高中物理 第3章 力与相互作用 第3节 摩擦力(1)教案 沪科版必修1

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
向学生渗透抓住主要矛盾和主要因素，忽略次要因素的辩证思想.
●教学重点
1.滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F=μF N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.
●教学难点
1.正压力的确定.
2.静摩擦力方向的正确判定.
●教学方法
讲授法、实验法、讨论法.
●教学用具
斜面、小车、毛巾、弹簧秤、长方体物块4个相同的重物、磨砂纸、投影片.
●课时安排
1课时
●教学过程
［投影
本节课的学习目标］
1.知道滑动摩擦力产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向.
2.会用F=μF N计算有关问题.
3.知道动摩擦因数μ的大小与接触面的材料和粗糙程度有关.
4.知道静摩擦力产生的条件，知道静摩擦力的方向.
5.知道什么是最大静摩擦力.
●学习目标完成过程
一、引入
［演示实验］
1.手拉一木块在桌面上运动，停止用力后，小木块慢慢停下来.
2.小车从斜面上滑下.
［教师］观察到什么现象？
［学生］小木块和小车停下来.
［教师］它们为什么会停下来呢？
［学生］由于受到了摩擦力的作用.
［教师］初中我们已经学过了摩擦力的一些知识，本节课进一步学习摩擦力的知识.
二、新课教学
（一）滑动摩擦力
［教师］在演示实验中，木块和小车都受到了摩擦力，这叫什么摩擦力？
［学生］滑动摩擦力.
［教师］滑动摩擦力是怎样产生的呢？同学们能否举例说明？
［学生活动］积极思考并通过实验研究.
方案一：让小车从斜面上滑下，滑到光滑的水平面上.
现象：小车一直运动下去.
方案二：在光滑水平面上铺放一条毛巾，再让小车从斜面上滑下.
现象：小车在水平铺放的毛巾上慢慢停下来.
方案三：将小车单独放在水平毛巾上，施加一水平力使小车开始运动后，立即撤去水平力.
现象：小车慢慢停下.
方案四：将小车单独放在水平毛巾上，不施加水平力.
现象：小车始终静止.
方案五：用一个大小等于小车的重力的向上的力，拉着小车，使小车在水平毛巾上以某一速度运动.
现象：小车会一直运动下去.
［师生共同活动］共同分析上述现象，总结归纳：
1.当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，叫做滑动摩擦力.
2.滑动摩擦力的产生条件：
（1）两物体直接接触且接触面粗糙.
（2）两物体间存在相互作用的弹力——正压力.
（3）两物体接触面之间有相对滑动.
［教师］滑动摩擦力的方向如何呢？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.
［学生活动］（分析讨论并组织语言表述）
滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切，且跟物体的相对运动的方向相反.
［巩固训练］
如图，物体A处于水平放置的长木板B上，现让A、B都向右运动，
且v A＜v B.分析物块A是否受到摩擦力？方向如何？
参考答案：
A受到滑动摩擦力，方向水平向右.
［评析拓展］
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）.
例如：上题中由于v A＜v B，故A相对于B水平向左运动，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动力.
在上题中，A所受滑动摩擦力跟A运动方向相同，因而此时滑动摩擦力是动力.
3.滑动摩擦力是被动力.
［教师］滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？能否设计实验来验证你的设想呢？
［学生活动］积极思考、讨论并设计实验演示.（教师随时指导）
演示实验一：先用弹簧秤拉着长方体物块A如甲图运动，再用弹簧秤拉长方体物块A 如图乙运动（两次都做匀速运动）
实验现象：弹簧秤的示数相同.
比较实验条件：物体和桌面的接触面积不同.
结论：滑动摩擦力的大小与接触面面积大小无关. 演示实验二：分别用丙图和丁图来做：
现象：丙图中弹簧秤的示数比丁图中弹簧秤的示数小.
比较实验条件：两种情况下接触面的粗糙程度不同.
结论：
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关.
演示实验三：分别在小车上加数量不同的砝码在桌面做匀速运动.
实验现象：物体所加砝码越多，弹簧秤示数越大.
比较实验条件：
物体对地面的压力不同.
结论：滑动摩擦力的大小与压力有关. ［教师］精确的实验表明：
滑动摩擦力跟正压力成正比.如果用F 表示滑动摩擦力的大小，用F N 表示正压力的大小，则有F =μF N
其中μ叫做动摩擦因数，它由接触面的材料和粗糙程度决定. ［巩固训练］用投影片出示
在水平力F 作用下，重为G 的物体匀速下滑，如图所示，若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力的大小为
A.μF
B.μF +G
C.G
D.2
2G F 参考答案：AC ［评析拓展］由此题可知计算滑动摩擦力的方法有两种：一是直接由F =μF N 求解；二是由物体的受力情况和运动情况，间接进行判断和计算. （二）静摩擦力
［教师］请一位同学用一不太大的水平力推讲桌.提问：观察到了什么？ ［学生］桌子没动.
［师生共同分析］
用水平力推桌子时，桌子有一个沿推力方向运动的趋势（但并没有运动）.为什么呢？原因是此时桌子和地面间产生了一个阻碍相对运动趋势的力，这就是静摩擦力.
［教师］静摩擦力的方向如何？ ［学生］分析思考后作答： 静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反. ［教师］请另一位同学来推讲桌，水平力逐步增大. ［学生］仔细观察并思考： 现象：开始时桌子未动，当水平力增大到某一值时，桌子突然动起来.
分析：桌子未动时，桌子水平方向受力平衡，即静摩擦力等于水平力.
［师生共同活动］分析总结
1.静摩擦力随外力的增大而增大.
2.静摩擦力不能无限增大，静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力，最大静摩擦力等于物体刚刚运动时的推力.
［思考与讨论］
最大静摩擦力和什么因素有关？
［学生活动］举例：
推动一辆空车比推动一辆载重车容易.
结论：最大静摩擦力和压力有关.
［教师］能否准确地描述最大静摩擦力和压力的关系呢？
［学生活动］设计实验
实验一：用弹簧秤拉一重物A，观察重物刚滑动时弹簧秤的示数F1.
实验二：在A上叠放一相同的重物B，再次观察刚滑动时弹簧秤的示数F2.
实验三：在A、B上再叠放一相同的重物C，观察刚滑动时弹簧秤的示数F3.
结论：F1/G=F2/2G=F3/3G（F3=3F1，F2=2F1）
即：最大静摩擦力与正压力成正比
［巩固训练］用投影片出示
1.日常生活中静摩擦力有哪些应用？
2.判定下列两种情况下A和斜面间是否存在摩擦力？如何存在，是什么摩擦力？（甲图中A沿斜面匀速下滑乙图中A静止在斜面上）。