顺理不一定成章——就静摩擦力产生条件与同仁探讨
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再议摩擦力的几个问题X江市盛泽中学陈丽英关键词:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力论文摘要:高中物理中,两个相互接触物体间的摩擦力问题是一个很要的概念,谈谈对摩擦力的分类、有关极值问题、做功问题等的看法。
在物理课程中需要了解两个相互接触的物体之间的摩擦问题。
而关于摩擦力的概念是一个既重要、又容易出错的问题。
摩擦力和弹力一样本质上是由原子间或分子间的电磁力而引起的,是通过电磁场进展的。
在力学问题中摩擦力可以表观地看作是“接触力〞。
一般来说,固体间的摩擦叫干摩擦。
干摩擦力包括静摩擦力和滑动摩擦力。
在相互挤压的接触面间有相对滑动趋势但还没有发生相对滑动的时候,接触面间便出现阻碍发生相对滑动的力,这个力叫静摩擦力。
静摩擦力总是沿接触面而作用着,并与接触面间相对滑动趋势的方向相反。
静摩擦力的大小由物体所受其它力和物体的运动状态而定,它没有“独立自主〞的大小和方向,处于“被动地位〞。
但静摩擦力并不能无限止增加,当物体处在从静到动的临界状态时,静摩擦力到达最大值,叫做最大静摩擦力。
通常用库仑提出的近似经历公式f0max=µ0Nf0max表示最大静摩擦力,N表示接触面间的正压力,静摩擦因数µ0为一无量纲的纯数。
µ0与接触面的材料、外表光滑程度、干湿程度、外表温度等有关。
假设用f0表示真实的静摩擦力,那么f0≤f0max。
而且,在不超过最大静摩擦力的前提下,根据物体受力和运动状况,为了防止接触面发生相对滑动,需要多大的静摩擦力,就有多大,需要它沿哪个方向,就沿哪个方向。
当一个物体在另一个物体的外表上相对于另一个物体滑动时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动的方向相反。
实验说明:滑动摩擦力的大小也可用公式表示:f=µN。
其中µ叫做动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料、接触面的粗糙程度有关,它是一个比值,无量纲。
摩擦学的三个公理在摩擦学中,存在着三个重要的公理,它们在研究物体之间的摩擦力时起到基础性的作用。
这三个公理分别是:1. 马丁摩擦定律:马丁摩擦定律是摩擦学的基础,它表明物体之间的摩擦力与它们之间的压力成正比。
即,摩擦力与物体之间的压力大小有直接关系。
这是一个经验规律,适用于大多数情况下。
2. 库仑摩擦定律:库仑摩擦定律是描述干摩擦力与物体之间相对速度的关系的规律。
它指出,干摩擦力的大小与两个物体间相对速度的乘积成正比。
换句话说,当物体之间的相对速度增加时,摩擦力也会增大。
3. 静摩擦力与滑动摩擦力的切换条件:当一个物体相对于另一个物体处于静止状态时,两者之间的摩擦力称为静摩擦力。
而当一个物体开始相对滑动时,两者之间的摩擦力则变为滑动摩擦力。
这一转换发生的条件是,物体之间的相对运动达到一个临界值,这个临界值称为静摩擦力的极限,也被称为摩擦系数。
通过这三个公理,我们能更准确地描述物体之间的摩擦力现象,进而研究和解决与摩擦相关的问题。
除了上述的三个公理外,摩擦学还涉及到一些其他的概念和原理,以下是与摩擦相关的一些补充内容:1. 摩擦系数:摩擦系数是一个量化摩擦力大小的物理量,用符号μ表示。
它描述了两个物体间的摩擦力与压力的比值。
通过测量和实验,可以确定不同材料之间的摩擦系数,从而在工程和科学应用中方便地计算摩擦力。
2. 滑动摩擦力和滚动摩擦力:摩擦力可以分为滑动摩擦力和滚动摩擦力两种形式。
滑动摩擦力发生在两个物体表面之间相互滑动的情况下,而滚动摩擦力则是当一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦力。
两者之间存在一定的差异,例如滚动摩擦力通常比滑动摩擦力小。
3. 摩擦力的应用:摩擦力是生活中和工程实践中非常常见和重要的现象。
正是通过摩擦力,人类可以正常步行、操控车辆以及使用工具等等。
摩擦力也广泛应用于机械工程、运输工程、建筑和材料科学等领域,例如在设计车辆刹车系统时需要考虑摩擦力的大小,以确保安全性和可靠性。
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。
高中物理摩擦力教案设计优秀6篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中物理摩擦力说课稿(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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《运动与摩擦力》教学案例与评析作者:张小迪来源:《科学大众·智慧教育》2022年第03期《运动与摩擦力》为教科版四年级上册第三单元第五课。
