科學(xué)探究：摩擦力

1、【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：科學(xué)探究：摩擦力二. 考點點撥: 1、什么是摩擦力，摩擦力的分類，以及摩擦力的產(chǎn)生條件 2、知道摩擦現(xiàn)象中的滑動摩擦。 3、學(xué)會科學(xué)探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)系。 4、知道摩擦在實際生活中的意義以及增大和減小摩擦的方法。三. 跨越障礙1. 什么是摩擦力如果地面上放置一輛汽車，當(dāng)一位同學(xué)用力推汽車時，發(fā)現(xiàn)汽車未動。這是為什么呢？因為汽車和地面之間存在摩擦力，摩擦力的作用效果和推力相互抵消。此時汽車處于靜止?fàn)顟B(tài)（但是有運動趨勢），并且此時靜止?fàn)顟B(tài)的汽車受到摩擦力。如果有很多同學(xué)一起用力，加大推汽車的力時，我們看到汽車開始運動，這是因為汽車受到的推力大于汽車受

2、到的摩擦力。當(dāng)汽車運動起來后，我們必須繼續(xù)施加推力才能使它保持這種運動，如果不用力，汽車會停下來，這時的推力用來平衡摩擦力。當(dāng)汽車運動之后，我們停止推力，發(fā)現(xiàn)汽車會逐漸地停下來，這也是因為摩擦力的作用效果阻礙汽車的運動。所以此時汽車在地面上停下來是因為汽車與地面之間存在的摩擦力的作用效果。當(dāng)我們推汽車時，汽車沒有動，這時有摩擦力。汽車和地面接觸，當(dāng)汽車要運動時，產(chǎn)生了阻礙相對運動的力，這就是摩擦力。正是由于有摩擦力，導(dǎo)致汽車要發(fā)生相對運動，但是沒有動起來。當(dāng)汽車運動起來后，我們不再用力推它，汽車很快停下來。其原因是汽車受摩擦力?？梢姡嚭偷孛娼佑|，汽車在地面上已經(jīng)發(fā)生相對運動，這時也有摩擦力

3、。由上可以總結(jié)出，摩擦力是一種常見的力。兩個互相接觸的物體，當(dāng)一個物體要發(fā)生相對運動或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，就會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這個力就是摩擦力。由此可見摩擦力的產(chǎn)生條件：（1）物體之間要存在壓力（2）物體要在接觸面上運動或者與接觸面有運動的趨勢。（3）兩物體要相互接觸。例1：正在運動的汽車，當(dāng)關(guān)閉發(fā)動機之后，汽車逐漸停下來。這是汽車的運動狀態(tài)改變了，哪一個力改變了汽車的運動狀態(tài)呢？點撥：汽車的運動狀態(tài)改變，一定是力改變了物體的運動狀態(tài)。阻礙了汽車的運動，而此時的阻礙力是汽車受到的摩擦力。例2、一個物體放在水平的地面上，此時對物體施加一個豎直向下的壓力，則物體是否受到摩擦力？ 點撥：摩

4、擦力的產(chǎn)生條件：（1）物體之間要存在壓力（2）物體要在接觸面上運動或者與接觸面有運動的趨勢（3）兩物體要相互接觸。所以當(dāng)給物體施加一個向下的壓力時，物體沒有運動也沒有運動趨勢，此時物體不受到摩擦力。 2. 摩擦力的分類：（1）滑動摩擦力滑動摩擦力有大小，滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢？猜想與假設(shè)：滑動摩擦力的大小可能與接觸面之間的壓力有關(guān)，可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)，可能與接觸面的大小有關(guān)，可能與物體的運動速度有關(guān)，可能與運動方向有關(guān)等等。在這些可能的因素中，我們今天就來研究滑動摩擦力的大小與接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系。（主要考慮所用到的物理方法）要研究滑動摩擦力的大小，首先應(yīng)該會

5、測量滑動摩擦力的大小。我們拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動，此時，木塊在水平方向上受到拉力和摩擦力，當(dāng)物體做勻速直線運動時，木塊受到的滑動摩擦力和拉力大小相等、方向相反所以，只要用彈簧秤測出拉力的大小，就知道了摩擦力的大小。將木塊放在水平木板上，用彈簧秤拉著木塊在木板上做勻速直線運動，測出摩擦力的大小。在木塊上放一個鉛筆盒，這時，木塊對木板的壓力增大，再測摩擦力的大小。將毛巾鋪在木板上，把木塊放在毛巾上，測量木塊在毛巾表面上運動時受到的摩擦力的大小。通過以上實驗可知，摩擦力的大小跟壓力大小有關(guān)。壓力越大，摩擦力越大；摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。 例3、關(guān)于

