資源簡介

第4節 探究滑動摩擦力
設計說明 從新課程標準要求來看，本節內容對于培養學生的問題意識、信息意識、研究意識、創新意識和合作意識以及科學探究精神都有積極的、不可替代的作用。在探究能力培養和探究過程體驗方面，通過對影響滑動摩擦力大小的各種因素的實驗探究，突出猜想與假設這個環節，同時認識在探究過程中“變量控制”的意義和方法。在學習過程中特別是實驗探究過程中，滲透以實事求是，尊重自然規律，樂于參與科學實驗為主要特征的科學態度、科學精神，激發學生將自己見解公開并與他人交流的愿望，增強學生與同伴協同、合作的能力。 本節課主要包括以下幾部分的內容：認識生活中的摩擦；探究影響滑動摩擦力大小的因素；了解增大、減小摩擦的方法。生活中的摩擦有靜摩擦、滾動摩擦和滑動摩擦三種，教材對靜摩擦沒有講述，對滾動摩擦也是以“信息瀏覽”欄目出現的，在摩擦現象中涉及靜摩擦和滾動摩擦的事例很多，應適當補充靜摩擦和滾動摩擦的知識，使學生知道即可。教材中沒有具體講述摩擦力產生的原因，教學中使學生有所了解即可，不必引伸。教材首先通過分析一些事例使學生認識摩擦力的存在，并在此基礎上說明摩擦力是阻礙物體相對運動的；隨后研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關。摩擦在生活和生產中都有重要的意義，教材最后講述了增大摩擦和減小摩擦的方法。應用摩擦知識解釋實際現象，學會根據不同情況選擇增大或減小摩擦的方法，這些應用都基于對影響滑動摩擦力大小因素的理解。因此，應充分重視研究影響滑動摩擦力大小因素的探究實驗。 教學目標 【知識與技能】 1.知道一個物體在另一個物體表面上滑動和滾動時，都會產生摩擦。 2.知道影響滑動摩擦力大小的因素；知道增大和減小摩擦的方法，了解摩擦在現實生活中的應用。 【過程與方法】 1.通過觀察和實驗，感知摩擦的存在。 2.經歷探究“滑動摩擦力大小跟哪些因素有關”的過程，領悟其中的科學方法。 【情感、態度與價值觀】 通過對摩擦的利弊分析，使學生對事物的兩重性有具體的認識，有助于確立正確的世界觀。 重點難點 教學重點 探究滑動摩擦力的大小和哪些因素有關，知道增大和減小摩擦的方法。 教學難點 滑動摩擦力的定義。 教學方法 實驗探究法、講解法、討論法、分析法、啟發誘導、活動體驗。 教具、學具 計算機多媒體教學系統、教學課件、彈簧測力計、長方體木塊、表面較光滑的木板、表面較粗糙的木板等。 授課時數 2課時 教學過程 導入新課 通過PPT展示生活中常見的摩擦現象：舉重運動員舉重前要在手上擦鎂粉；雨雪天氣，汽車的車輪上要加裝防滑鏈；運動鞋的鞋底上有凹凸不平的花紋。同學們思考過這些現象都是什么原因造成的嗎？讓我們一起來學習《第五節 科學探究：摩擦力》 講授新課 一、滑動摩擦力的概念 1．活動體驗： 讓學生用手壓在桌面上拖動，感受一下拖動時桌面作用在手上的阻力(摩擦力)；增大手對桌面的壓力，感受手拖動時的情況；然后在桌面上鋪上毛巾(毛巾要固定在桌面上)，手再壓在毛巾上拖動，再感受手在桌面上拖動時的情況。 （1）手壓在桌面上拖動，你有什么感受 手在桌面上滑動時受到桌面施加的向后的作用力。 （2）手對桌面壓得越緊，有什么感受 說明了什么 手對桌面壓得越緊，拖動越困難，說明所受阻力越大。 （3）在桌面上鋪上毛巾，手再壓在毛巾上拖動，有什么感受 說明了什么 手壓在毛巾上拖動比手壓在桌面上拖動更困難，說明受到的摩擦阻力更大。 2．師生總結： （1）定義：接觸面粗糙的兩個物體相互接觸且相互擠壓，當兩個物體有相對運動或相對運動的趨勢時，在它們的接觸面上就會產生相互阻礙的作用。