摩擦力教学目标

第四节摩擦力

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

向学生渗抓住主要矛盾和主要因素，忽略次要因素的辨证思想。

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。

难点

1．正压力的确定。

2．静摩擦力方向的正确判定。

教法建议

一、讲解摩擦力有关概念的教法建议

介绍滑动摩擦力和静摩擦力时，从基本的事实出发，利用二力平衡的知识使学生接受摩擦力的存在。由于摩擦力的内容是本节的难点，所以在讲解时不要求“一步到位”，关于摩擦力的概念可以通过实验、学生讨论来理解。

1．可以让学生找出生活和生产中利用摩擦力的例子；

2．让学生思考讨论，如：

（1）摩擦力一定都是阻力；

（2）静止的物体一定受到静摩擦力；

（3）运动的物体不可能受到静摩擦力；

主要强调：摩擦力是接触力，摩擦力是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，但不一定阻碍物体的运动，即在运动中也可以充当动力，如传送带的例子。

二、有关讲解摩擦力的大小与什么因素有关的教法建议

1．滑动摩擦力的大小，跟相互接触物体材料及其表面的光滑程度有关；跟物体间的正压力有关；但和接触面积大小无关。注意正压力的解释。

2．滑动摩擦力的大小可以用公式：f=μN，动摩擦因数μ跟两物体表面的关系，并不是表面越光滑，动摩擦因数越小。实际上，当两物体表面很粗糙时，由于接触面上交错齿合，会使动摩擦因数很大；对于非常光滑的表面，尤其是非常清洁的表面，由于分子力起主要作用，所以动摩擦因数更大，表面越光洁，动摩擦因数越大。但在力学中，常称“物体表面是光滑的”这是忽略物体之间的摩擦力的一种提法，实际上是一种理想化模型，与上面叙述毫无关系。

3．动摩擦因数μ是一个无单位的物理量，它能直接影响物体的运动状态和受力情况。

4．静摩擦力的大小，随外力的增加而增加，并等于外力的大小。但静摩擦力不能无限度的增大，而有一个最大值，当外力超过这个最大值时，物体就要开始滑动，这个最大限度的静摩擦力叫做最大静摩擦力f m。实验证明，最大静摩擦力由公式f0=μ0N所决定，μ0叫做静摩擦因数，N为物体所受的正压力。摩擦力的大小变化随着外力的变化关系如图：滑动摩擦力的大小小于最大静摩擦力，但一般情况下认为两者相等。

教学方法：讲授法、实验法、讨论法。

教学用具：投影仪、投影片、带有定滑轮的平板一块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码、带绳的木块、小铁块。

课时安排：2课时

教学过程

一、导入新课

【演示1】摩擦块从斜面上滑下，在水平面上运动一段距离后静止。

观察现象：摩擦块在水平面上运动是越来越慢直至静止；

原因分析：因为它受到摩擦力。

同学们，在桌子上给文具盒一个初速度，文具盒最终会停下来，这说明什么问题

生答：文具盒受到摩擦力作用。

引入：那这个力是谁给的，在什么情况下产生这个力呢它的大小和方向如何确定呢本节课学习关于摩擦力的知识。

【演示2】水平面上的摩擦块，用一弹簧秤沿水平方向拉，未拉动。

置疑设问：上面两个演示中的摩擦块都受摩擦力作用，它们各自所受摩擦力有什么不同摩擦力大小和方向如何确定本节课将学习这方面的知识。

引导回答：与桌面接触，且有相对滑动，才产生这个力。

师：对，这就是初中已经有了的概念，滑动摩擦力。力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要掌握它产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。今天我们学习第三种力——摩擦力，在这三种力中摩擦力较难掌握。今天，我们将进一步学习有关摩擦力的知识。

二、新课教学

（一）滑动摩擦力

1．滑动摩擦力的产生条件

【演示3】将一纸条夹入书中向外拉，并将纸条拉出。

学生归纳演示1和演示3两种现象中产生的摩擦力有什么共同特点（物体间有相对运动）

从而得出：相互接触的两物体，一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，受到另一物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力。

产生条件：①两物体相互接触且接触面粗糙。②两物体间存在相互作用的弹力——正压力。③两物体接触面间有相对运动。

2．滑动摩擦力的大小

下面用控制变量法研究滑动摩擦力的大小。

控制相互之间的压力不变：木块侧面或底面与木板接触在木板表面匀速滑动时，观察弹簧秤的示数，两次的读数是相同的。

得出结论：①滑动摩擦力大小与接触面积无关。

更换实验条件，上述演示若用木块的橡皮面与木板接触，同样维持其匀速运动，观察弹簧秤的示数，发现比前两次实验的数值要大。

得出结论：②滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

将两个木块垒在一块在木板表面匀速滑动时，观察弹簧秤的示数，读数变为原来两倍才能使两木块在木板表面匀速滑动。

得出结论：③滑动摩擦力大小与相互之间的压力（弹力）成正比，且压力越大，滑动摩擦力越大。

如果用F表示滑动摩擦力的大小，用F N来表示相互之间的压力（弹力）大小，则有关系式表达：F=μF N。

其中μ叫做动摩擦因数，是F与F N的比值，它由接触面的材料的粗糙程度决定，与接触面积大小无关，是没有单位的。

（指导学生阅读P9：“几种材料间的动摩擦因数”表）。

【例题1】在水平力F的作用下，重为G的物体匀速下滑，如图所示，若物体与墙之间的滑动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为多少

答案：μF或G。

由此可知，计算滑动摩擦力的方法有两种，一是直接由F=μF N来计算，二是由物体的受力情况和运动情况，间接进行判断和计算。

3．滑动摩擦力的方向

学生思考：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。

下面师生共同分析实验中滑动摩擦力方向，并画出示意图。

老师归纳：滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，且与相对运动方向相反。

（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）。

举例：物体A处于水平放置的长木板B上，现让两者都向右运动，且v a>v b分析物块A是否受到摩擦力，方向如何

分析：由于v a>v b，故A相对于B水科向左运动，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阻力也可能是动力。

在上题中，A所受的摩擦力和A的运动方向相同，因而此时滑动摩擦力是动力。

【例题2】P9—例题

【例题3】分析下各图中物体A所受摩擦力方向。（v表示物体A的运动方向）