2023年春人教版八下物理8-3 摩擦力 导学案(含答案)

人教版八年级（下册）第八章运动和力第3节摩擦力（导学案）【学习目标】1. 能根据生活体验认识摩擦力。

2. 能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略的测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。

3. 经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，知道滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系。

4. 认识摩擦在生产或生活中的利用与防止，并能正确说出增大或减小摩擦的方法。

【学习重点】测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。

【学习难点】摩擦力的方向和静摩擦力的大小。

【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1.两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。

2.一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫做滑动摩擦力；一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫做滚动摩擦力；两个相互接触的物体，当它们要发生而尚未发生相对运动时，在它们接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力，称为静摩擦力。

3．使用弹簧测力计可以测量滑动摩擦力的大小。

方法是：用弹簧测力计水平拉动物体，使它做匀速直线运动，则摩擦力与拉力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

4．滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。

接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

5. 根据影响摩擦力大小的因素，增大摩擦的方法有：增大压力或增大接触面粗糙程度；减小摩擦的方法有：减小压力、减小接触面粗糙程度、用滚动摩擦代替滑动摩擦、使接触面彼此分离等。

【合作探究】探究一、滑动摩擦力【做一做】感受摩擦力①手平放在桌面上，用力向前推，使手在桌面上滑动，感受有没有一个阻碍手相对运动的力；②手平放在桌面上，保持手不动，慢慢向前推，感受有没有一个阻碍手要运动的力；③手平放在桌面上，保持手不动也不推，感受有没有一个阻碍手的力。

在以上活动中，你感受到手掌受到有阻碍作用的是①与②。

1.滑动摩擦力两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。

常用字母 f 表示。

（1）滑动摩擦力产生的条件①两个物体接触且有压力；②有相对运动；③接触面不光滑。

（2）滑动摩擦力产生的原因我们用肉眼看到的光滑固体表面，当用显微镜观察时，就会发现其表面是凸凹不平的，当两个接触面发生相对运动的时候，就会彼此阻碍，从而形成了摩擦力。

摩擦力产生的原因滑动摩擦力的方向（3）滑动摩擦力的方向人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向就向左。

人推箱子向左滑动时，箱子相对于地面向左运动时，受到的滑动摩擦力方向就向右（均选填“左”或“右”）。

滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向相反的。

（4）滑动摩擦力的测量①测量方法：把木块放在水平木板上，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出这时的拉力即为木块受到的摩擦力。

②测量原理：因木块做匀速直线运动，所以木块受到的拉力F拉与滑动摩擦力f摩是一对平衡力，大小相等，即f摩=F拉。

【学生实验】2. 探究影响滑动摩擦力大小的因素【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?【猜想假设】根据生活经验进行猜想与假设：当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力（均选填“费”或“省”）。

①滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？②滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？③滑动摩擦力的大小可能跟接触面积有关？…………【设计实验】（1）实验器材：弹簧测力计、木块、木板3块（粗糙程度不同）、砝码等。

（2）实验方法：①控制接触面的粗糙程度不变，通过加减砝码改变木块对木板的压力，测出滑动摩擦力。

②控制压力不变，改变木板的粗糙程度，测出滑动摩擦力。

③分析数据，归纳结论。

（3）实验数据表格（见下）【进行实验与收集数据】①用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力（甲图）；②在木块上放上砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时滑动摩擦力（甲图）；③换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持放在木块上的砝码不变，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时的滑动摩擦力大小（乙图）；【分析与论证】 （1）实验数据次数 压力大小程度接触面粗糙程度摩擦力（N ）1 小 光滑2 2 大 光滑3 3大粗糙4（2）在第1与2次实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，得到的结论是：接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）在2与3次实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，得到的结论是：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

实验结论：【交流与评估】 （1）实验中的探究方法①控制变量法：探究滑动摩擦力的大小与压力的关系：控制接触面的粗糙程度不变，改变物块对接触面的压力。

探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系：控制压力不变，改变接触面的粗糙程度。

②转换法：通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。

（2）实验中要水平拉动木块做匀速直线运动，才能保证滑动摩擦力等于的大小拉力大小。

（3）实验方案的改进实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。

因此，将实验方案改进如下，木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。

改进后，水平向右拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。

甲图 乙图滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。

接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

（4）实验拓展①探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系a. 把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F1；b. 把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F2。

c. 比较F1和F2的大小发现相等，故可得出结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关（选填“有关”或“无关”）。