该课以“怎样减小摩擦力”为主线,引导学生通过解决真实情境搬箱子费劲,探究滑动时的摩擦力大小和滚动时的摩擦力大小,通过搜集数据证明自己的猜测。
如何搜集可靠、严谨的证据,学生可通过实验设计、探究合作等环节,亲身经历探究过程,在不断思维碰撞的过程中、探究实验中明白搜集可靠证据的意义。
一、教学分析《运动与摩擦力》是四年级上册《运动和力》单元的第5课。
本单元的第1课已为本课的探索情境做了铺垫,第1课主要是研究多大的拉力能使重物运动起来,以及用更大的拉力后,重物运动的快慢会怎样变化,本课将研究重点定位至刚好使物体运动起来的拉力就相当于最少要用多大的力,才能克服摩擦力让小车动起来。
学生弄清楚这个知识点后,在后续的“利用垫圈个数表示测量摩擦力大小”的活动中,才会有更好的实践体验。
在四年级学生的生活经验中,对“摩擦力”这个词已经比较熟悉,对物体运动会受到摩擦力的现象也不陌生。
但是,对摩擦力的概念以及如何知道摩擦力的大小、如何减小摩擦力等问题还要进行深入了解,因此本课将以此作为学习的起点。
在动手能力方面,垫圈挂法操作对四年级学生还是有一定难度,需要教师在前课以及实验前强调并演示,指导学生规范进行实验操作。
同時,四年级的学生虽已养成了记录习惯、实验习惯,认真倾听他人发言还有待加强。
二、教学流程(一)创设情境提出问题为学生创设真实的问题情境,认识到物体在运动中产生并受到摩擦力。
由真实情境搬箱子费劲引出摩擦力的概念——摩擦发生在运动物体的接触面之间,提出产生摩擦的两个条件:①两个物体相互运动;②两个物体接触。
由“摩擦”理解“摩擦力(运动的物体往往会受到一种阻碍物体运动的力,这种力叫做摩擦力)”,学生会理解得更加透彻。
在理解摩擦力的概念后,联系三年级下册第一单元所学的物体的运动方式,分析箱子在地面上的运动方式——滑动。
高中物理摩擦力教案【优秀12篇】作为一名教职工,很有必要精心设计一份教案,借助教案可以提高教学质量,收到预期的教学效果。
那么问题来了,教案应该怎么写?高中物理摩擦力教案篇一科学概念:⑴、一个物体在另一个物体表面运动时,接触面发生摩擦,会产生摩擦力。
⑴、摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关:表面越光滑,摩擦力越小;表面越粗糙,摩擦力越大。
⑴、摩擦力的大小与物体的重量有关:物体越重,摩擦力越大;物体越轻,摩擦力越小。
过程与方法:测量摩擦力的大小;推测、设计实验检验摩擦力与接触面和重量的关系;做摩擦力大小的对比实验。
情感、态度、价值观:形成认真实验、根据数据得出结论的科学精神。
重点及难点重点:探究影响摩擦力大小的因素,训练学生识别和控制变量的科学方法。
难点:通过测量摩擦力的大小,感知静摩擦力的存在。
教法和学法引导法、讨论法、示范讲解法。
教具或学具1、演示实验材料:供拉动的小物品若干、弹簧测力计、塑料盒子、钩码、100目砂纸一张。
2、分组实验材料:玻璃球10个、筷子一双、橡皮泥、棉布、线绳、弹簧测力计、塑料盒子、50g的钩码、一100目砂纸一张。
活动记录纸。
教学过程第一课时(一)创设情境,对比观察,感知摩擦和摩擦力⑴、课件出示新旧轮胎,新旧运动鞋图片,请学生观察对比,发现它们的表皮发生了什么变化?⑴、是什么使它们变得光滑了?⑴、我们生活中还有哪些物体也会有摩擦现象发生?请学生举例。
⑴、15秒夹玻璃球比赛。
思考:对筷子怎样改动能在15秒内夹得更多?⑴、小结:(课件出示)由于摩擦,运动物体要受到一种阻碍运动的力(阻碍物体运动的力),这种力叫摩擦力。
(教师板书)(二)物体运动与摩擦力1、测量摩擦力⑴、出示鞋子请学生思考鞋子往右运动时,摩擦力会朝哪个方向?(左)⑴、鞋子受到的摩擦力会是多大呢?我们可以用什么仪器测量?(生:用测力计测量)师示范,“一小格,两小格,三小格……六小格”(物体刚运动时读数)⑴、师:通过测量我们知道鞋子受到的摩擦力为“ n”,这是刚刚能够使鞋子运动起来的力。
《中学生导报》(教学研究)/2013年/5月/27日/第096版学科教育静摩擦力的有无及大小的判断方法陕西省延安市延安中学陈永宏静摩擦力是众多的物理模型中经常遇到的,对于其特点的理解及其求解方法,学生往往感到困惑,现结合本人的教学实际归纳总结,帮助大家对静摩擦力有个比较透彻的认识。
一、静摩擦力是接触力静摩擦力是在相互接触的物体间具有相对运动趋势时才产生的,它具有阻碍物体的相对运动趋势,所以静摩擦力的产生条件为(1)物体间直接接触(2)接触面粗糙(3)物体间有相对运动趋势。