這種相互阻礙的作用叫做摩擦力。 （2）產生條件 （3）作用點：在接觸面上。 （4）產生原因：看似光滑的物體表面其實在顯微鏡下觀察都是凹凸不平的，因此兩個相互接觸的物體，當它們發生相對運動或具有相對運動的趨勢時，這些凹凸不平的接觸面就要阻礙其相對運動或相對運動趨勢，這樣就產生了摩擦力。 （5）摩擦力的方向：與相對運動或相對運動趨勢的方向相反。 （6）摩擦力的分類： ①滑動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滑動時產生的阻礙物體相對運動的力叫做滑動摩擦力。 ②滾動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滾動時產生的摩擦力叫做滾動摩擦力。 ③靜摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們要發生而尚未發生相對運動時，在它們接觸面上產生一種阻礙物體相對運動趨勢的力，稱為靜摩擦力。 二、滑動摩擦力與哪些因素有關 1．問題思考: 由生活經驗我們知道：當你推箱子時，箱子越重，推起來越費力；地面越粗糙，推起來越費力。 我們會猜測：滑動摩擦力的大小與物重、接觸面粗糙程度有關。 2．提出問題： 滑動摩擦力的大小與哪些因素有關？ 3．猜想與假設: （1）滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關。 （2）滑動摩擦力的大小可能與接觸面粗糙程度有關。 （3）滑動摩擦力的大小可能與接觸面面積的大小有關。 4．設計并進行實驗： 實驗器材：彈簧測力計 ，砝碼，小車(木塊)，長木板，毛巾。 實驗步驟： （1）把木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，讀出這時彈簧測力計的示數； （2）在木塊上放砝碼，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，讀出這時彈簧測力計的示數； （3）在木板上固定好毛巾，放上木塊，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，讀出這時的拉力； （4）在把木塊側放在水平長木板上，只改變了木塊與長木板的接觸面積，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，讀出這時彈簧測力計的示數。 加油站： 當用彈簧測力計拉著木塊勻速滑動時，彈簧測力計的示數大小就反映了滑動摩擦力的大小。 5．實驗記錄表格 實驗序號實驗條件彈簧測力計示數F/N壓力情況接觸面情況1234
仔細觀察你記錄的實驗數據，結合你的猜想能發現什么規律？ 6．實驗結論 （1）作用在物體表面的壓力大小相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。 （2）在接觸面粗糙程度相同時，作用在物體表面的壓力越大，滑動摩擦力就越大。 （3）滑動摩擦力大小與接觸面積大小無關。 三、增大摩擦與減小摩擦的方法 1．自主學習: 請看課本第22頁圖636，看一下哪些是為了增大摩擦，哪些是為了減小摩擦？你還能說出哪些增大摩擦和減小摩擦的事例？你能否歸納出增大摩擦和減小摩擦的方法 2．師生總結: （1）增大有益摩擦的方法：①增大壓力；②增加接觸面的粗糙程度；③用滑動代替滾動。 （2）減小有害摩擦的方法：①減小壓力；②減小接觸面的粗糙程度；③用滾動代替滑動；④在互相接觸的摩擦面之間加潤滑油形成一層油膜或加壓縮氣體形成一層氣墊；⑤使相互接觸物體彼此離開(磁懸浮列車)。 3．鞏固練習: 請你說說圖中所示的情景是如何增大或減小摩擦的？ 課堂小結 當堂達標 1．下列現象中，屬于滑動摩擦的是( ) A．剎車時，自行車車輪與閘皮間的摩擦 B．在臺球桌上運動的小球與桌面的摩擦 C．滑旱冰時，鞋與地面間的摩擦 D．騎自行車前進時，車輪與地面間的摩擦 答案：A 2．小車在下述哪種情況下不受摩擦力的作用（ ） A．小車靜止在水平面上 B．小車靜止在斜坡上 C．小車在地面上做勻速直線運動 D．小車在地面上運動越來越快 答案：A 3．假如沒有摩擦，哪種現象是不會發生的（ ） A．地面上滾動的球、行駛的車很難停下來 B．手拿不住筆寫字 C．人可以在地面上行走如飛 D．用吹灰之力就可以將火車沿鐵軌推動 答案：C 4．塑料瓶蓋的外緣常有一些豎紋，這樣做的目的是___________，機械手表戴久了要給它擦油是為了_____________。 答案：增大摩擦 減小摩擦 5．下列生活實例中，屬于減小摩擦的是（ ） A．向車的轉軸處加潤滑油 B．鞋底的花紋 C．在結冰的路面上撒上煤渣 D．拔河時要用力抓緊繩子 答案：A 6．下列措施中，屬于增大摩擦的是（ ） A．給笨重的旅行箱裝上輪子 B．汽車輪胎表面做出凹凸不平的花紋 C．氣墊船利用氣體將船和水分離 D．經常給自行車軸加潤滑油 答案：B 7. 小明按如下步驟完成探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗： a．如甲圖所示，將木塊平放在長木板上，緩緩地勻速拉動木塊A，保持彈簧測力計示數穩定，并記錄了其示數。 b．如乙圖所示，將毛巾固定在長木板B上，木塊A平放在毛巾上，緩緩地勻速拉動木塊A，保持彈簧測力計示數穩定，并記錄了其示數。 c．如丙圖所示，將木塊A平放在長木板B上，并在木塊A上放一鉤碼，緩緩地勻速拉動木塊A，保持彈簧測力計示數穩定，并記錄了其示數。 （1）該實驗主要采用的探究方法是____________。 （2）由圖中甲丙兩圖可得出結論：____________________________________。 （3）由圖中甲乙兩圖可知：當接觸面受到的壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越________（選填“大”或“小”）。 （4）實驗后小組交流討論時發現：在實驗中很難使木塊做勻速直線運動。于是小麗設計了如丁圖所示的實驗裝置，該裝置的優點是________（選填“需要”或“不需要”）長木板做勻速直線運動。 答案：（1）控制變量法 （2）接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大 （3）大 （4）不需要 板書設計 第4節 探究滑動摩擦力 一、摩擦力 1．定義：接觸面粗糙的兩個物體相互接觸且相互擠壓，當兩個物體有相對運動或相對運動的趨勢時，在它們的接觸面上就會產生相互阻礙的作用。這種相互阻礙的作用叫做摩擦力。 2．符號：。 3．產生條件：接觸面粗糙、接觸并擠壓、有相對運動或相對運動趨勢 4．方向：與相對運動或相對運動趨勢的方向相反。 5．種類：靜摩擦力、滑動摩擦力、滾動摩擦力。 二、影響滑動摩擦力大小的因素 壓力大小、接觸面粗糙程度 三、增大摩擦與減小摩擦的方法 第2課時 習題課 教學過程 題型一 摩擦力及其產生條件 例1 關于摩擦力的說法不正確的是( ) A.