6、“研究滑動摩擦力”的實驗，回答以下問題：（1）實驗依據(jù)的原理是什么？滑動摩擦力的大小是怎樣測出來的？（2）某次實驗的數(shù)據(jù)已填在下面的表格中，由1、2兩次實驗可得出什么結(jié)論？由2、3兩次實驗可得出什么結(jié)論？表1點撥：<1>實驗依據(jù)的原理是：做勻速直線運動的物體受到的外力是平衡力。木塊勻速直線運動時，水平方向受到的一對平衡力是拉力和摩擦力，摩擦力的大小等于拉力的大小，從彈簧秤上讀出拉力的數(shù)值即為摩擦力的大小。<2>由1、2兩次實驗可知，在接觸面材料不變時，壓力越大，摩擦力越大。由2、3兩次實驗可知，在壓力不變時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。（2）滾動摩擦力：一般自行車中的軸承

7、之間存在滾動摩擦力，足球，籃球在地面上滾動時，也受到滾動摩擦力。 （3）靜摩擦力 物體有運動趨勢，但是沒有運動起來，此時物體就受到靜摩擦力。例如：用F=10N的拉力推放在地面上的箱子，此時箱子未動，請你分析一下原因。因為此時箱子受到向前的推力F，正常情況下，箱子應(yīng)該向前運動。但是此時沒有運動，說明此時箱子要受到地面施加的摩擦力和推力平衡，而此時的摩擦力產(chǎn)生時，物體沒有運動，那么此時物體受到的摩擦力就叫做靜摩擦力。例4、對放置在地面上的箱子施加F=10N的推力時，箱子沒有運動，那么箱子受到哪個力阻礙箱子運動，此時的力為多大？如果推箱子的力增大到15N時，箱子仍然靜止，此時受到阻礙箱子的力為多大?

8、點撥：箱子沒有運動處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的合力為0，所以此時箱子一定要受到和推力相反的力，阻礙箱子運動，此時的力為靜摩擦力。當(dāng)推力F=10N時，箱子受到的靜摩擦力為10N,當(dāng)箱子受到的推力增加到15N時，箱子仍然不運動，所以此時受到的摩擦力仍然為靜摩擦力，此時的靜摩擦力和推力為15N的力平衡，所以此時的靜摩擦力為15N.由上可以看出靜摩擦力大小可以變化，同學(xué)們判斷靜摩擦力大小時，一定要根據(jù)物體所處的狀態(tài)考慮。3. 生活中的摩擦力 （1）增大有益摩擦摩擦力是普遍存在的。在很多場合，摩擦力是有益的。人走路時不打滑多虧了摩擦力所以我們要把鞋底子做得粗糙一些。我們拿起一個茶杯，靠的就是手和杯子之間的摩擦力

9、，由此我們發(fā)現(xiàn)人的手表面上也是粗糙的，也就是有手紋和指紋。縫紉機的大輪帶動小輪轉(zhuǎn)動，那是皮帶和輪子之間有摩擦力的緣故增大摩擦的方法可以從影響摩擦力大小的因素上考慮：增加接觸面的粗糙程度，增加物體間的壓力。如：自行車的輪胎上有很多花紋，這是通過增加接觸面的粗糙程度增加摩擦力。行車要剎車時，一般我們會用較大的力壓車閘，這是通過增大車閘與車輪之間的壓力而增大摩擦。增大摩擦力的方法：增加接觸面的粗糙程度。增加壓力大小（2）減小有害摩擦摩擦力并不是都有好處，在有些場合是有害的，必須設(shè)法減小它。機器的各個部件之間的摩擦不僅浪費動力，而且造成機件的磨損，影響機器的壽命。由于摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)

10、，要減小有害摩擦，應(yīng)該使物體表面更光滑和減小壓力，但是，利用這兩種方法還不能使摩擦力減小到令人滿意的程度，我們可以做這樣一個實驗，在木塊和木板之間放一排圓鉛筆，使木塊做勻速直線運動，測出拉力的大小?？梢?，利用滾動代替滑動可以減小摩擦，這就是所有的車輛都安上輪子的道理。機器的轉(zhuǎn)動部分安裝滾動軸承，軸承內(nèi)圈和外圈之間裝有很多光滑的鋼球或鋼珠，這樣，轉(zhuǎn)動時的滾動摩擦非常小。還有一種減小摩擦的方法是使兩個互相接觸的摩擦面彼此離開。加潤滑油可以在摩擦面間形成一層油膜，運動部件只在油膜上滑動，減小了摩擦。利用壓縮氣體在摩擦面之間形成一層氣墊，使摩擦面脫離接觸，可以使摩擦變得更小。氣墊軸承、氣墊船就是利用氣