②探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系a. 把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F1；b. 保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。

c. 比较F1和F2的大小发现相等，可得出结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与运动速度的大小无关（选填“有关”或“无关”）。

【例题1】如图所示是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铁块和木块的大小和形状完全相同．（1）实验时，小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小？（2）分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数，得到的结论是什么？（3）图乙、丙所示的实验过程，探究的问题是什么？（4）图丁是小红同学对实验方案改进，D是一个电动装置，可带动木板匀速运动，请你指出小红同学实验方案的优点．【答案】（1）偏小；（2）在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；（3）滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系（4）见下。

【解析】（1）因为弹簧自身重力的作用，所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后，再在水平方向上测拉力的大小，弹簧测力计的弹簧会缩回一些，指针所指的位置会小于零刻度线，会使测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小；（2）甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，乙对水平面的压力大，滑动摩擦力也大。

可得结论：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

（3）图乙、丙中铁块和木块叠在一起，对水平面的压力相同，而接触面的粗糙程度不同，探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；（4）D是电动装置，电动机匀速转动这样可保证弹簧测力计读数较准确，且易于保持长木板进行匀速直线运动．探究二、静摩擦与滚动摩擦【想一想】下图是发生在我们生活中的一些现象，你是否想过其中的原因？在这些现象中，两个物体间都有相对运动的趋势，会在接触面间产生一个阻碍物体运动的力，这个力是另外一种摩擦力——静摩擦力。

1. 静摩擦力当两个物体具有相对运动趋势时，在接触面上产生阻碍物体间发生相对运动的力，叫做静摩擦力。

【分析以下事例】①手握杯子，杯子由于受到重力，相对于手有往下掉的趋势，但是没有掉下来，是因为手对杯子有一个向上的静摩擦力。

②静摩擦力的方向人走路时，脚（鞋底）向后蹬地面，相对于地面有向后的运动趋势，地面会对脚有一个向前的静摩擦力f，人靠这个静摩擦力前进。

静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反。

③静摩擦力的大小静摩擦力存在一个最大值，称为最大静摩擦力，它等于使物体刚要运动时所需要的最小外力。

当外力分别为5N、9N时，物体没有移动，此时静摩擦力与推力相互平衡，所以大小分别为5N、9N；当外力为12N时，物体刚好运动，则最大静摩擦力为12 N。

【例题2】小华用100N的力水平向右推木箱，结果没有推动，则此时木箱受到的静摩擦力为____N，方向________。

小华增大推力，最后在125N的水平推力作用下使木箱向右做匀速直线运动，则物体受到的滑动摩擦力为____N，方向_________。

【答案】100，水平向左，125，水平向左。

【解析】①如果用100牛的力水平向右推木箱，没有推动，则此时木箱受到的静摩擦力与推力平衡，大小为100牛，方向水平向左。

②若木箱在125牛的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，则物体受到的滑动摩擦力与拉力平衡，大小为125牛，方向水平向左。

2.滚动摩擦一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫作滚动摩擦。

①产生原因：物体滚动时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用。

②生活中的滚动摩擦：【列举实例】例如穿旱冰鞋滑冰、拉杆箱的小轮子等。

③滚动摩擦小于滑动摩擦.【做一做】木块在木板上滑动时，弹簧测力计示数比较大。

在木块下面垫上铅笔时，再拉动木块，弹簧测力计示数变小。

表明滚动摩擦小于滑动摩擦（选填“大于”或“小于”）。

探究三、摩擦的利用与防止【想想议议】①日常生活的哪些现象中存在摩擦力的作用？②摩擦力对人们是有益的还是有害的呢？③对我们有益的摩擦我们应该怎么办？有害的摩擦我们又该怎么办？从影响摩擦力大小的两个因素，我们自然会想到增大和减小摩擦的方法。

1.增大有益摩擦的方法：①增大物体间的压力。

例如打开瓶盖时用力、拔河比赛时、用力握紧绳子、自行车刹车时用力捏车闸、用橡皮擦去错误的字时要用力等等。