凡是相互接觸的物體間一定有摩擦力 B.兩物體保持相對靜止時也可能有摩擦力 C.摩擦力的方向不一定與物體運動的方向相反 D.只有接觸才有可能產生摩擦 解析：摩擦力是一種接觸力，只有接觸才有可能產生摩擦，D正確；要產生摩擦力，兩物體不僅要接觸而且有擠壓，且接觸面要粗糙，而且兩物體之間還要發生相對運動或有相對運動的趨勢，兩物體保持相對靜止，但之間有相對運動趨勢時也可能有摩擦力，A錯誤，B正確；摩擦力的方向與相對運動或相對運動趨勢的方向相反，與物體運動的方向可能相同，C正確。 答案：A 跟蹤訓練 1.擦力產生的條件是兩個物體相互接觸并擠壓、接觸面粗糙 、 有相對運動或相對運動趨勢。 2.關于摩擦力產生的條件,下列說法正確的是( D ) A.相互壓緊的粗糙物體間總有摩擦力作用 B.相對運動的物體間總有摩擦力作用 C.只要相互壓緊并發生相對運動的物體間就有摩擦力作用 D.只有相互壓緊并發生相對運動或有相對運動趨勢的粗糙物體間才有摩擦力作用 題型二 滑動摩擦力大小和方向的分析 例2 如圖所示,用彈簧測力計拉著木塊在桌面上沿水平方向做勻速直線運動時,測力計示數為0.8 N,則桌面對木塊的摩擦力大小是 N;如果在木塊上放一個砝碼,再使木塊沿水平方向做勻速直線運動,則彈簧測力計的示數將 ( 選填“增大”或“減小” )。 解析: 利用彈簧測力計測量摩擦力時，要求用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動，此時桌面對木塊的摩擦力大小等于彈簧測力計對木塊的拉力，為0.8 N；滑動摩擦力大小與壓力和接觸面粗糙程度有關，接觸面粗糙程度不變時，壓力增大，摩擦力增大，物體仍做勻速直線運動，則彈簧測力計的示數將增大。 答案：0.8 增大 跟蹤訓練 1.摩擦力的大小與下列條件無關的是( C ) A.接觸面的光滑程度 B.壓力的大小 C.接觸面積的大小 D.摩擦的類型 2.如圖所示,探究“摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中,下列說法不正確的是( B ) A.讓木塊在水平桌面上做勻速直線運動,目的是使摩擦力大小等于測力計讀數 B.在桌面上鋪上毛巾使接觸面粗糙一些,測力計示數變大,說明壓力越大,摩擦力越大 C.在木塊上放砝碼,目的是改變木塊對桌面的壓力 D.繩對木塊的拉力和木塊對繩的拉力大小相等 題型三 增大摩擦與減小摩擦的方法 例3 雪橇在水平拉力下沿水平雪地滑行時,要減小摩擦力,下列措施可行的是( ) A.多裝一些貨物 B.少裝一些貨物 C.增大拉力 D.減小拉力 解析：滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度有關，要減小摩擦力，就要減小壓力，減小接觸面粗糙程度。 答案：B 跟蹤訓練 1.如圖所示,下列實例中為了增大摩擦的是( D ) 2.在農村中,有一些道路是泥路,每逢下雨,道路會變得泥濘,行走時容易摔倒,這時候,人們就會倒一些沙子或者草木灰鋪在路面上,這樣做的目的是增大接觸面的粗糙程度以增大摩擦 。 3.小明發現鞋底的花紋磨掉后很容易滑倒,這是為什么？他突發奇想,如果沒有摩擦力,將會出現什么現象 　 接觸面粗糙程度減小,摩擦力減小。 人們將無法行走(合理即可)。 題型四 滑動摩擦力影響因素的探究 例4 某同學用如圖所示的裝置研究影響滑動摩擦力大小的因素。