力，而人的运动方向水平向前，人受 到车的拉力和人的运动方向相反，此时车会对人做功 吗?做负功.因为当力的方向和物体的运动方向相反时，力做负功.所以人的内能会增大，温度会升高，人最 终会出汗.这个解释有点牵强，但我们知道人每天都要 吃喝，进入人体的食物会被消化吸收，转化为人体的化 学能.部分化学能会转化为内能，以确保人体的温度始 终保持在37摄氏度左右，以维持人的正常生命活动.人在干活时，又将部分化学能转化为所需要的机械能，以确保人能完成某项工作.这也是人在干活时内能会 增大，温度会升高的又一种解释.您说，对吗？将一根锯条放在火炉上烘烤，锯条从火炉吸收热 量，内能增大，温度升高，热的烫手.若用这根锯条持续 锯了很长时间木头，木头对锯条做功，锯条的内能增大，温度升高，也热的烫手.有人将这根锯条拿给您，让 您用手摸，您觉得锯条很烫手，内能增大了很多.那您 能直接判断出这根锯条内能增大的原因是由于用它锯 了木头?还是将它放在火炉上烘烤了？无论您选择哪种 答案，都有可能出错.只有您亲眼看到这根锯条内能增 大的原因，您才能做出准确的判断.由于无法直接根据结果来判断物体内能变化的原因，所以说做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.摩托车、农用三轮车、小骄车、拖拉机和汽车，都要 用汽油或柴油在热机的气缸内燃烧，产生高温高压燃 气，推动活塞做功，驱动车辆前行.这都是利用内能做功，服务于人类的伟大创举.通过燃烧燃料获得内能，将其它形式的能转化为内能.利用内能来做功或加热，通过热传递和做功改变 内能，都是科学家妙用物理知识，服务于人类的创造性 思维.万事万物的变化和天体运行，都在悄然无声地运 用着能量的转化和守恒.只要我们注意运用物理知识去分析，一切都会迎刃而解.为了提高我们思解问题的 能力，我们就一定要好好学习物理.请看下面这道九年 级2020年9月月考题：锯木头时，锯条变热，这是由于（）对（）做 功，使锯条的内能（），温度（)■由于“锯木头时，锯条变热”，说明锯条内能增大，温度升高，所以应该是木头对锯条做功,而不是锯条对 木头做功.因为题里强调的是锯条变热，而不是木头变 热.这一点，您想到了吗？亲爱的读者，请说说您的理解与看法.参考文献：[1]彭前程.教育部审定九年级全一册《物理》人民 教育出版社课程教材研究所[M].北京:物理课程教材 研究中心，2013.[2]彭前程.物理课程教材研究中心编著.教育部审 定八年级下册《物理》[M].北京：人民教育出版社, 2012.[甘肃省镇原县王寨初级中学（744507)]•51•。

《摩擦力的秘密》的说课稿一、说教材（一）分析教材《摩擦力的秘密》是苏教版科学四年级下册第四单元第四课。

本课与《力在哪里》、《物体形状改变以后》、《苹果为什么会落地》、《降落伞》共同组成了《无处不在的力》这一单元。

本课所在的单元与前一单元《物体的运动》一起，完成了《科学（3～6年级）课程标准》内容标准中物质世界部分“运动与力”部分内容的学习，并为五年级下册第一单元《神奇的机械》部分内容的学习储备基本的力学知识。

本单元依据《科学（3～6年级）课程标准》中关于“力的作用和表现，认识生活中常见的力”的要求，围绕力的存在，力的表现和作用，力在哪里、力能改变运动的方向和物体的形状，就力有大小以及弹力、地球引力、摩擦力、气体和液体的阻力来进行建构。

通过引导学生开展一系列以认知为重要目的的观察、阅读、分析和实验活动，使学生认识力、了解常见的力，从而提高认知水平，探究能力和研究兴趣。

本课在单元中起到了承上启下的作用，既需要前面力学知识的铺垫，尤其是《力在哪里》中力对物体形状的影响和测量力的大小知识和技能，又为下一课《降落伞》的学习，提供了知识支撑。

本课教学内容主要有三部分：第一部分，认识摩擦现象和摩擦力。

重点在于体验摩擦力。

第二部分，研究各种改变摩擦力的方法。

第三部分，讨论生活中哪些地方要增大摩擦力，哪些地方要减小摩擦力。

这些内容打算两课时完成，第一课时要完成的教学内容是：让学生认识摩擦力，讨论摩擦力的“功”与“过”，通过探究了解减小固体摩擦力的方法。

（二）教学目标根据本课涉及到《科学（3～6年级）课程标准》的具体内容，分析本课的知识结构，并结合第一课时要完成的任务，我确定了如下的教学目标：（1）科学探究方面：能够使用实验的方法验证自己的猜想，设计减小固体摩擦力的验证实验。

（2）科学知识方面：认识摩擦力，知道如何减小摩擦力，能够说出摩擦力的“功”与“过”。

（3）情感、态度与价值观方面：学会用科学的眼光看待摩擦力，喜欢用学到的摩擦力知识解决生活中摩擦力的问题。

新苏教版四年级下册科学第四单元第4课（摩擦力的秘密）教案教学设计4、摩擦力的秘密一、教学目标：〔一〕过程与方法：能够从一般生活中发觉有关摩擦、摩擦力的现象能够做研究摩擦力大小与哪些因素有关的实验；能够设计增大或减小摩擦力的实验；能够选择合适自己的方法表达对摩擦力研究的结果；2、科学知识了解摩擦现象发生的条件，了解什么是摩擦现象；了解摩擦力的大小既与压力大小有关，也与物体接触的粗糙程度有关；了解增大或减小摩擦力的方法。

二、感情、态度与价值观对探究一般生活的摩擦现象感兴趣；意识到摩擦力会给人们带来好处，也存在着负面影响。

三、教学时间两课时四、教学打算：教师：砂纸八张、布料八块、测力计八只、立方体一只，烧杯八只，矿泉水瓶子一只、绳子五十公分。

学生：矿泉水瓶子一只、绳子假设干。

五、教学过程：教学内容教学措施与过程活动设计备注〔一〕了解身边的摩擦现象和摩擦力2、谈话：〔1〕摩擦除了产生热量，还有什么作用呢？〔自由说〕这些摩擦都产生一种力，你们觉得这叫什么力呢？1、我们一起来搓一搓手，使劲搓，你有什么感觉？为什么会有这样的感觉？〔二〕了解摩擦力产生的条件〔2〕你还了解那些力？〔自由列举〕什么样的力才能称为摩擦力呢？〔3〕用你的文具制造一个摩擦现象，分析一下摩擦力产生需要怎样的条件？〔4〕提示性问题：摩擦力发生在什么位置？它的方向是怎样的？物体运动的方向是怎样的？摩擦力的方向和物体运动的方向之间有什么关系？〔5〕归纳一下摩擦力产生的条件。

板书出来〔6〕刚刚我们谈到了运动的物体才产生了摩擦，那么这个概括是否精确呢？看一看这个实验。

〔8〕说说看在刚刚这个过程中，有摩擦里吗？是什么阻挡了我们移动桌子。

〔9〕你认为应该怎样说说摩擦力产生的条件？〔强调：接触、有运动趋势〕〔7〕请两个同学推桌子，只用力，但不让桌子移动。

教学内容教学措施和过程活动设计备注〔三〕研究影响摩擦力的因素〔四〕摩擦力在生活中的应用。

〔10〕我们来看一场比赛，请大家猜一猜谁会获胜？〔12〕你猜对了吗？想一想，他们滑下来时为什么有快有慢？〔14〕汇报个组的猜测。