14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=μFＮ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ＦN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FＮ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＝μＦN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>ｖb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。