木板P放在水平桌面上,木塊Q放在木板P上,彈簧測力計一端固定,一端掛在木塊Q上,拉動木板P,木塊Q穩定時,讀取測力計的示數。回答下列問題: (1)讀取彈簧測力計的示數,是為了測量 　。(填序號) A.木板P受到地面的滑動摩擦力大小 B.木板P受到木塊Q的滑動摩擦力大小 C.木塊Q受到地面的滑動摩擦力大小 D.木塊Q受到木板P的滑動摩擦力大小 (2)用相同的木板P和木塊Q,在木塊Q上放不同個數的砝碼,拉動木板P快慢相同,記錄彈簧測力計的示數及對應的砝碼個數。這是為了研究滑動摩擦力大小 與 　的關系。 (3)用相同的木板P和木塊Q,發現拉動木板P的快慢不同時,彈簧測力計的示數相等。由此得到的結論是 　。 解析：（1）木塊Q在彈簧測力計拉力和木板P的滑動摩擦力的作用下保持靜止，彈簧測力計的示數與木板P對木塊Q的滑動摩擦力大小相等，故讀取彈簧測力計的示數，是為了測量木塊Q受到木板P的滑動摩擦力大小。 （2），相同的木板P和木塊Q，接觸面粗糙程度不變，在木塊Q上放不同個數的砝碼，改變了木塊Q對木板P的壓力大小，研究的是滑動摩擦力大小與壓力的關系。 （3）相同的木板P和木塊Q，壓力和接觸面粗糙程度都不變，拉動木板P的快慢不同時，彈簧測力計的示數相等，即滑動摩擦力不變，說明滑動摩擦力大小與運動快慢無關。 答案：D 壓力 0.8 滑動摩擦力大小與運動快慢無關(或接觸面相同,壓力相等,滑動摩擦力大小與運動快慢無關) 跟蹤訓練 1.在“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗中,同學們提出了以下幾種猜想: a.與物體間壓力的大小有關; b.與物體運動速度的大小有關; c.與物體間接觸面積的大小有關; d.與物體間接觸面的粗糙程度有關。 為了探究各種猜想是否正確,他們找來了一個量程合適的彈簧測力計、兩塊長木板( 一塊較光滑,另一塊粗糙 )、長方體木塊( 帶有掛鉤 )、一盒砝碼。 （1）如圖是同學們做實驗時的情景,通過圖甲、乙所示的實驗,可以探究 猜想 d 是否正確。通過實驗結果得出結論:在保持　壓力 一定時,接觸面的　 粗糙程度 　越大,滑動摩擦力越大; ( 2 )小亮通過甲、丙兩圖得出滑動摩擦力的大小與壓力有關的結論,你認為他的結論是　 錯誤 　( 選填“正確”或“錯誤” )的,理由是　 沒有控制接觸面的粗糙程度相同 ; ( 3 )實驗中,如果彈簧測力計的示數不穩定,可能的原因是（ D ） A.木板過長 B.木塊運動速度太大 C.彈簧測力計的分度值太大 D.木板的粗糙程度不均勻 ( 4 )利用題中所給器材還可以探究猜想c,請簡單寫出你的探究方法。 把長方體木塊分別平放、側放、立放在同一水平面上,然后用彈簧測力計勻速拉動木塊,通過彈簧測力計的示數比較木塊受到的滑動摩擦力的大小。 2.在學習了滑動摩擦力知識后,小明和小華想用所學的知識進一步探究運動鞋的鞋底防滑效果,他們各自帶來了洗干凈的運動鞋,又準備了一張練習立定跳遠用的橡膠墊、一個彈簧測力計和細線。 (1)為了能準確地測量滑動摩擦力的大小,小明認為應該讓運動鞋沿水平方向做勻速直線　運動,這樣做的目的是使摩擦力與拉力相等　。 (2)小明將自己的運動鞋放在水平桌面的橡膠墊上,按正確的方法拉動,讀出了彈簧測力計的示數如圖甲所示,示數為2.8　 N;若實際拉動的過程中沒有做到勻速直線運動,則鞋子受到的摩擦力是不變　(選填“變化”或“不變”)的。 (3)小華經過思考改進了小明的實驗,讓彈簧測力計和鞋子保持靜止,拉動鞋子下面的橡膠墊進行測量(如圖乙所示),這樣做的好處是測力計示數穩定,便于讀數　。 (4)小華測出他的鞋滑動摩擦力比小明的大,但他的鞋卻不一定是“防滑冠軍”,這是因為不同鞋子的質量不同,對水平面的壓力不同,導致摩擦力不同　。 當堂達標 1.自行車是我們熟悉的交通工具,從自行車的結構和使用來看,它涉及不少有關摩擦的知識。下列說法正確的是( 　) A.捏住剎車后沒有推動水平地面上的自行車,是因為推力小于摩擦力 B.輪胎上制有花紋是通過改變接觸面粗糙程度來減小摩擦的 C.剎車時用力捏剎車把是通過增大壓力來增大摩擦的 D.在轉軸上加潤滑油是通過變滑動為滾動來減小摩擦的 答案：C 2 如圖所示,用F=30 N的力按住一重G=10 N的木塊,當木塊沿豎直方向勻速下滑時,木塊受到的摩擦力的大小是( ) A.10 N B.20 N C.0 N D.40 N 答案：A 3. 如圖所示,木塊a放在粗糙的水平桌面上,木塊b放在木塊a上面,在水平拉力F的作用下一起向右做勻速直線運動,空氣阻力不計,下列判斷正確的是( ) A.拉力F和a受到的摩擦力大小不相等 B.木塊b在水平方向上受到向右的摩擦力 C.木塊b在水平方向上受到向左的摩擦力 D.木塊b在水平方向上不受力 答案：D 4.小明用30 N的水平推力推著重200 N的木箱,在水平地面上做勻速運動,則地面對木箱的摩擦力大小為　 N,若小明將推力增大到50 N時,木箱受到的摩擦力大小 　(選填“變大”“不變”或“變小”)。 答案：30 不變 5.如圖甲所示,完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上,在10 N的水平拉力F1作用下,A、B一起做勻速直線運動,此時木塊A所受的摩擦力大小為　 　N;若將A、B緊靠著放在水平桌面上,用水平力F2推A使它們一起勻速運動( 如圖乙所示 ),則推力F2 ( 選填“<”“=”或“>” )F1。 答案：10 = 6.小華做“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗。如圖所示,他將木塊放在水平桌面上,用彈簧測力計沿水平方向拉動,使其做 　直線運動,此過程中木塊受到的摩擦力　 (選填“變化”或“不變化”)。實際操作時,小華發現彈簧測力計的示數忽大忽小,寫出一條產生這一現象可能的原因:　 。 答案：勻速 不變化 沒有保持木塊做勻速直線運動(或木板表面粗糙程度不一) 7.在學習了滑動摩擦力知識后,小明和小華想用所學的知識進一步探究運動鞋的鞋底防滑效果,他們各自帶來了洗干凈的運動鞋,又準備了一張練習立定跳遠用的橡膠墊、一個彈簧測力計和細線。 (1)為了能準確地測量滑動摩擦力的大小,小明認為應該讓運動鞋沿水平方向做 　運動,這樣做的目的是 　。 (2)小明將自己的運動鞋放在水平桌面的橡膠墊上,按正確的方法拉動,讀出了彈簧測力計的示數如圖甲所示,示數為 　 N;若實際拉動的過程中沒有做到勻速直線運動,則鞋子受到的摩擦力是 　(選填“變化”或“不變”)的。 (3)小華經過思考改進了小明的實驗,讓彈簧測力計和鞋子保持靜止,拉動鞋子下面的橡膠墊進行測量(如圖乙所示),這樣做的好處是 　。 (4)小華測出他的鞋滑動摩擦力比小明的大,但他的鞋卻不一定是“防滑冠軍”,這是因為　。 答案：（1）勻速直線 使摩擦力與拉力相等 （2）2.8 不變（3）測力計示數穩定,便于讀數 （4）不同鞋子的質量不同,對水平面的壓力不同,導致摩擦力不同 教學反思

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