当然并不是任何相互接触有保持相对静止的两个物体间一定存在静摩擦力,例如水平传送带匀速运送零部件时,零部件与传送带间并没有摩擦力的作用。
二、静摩擦力有无的判断假设法假设法,就是假设接触的两物体间无摩擦力,分析物体的运动是否与现在一致,若一致说明假设是正确的,两物体间确实无摩擦力,若不一致说明假设是错误的,两物体间有摩擦力。
例1如图1所示,物体A静止于斜面上,试分析斜面有没有对A施加摩擦力的作用,若有方向向哪?解析:假设物体A不受静摩擦力的作用,A将沿斜面下滑,这与A现在的静止的运动状态矛盾,故假设是错误的A应该有沿斜面下滑的趋势,应该受到沿斜面向上的静摩擦力。
例2如图2所示的皮带传动装置,O1为主动轮,O2为从动轮。
传送带正沿顺时针方向运动传送物体A,试分析:(1)皮带上的P点,O1轮上的P′点所受的静摩擦力的方向。
(2)皮带上的Q点,O2轮上的Q′点所受静摩擦力的方向(皮带与轮间不打滑)解析:假设主动轮O1与皮带间没有摩擦力则皮带不动,只是主动轮O1沿顺时针转动,故假设错误,皮带上的P点受到主动轮O1的给它的静摩擦力为动力,应该竖直向上,有牛顿第三定律知P′点受到皮带给的静摩擦力竖直向下,为阻力。
假设从动轮O2与皮带间无摩擦力则从动轮不转动,故假设错误,Q′点受到竖直向下的静摩擦力为动力,Q点受到竖直向上的静摩擦力为阻力。
三,静摩擦力大小的判断(一)根据物体的受力平衡条件,列受力平方程例3A、B、C三块质量分别为M、m和m0的物体做如图3所示的连接,绳子不可伸长,且绳子滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计,A、B静止于水平桌面上,则可判定A、物体A与桌面间有摩擦力,大小为m0gB、物体A和B之间有摩擦力,大小为m0gC、桌面对A,B对A都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0gD、桌面对A,B对A都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g解析:A和B均处于静止,隔离B由于水平方向合外力为零,故A对B没有水平方向的摩擦力的作用,对A、B整体受到水平向右的绳的拉力大小为m0g,有其静止的运动状态可知,A、B整体一定受到水平向左的静摩擦力大小也为m0g故选A(二)根据牛顿第二定律求解例4质量M=10kg的木楔ABC静止于粗糙水平面上,动摩擦因数μ=0.2,木楔的倾角θ=30o,斜面上有一个m=1.0kg的物体由静止沿斜面下滑,如图4所示,当滑行距离s=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这一过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g=10m/s)解析:由匀变速运动公式v2=2as可得,物体在斜面上匀加速下滑的加速度a=v2/2s=1.42/2×1.4m=0.7m/s2将M、m作为一个整体,水平方向上具有加速度a x=a,方向水平向左,故地面对M、m整体有水平向左的静摩擦力大小为F=ma x=acosθ=1×0.7N=0.7N(三)根据牛顿第三定律求解例5如图5所示,在力F的作用下,A、B两个物体均静止,试分析A所受的静摩擦力。
【初中物理】初用摩擦力的八字方针
写在前面:刚学完摩擦力学生在初次应用摩擦力时常混淆两种摩擦力的大小与方向判断或者受到其它因素干扰而不能按照学习过的摩擦力方法进行分析。
在此对学生提出初次应用摩擦力时应坚持八字方针:分清类别,坚持原则。
一、关于静摩擦
1、存在的显著特征:接触的两物体保持相对静止。
2.尺寸:在初始学习阶段,根据物体的静态和匀速运动状态获得物体的力平衡,根据恒力平衡方程获得静态摩擦力。
当外力改变时,静摩擦力也随之改变。
3、方向:
方法一:与相对运动趋势方向相反。
假设接触面是光滑的,物体的相对运动方向就是相对运动趋势的方向。
法二:根据力平衡法断定出静摩擦力的方向。
二、关于滑动摩擦
1、存在的显著特征:接触的两物体存在相对运动。
2.尺寸:
法一:公式f=μn。
方法二:根据物体处于平衡状态时的力平衡方程。
3、方向:
方法一:与相对运动方向相反。
法二:根据力平衡法断定出静摩擦力的方向。
三、学生申请中的问题
1、在没有分清是静摩擦力还是滑动摩擦力时就乱用方法进行解题。
2.记住如何处理不同的摩擦力。
3、将相对运动或相对运动趋势与对地运动混淆。
4.不能坚持规定的方法,而是凭感觉随意解决问题。
四、处理摩擦力的思想态度
在区分是静摩擦还是滑动摩擦的条件下,严格按照这两种摩擦的处理方法进行分析。
总的原则是区分类别,坚持原则。