摩擦力教案- 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

4/43.2摩擦力（教案）【新課標(biāo)要求】知道滑動摩擦力和靜摩擦現(xiàn)象，能用動摩擦因數(shù)計算滑動摩擦力的大小?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.通過分析摩擦現(xiàn)象，理解摩擦力的產(chǎn)生條件，會區(qū)分靜摩擦力和滑動摩擦力。2.會根據(jù)相對運動方向判斷滑動摩擦力的方向，并根據(jù)計算其大小。3.會根據(jù)相對運動趨勢判斷靜摩擦力的方向，并會根據(jù)物體受力和運動情況，分析靜摩擦力的大小和方向。通過實例，了解最大靜摩擦力。4.知道生產(chǎn)和生活中增大或者減小摩擦力的實例，有將摩擦力知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的意識。【教學(xué)重難點】教學(xué)重點：①滑動摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，并會用解決具體問題。②靜摩擦力的有無的判斷以及靜摩擦力方向的判斷。教學(xué)難點：靜摩擦力方向的正確判定?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課進(jìn)行拔書游戲，先請兩個女生進(jìn)行拔書，再請兩個男生拔書！出示圖片：汽車緊急剎車汽車正在行駛，司機突然發(fā)現(xiàn)前面有人跑過，于是立即踩下剎車，汽車速度立刻減小，你知道是什么力使汽車速度減小直至停止嗎？這些現(xiàn)象都與我們今天學(xué)的摩擦力有關(guān)。二、講授新課（一）摩擦力1．定義：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力就叫作摩擦力。2．摩擦力的分類（提問學(xué)生）摩擦力可分為：滑動摩擦力、靜摩擦力、滾動摩擦出示圖片日常生活中滑動摩擦力、靜摩擦力、滾動摩擦力。（二）滑動摩擦力1．兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們相對滑動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫作滑動摩擦力。2．滑動摩擦力的產(chǎn)生條件（舉例手推桌面，提問學(xué)生）①兩物體相互接觸，且接觸面粗糙；②兩物體接觸處有壓力；③兩物體接觸面有相對運動?？偨Y(jié)成四有：有接觸有粗糙有壓力有相對運動3．滑動摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且跟物體相對運動的方向相反。（提問學(xué)生）關(guān)于“相對運動”的理解滑動摩擦力存在于發(fā)生相對運動的兩個相互接觸的物體之間．兩物體形成“相對運動”的情況可能是：（提問學(xué)生）(1)一個物體靜止，另一個物體在運動；(2)一個物體運動得快，另一個物體運動得慢；(3)兩個物體運動方向相反．所以發(fā)生相對運動的物體不一定處于運動狀態(tài)，可能是因為另一個物體在運動造成的．注意：（提問學(xué)生，讓學(xué)生舉例說明）①只要發(fā)生相對運動，無論靜止還是運動的物體都可以受到滑動摩擦力；②滑動摩擦力既可以動力也可以是阻力，但它產(chǎn)生的效果一定是阻礙物體間的相對運動。4．滑動摩擦力的大小（通過舉例讓學(xué)生進(jìn)行猜想）滑動摩擦力的大小跟接觸面上壓力的大小和接觸面的粗糙程度、材質(zhì)等有關(guān)。通過進(jìn)一步的定量實驗結(jié)果表明：滑動摩擦力的大小跟壓力的大小成正比即Ff＝μF壓；Ff表示滑動摩擦力的大??；F壓表示壓力的大??；μ表示動摩擦因數(shù)。μ是比例常數(shù)，沒有單位，叫動摩擦因數(shù)，μ的值跟接觸面有關(guān)，接觸面材料不同、粗糙程度不同，動摩擦因數(shù)也不同。如圖木塊所受的支持力為FN。由于木塊對木板的壓力大小等于FN；所以摩擦力也可以表示為：Ff＝FN思考：一物體置于水平粗糙地面上，按如圖所示不同方法，在水平力F的作用下運動，設(shè)地面與物體各接觸面的動摩擦因數(shù)相等，則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系是Ff甲=Ff乙=Ff丙。幾種材料間的動摩擦因數(shù)材料動摩擦因數(shù)材料動摩擦因數(shù)鋼—鋼0.25鋼—冰0.02木—木0.30木—冰0.03木—金屬0.20橡膠輪胎—路面（干）0.71皮革—鑄鐵0.28木—皮帶0.40例題1：在我國東北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作為運輸工具。一個有鋼制滑板的雪橇，連同車上木料的總質(zhì)量為4.9×103kg。在水平的冰道上，馬要在水平方向用多大的力，才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)？g取10N/kg。μ＝0.02分析：將雪橇抽象為一個物體，雪橇在重力mg、支持力FN、馬的拉力F和滑動摩擦力Ff四個力的作用下，沿水平面勻速前進(jìn)。根據(jù)二力平衡條件，拉力F與滑動摩擦力Ff的大小相等，而Ff與FN有關(guān)，F(xiàn)N的大小又等于mg，故可以求得拉力F。解：雪橇所受重力mg＝4.9×104N。雪橇勻速運動，拉力F與滑動摩擦力Ff大小相等，即F＝Ff；由于FN＝mg；Ff＝μFN＝μmg故F＝μmg＝0.02×4.9×103×10N＝980N馬要在水平方向用980N的力，才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)。