11、墊來減小摩擦的。我國現(xiàn)在正在研究的磁懸浮列車，也是利用這種方法來減小摩擦力的。減小摩擦力的方式： 減小接觸面的粗糙程度 減小壓力大小 變滑動為滾動例5、下列各種措施，為了減小摩擦的是（ ），屬于增大摩擦的是（ ）A. 用臺鉗鉗緊工件。B. 搬運笨重的機械，常在它的下面墊入圓木。C. 自行車的腳蹬子和把套上刻有凹凸不平的花紋。D. 給自行車車軸處加潤滑油。點撥：在本題的四個事例中，A是為了防止工件脫落，影響工作。C是為了防止手、腳與把套、腳蹬子打滑。這兩個實例中的摩擦是有益的，所以采取了上述措施增大有益摩擦，而B是利用了滾動摩擦比滑動摩擦小得多的道理減小有害摩擦。D是通過加潤滑油，使摩擦面不直接

12、接觸，讓活動部件在油膜上滑動，從而減小有害摩擦。四. 本節(jié)小結(jié) 摩擦力與生活聯(lián)系比較密切，同學(xué)們要利用所學(xué)的知識加以聯(lián)系生活實際，去解決生活中的一些問題。只有這樣才便于我們學(xué)習(xí)。【模擬試題】（答題時間：70分鐘）一、選擇題（*）1在奧運會上，體操運動員在上單杠之前，總要在手上抹些鎂粉，而在單杠上做回環(huán)動作時，手握杠又不能太緊，他這樣做的目的是（ ）A、前者是增大摩擦，后者是減小摩擦 B、前者是減小摩擦，后者是增大摩擦C、兩者都是增大摩擦 D、兩者都是減小摩擦（*）2關(guān)于摩擦力，下面說法正確的是（ ）A、相互壓緊的粗糙物體之間總是有摩擦力B、一個物體只有跟另一個物體表面壓緊，并有相對運動或發(fā)生相

13、對運動趨勢時才有可能受到摩擦力C、發(fā)生相對運動的兩個物體，一定存在摩擦力D、以上說法都不正確（*）3一個物體放在水平桌面上，用5N的力推它不動，則摩擦力為（ ）A、0 B、5N C、大于5N D、小于5N（*）4用手握酒瓶，使瓶口朝上靜止在手中，下列說法中正確的是（ ）A、酒瓶能靜止在手中，是由于手對酒瓶的握力等于酒瓶的重力B、酒瓶能靜止在手中，是由于酒瓶受到手對它的摩擦力大于它的重力C、手握酒瓶的力增大、瓶子所受到的摩擦力也隨之增大D、以上說法都不對5在家里的浴室中，為了防止地面沾水使人打滑跌倒，下列采取的措施錯誤的是A、在腳底下放一條毛巾 B、穿上平底的塑料拖鞋 （ ）C、人沐浴時穿的拖鞋

14、鞋底帶凹凸花紋 D、浴室地面應(yīng)鋪上帶有凹凸花紋的地磚二、填空題6兩個物體互相接觸，當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生_時，就會在接觸面上產(chǎn)生一種_的力，這種力叫_。7我們學(xué)過的摩擦力有_和_兩種，同等條件下_比_小得多。8塑料瓶蓋的外緣常有一些豎紋，這樣做的目的是為了_，機械手表戴久了要給它擦油是為了_。（*）9、下表是某小組同學(xué)做“研究滑動摩擦的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗記錄。（9分）實驗次數(shù)接觸面的材料壓力F/N滑動摩擦力f/N1木塊與木板42木塊與木板63木塊與毛巾6（1） 分析比較序號1與2的實驗數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是_。（2）分析比較序號_的實驗數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩

15、擦力越大。（3）上述研究物理問題的方法叫“控制變量法”，同學(xué)們在初中物理知識的過程中，還用到的研究問題的方法有_。（*）10在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的過程中，一些同學(xué)作出以下猜想：猜想A：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；猜想B：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的壓力大小有關(guān)；猜想C：滑動摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)。為了檢驗上述有關(guān)猜想是否正確，某同學(xué)選用了一塊底面與各個側(cè)面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設(shè)計了以下實驗方案：步驟1：把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數(shù)（如圖所示）。步

16、驟2：在長方體木塊上放上砝碼（如圖所示），用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運動，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計讀數(shù)的大?。徊襟E3：在水平長木板上鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計平拉木塊沿直線勻速滑動（如圖5-12所示），比較“步驟3”與“步驟1”中的彈簧測力計讀數(shù)的大小。（1）當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，滑動摩擦力的大小_彈簧測力計的讀數(shù)。（填“等于”、“大于”或“小于”）（2）“步驟2”的設(shè)計目的，是為了檢驗上述猜想（A、B、C）中的哪一個？（3）為了檢驗“猜想C”是否正確，可在上述實驗基礎(chǔ)上再增加一個步驟，寫出你所設(shè)計的這一實驗步驟?！驹囶}答案】1、A 2、B 3、B 4、D 5、B 6、相對運動 阻礙相對