例題2：如圖所示，物體A重40N，物體B重20N，A與B、A與地面間的動摩擦因數(shù)相同，物體B用細(xì)繩系在豎直墻面上，當(dāng)水平力F＝32N時，才能將A勻速拉出，求：(1)接觸面間的動摩擦因數(shù)；(2)物體A所受物體B的摩擦力的大小和方向；(3)物體A所受地面的摩擦力的大小和方向．答案：(1)0.4(2)8N水平向左(3)24N水平向左解析：以A物體為研究對象，則物體B對其壓力FN2＝GB，地面對A的支持力FN1＝GA＋GB，所以A受B的滑動摩擦力Ff2＝μFN2＝μGB，A受地面的摩擦力Ff1＝μFN1＝μ(GA＋GB)，由題意得F＝Ff1＋Ff2，將F＝32N，GA＝40N，GB＝20N，代入解得μ＝0.4，F(xiàn)f2＝μGB＝8N，方向水平向左；Ff1＝μ(GA＋GB)＝24N，方向水平向左．（三）靜摩擦力思考討論：人用平行于地面的力推沙發(fā)，但它沒有被推動，沙發(fā)與地面間存在摩擦力嗎？出示圖片：小孩推沙發(fā)因為沙發(fā)相對地面有運動的趨勢，所以沙發(fā)與地面間存在摩擦力。根據(jù)二力平衡的知識可知，這時一定有一個力與推力平衡。這個力與人對沙發(fā)的推力大小相等、方向相反。這個力就是沙發(fā)與地面之間的摩擦力。只要沙發(fā)與地面間沒有產(chǎn)生相對運動，靜摩擦力的大小就隨著推力的增大而增大，并與推力保持大小相等。1．靜摩擦力由于兩個相互接觸的物體之間有相對運動趨勢而產(chǎn)生的摩擦力叫作靜摩擦力。2．靜摩擦力的產(chǎn)生條件（1）兩物體相互接觸，且接觸面不光滑。（2）兩物體接觸面處有壓力；（3）兩物體接觸面有相對運動趨勢。針對練習(xí)：下列圖中的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，有靜摩擦力的是（）答案：BCD3．靜摩擦力的方向靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，跟物體相對運動的趨勢方向相反。注意：①運動的物體可以受到靜摩擦力，只要相對靜止有相對運動趨勢。②靜摩擦力既可以是動力也可以是阻力但它產(chǎn)生的效果一定是阻礙物體間的相對運動。演示靜摩擦力的大小隨拉力的變化1．實驗器材木塊、長木板、彈簧測力計2．實驗步驟①把木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊。②逐漸增大拉力F，在增大到一定值之前，木塊不會運動，觀察彈簧測力計的示數(shù)，此種情況下靜摩擦力等于拉力。③繼續(xù)用力，當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時木塊開始移動，觀察彈簧測力計的示數(shù)有什么變化？當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時木塊開始移動的瞬間，此時拉力會突然變小。④用力傳感器代替彈簧測力計做這個實驗，能夠在計算機屏幕上直接得到拉力隨時間變化的F-t圖像。3．出示靜摩擦力大小視頻實驗結(jié)論：靜摩擦力隨拉力的增大而增大，當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時木塊開始移動，拉力突然減小。4．靜摩擦力的最大值Fmax在數(shù)值上等于物體即將開始運動時的拉力。兩物體之間實際產(chǎn)生的靜摩擦力F在0與最大靜摩擦力Fmax之間，即0<F≤Fmax說明：最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力大一些。在有些情況下認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力。課堂練習(xí)1．靜止在水平地面上的質(zhì)量為50kg的物體，與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)作用在該物體上的水平拉力為30N時，它所受到的是_______(填“靜”或“動”)摩擦力，其大小為_______N。當(dāng)該力增大到110N時，物體剛要開始滑動，則物體與地面的最大靜摩擦力為_______N。當(dāng)該力增大到150N時，物體受到的摩擦力是_______(填“靜”或“動”)摩擦力，其大小為_______N。（g取10m/s2）答案：靜、30、110、動、1002．下列說法中不正確的是（）A．相互接觸并有相對運動的兩物體間必有摩擦力B．兩物體間有摩擦力，則其間必有彈力C．兩物體間有彈力，則其間不一定有摩擦力D．兩物體間無彈力，則其間必?zé)o摩擦力答案：A3．如圖所示，水平地面上有一貨箱，貨箱所受的重力G=1000N，某人用F=400N的水平力拉貨箱，沒有拉動。則貨箱受到的靜摩擦力大小是（）A．400NB．600NC．1000ND．1400N答案：A4．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，己知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，下列說法正確的是（）A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定μ2(m＋M)gC．木板受到地面的摩擦力的大小一定等于FD．當(dāng)F＞μ2（m＋M）g時，木板仍靜止答案：AD三、課堂小結(jié)1．摩擦力方向：與物體相對運動或相對運動的趨勢方向相反。2．摩擦力產(chǎn)生的條件：兩物體要相互接觸且存在壓力；物體接觸面粗糙；物體間發(fā)生相對運動或物體間有相對運動的趨勢。3．滑動摩擦力的大?。篎f＝μF壓=μFN4．靜摩擦力隨拉力的增