3.6摩擦力（導(dǎo)學(xué)案）七年級(jí)科學(xué)下冊(cè)（浙教版）2

3.6摩擦力（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解摩擦力產(chǎn)生的條件；學(xué)會(huì)摩擦力方向的判斷方法；2.知道靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力；3.了解摩擦力大小的影響因素；【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】摩擦力產(chǎn)生的條件；摩擦力的方向；受力分析；摩擦力大小的影響因素；【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】摩擦力的方向；靜摩擦和滑動(dòng)摩擦?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】（此模塊是回顧與預(yù)習(xí)）1.當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上發(fā)生運(yùn)動(dòng)或?qū)⒁l(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫做摩擦力。2.摩擦力方向：摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。3.摩擦力分類(lèi)：靜摩擦（只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）、滑動(dòng)摩擦（發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)）、滾動(dòng)摩擦（發(fā)生滾動(dòng)）。4.摩擦力產(chǎn)生條件：①物體之間接觸；②發(fā)生擠壓（有壓力）；③接觸面粗糙；④發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。（四個(gè)條件要同時(shí)滿(mǎn)足才能產(chǎn)生摩擦力）5.影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素：壓力、接觸面粗糙程度。6.增大摩擦的方法：①增大壓力；②增大接觸面粗糙程度；7.減小摩擦的方法：①減小壓力；②減小接觸面粗糙程度；③用滾動(dòng)代替滑動(dòng)；④使兩接觸面分離（如加潤(rùn)滑油、氣墊、磁懸浮列車(chē)等）?！菊n堂探究】一、摩擦力的存在1.摩擦力活動(dòng)1．用手推一下放在桌面上的木塊，使它運(yùn)動(dòng)起來(lái)，觀察木塊離開(kāi)手后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有什么變化。你能解釋這個(gè)現(xiàn)象嗎？現(xiàn)象：木塊速度越來(lái)越小，逐漸停下來(lái)。2．將手掌緊壓在桌面上，并慢慢拖動(dòng)，使手在桌面上滑動(dòng)。你的手掌有什么感覺(jué)？現(xiàn)象：感受到桌面對(duì)手掌有阻礙作用。3.將牙刷的刷毛直立在課桌上，用力推或拉動(dòng)牙刷，觀察刷毛彎曲的方向與牙刷運(yùn)動(dòng)的方向的關(guān)系?，F(xiàn)象：刷毛彎曲的方向與牙刷相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的方向相反?？偨Y(jié)：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫做摩擦力（用f表示）。摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，摩擦力總是阻礙物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由以上活動(dòng)可知，摩擦力的作用點(diǎn)在接觸面上，摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，知道了摩擦力的作用點(diǎn)、方向，那么怎么知道摩擦力的大小呢？摩擦力的大小我們可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定，并通過(guò)平衡力的原理求出摩擦力的大小。如圖所示：用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡原理，它在水平方向受到的向右的拉力F和向左的滑動(dòng)摩擦力f是一對(duì)平衡力，兩個(gè)力相等。則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)即摩擦力的大小。兩個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦力，兩個(gè)物體相對(duì)靜止時(shí)是否也會(huì)產(chǎn)生摩擦力呢？活動(dòng)：紙杯中盛有米，米內(nèi)插有筷子。將米壓緊后，豎直向上提筷子，你看到筷子連著杯子和米都被提起了。請(qǐng)嘗試解釋這個(gè)現(xiàn)象?？曜酉蛏咸崞饡r(shí)，米相對(duì)筷子有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，筷子與米之間存在著摩擦力。正是這個(gè)摩擦力使筷子與米之間保持相對(duì)靜止，才使得筷子能將杯子提起。由以上活動(dòng)可知，兩個(gè)物體相對(duì)靜止時(shí)，也可以產(chǎn)生摩擦力。2.摩擦力的分類(lèi)滑動(dòng)摩擦力：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力：兩個(gè)相互擠壓的物體存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，它們之間存在一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，這種力叫做靜摩擦力。滾動(dòng)摩擦：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦叫做滾動(dòng)摩擦。故可以將摩擦力分為滑動(dòng)摩擦、靜摩擦、滾動(dòng)摩擦。3.摩擦力產(chǎn)生的條件活動(dòng)：辨別下列情況是否產(chǎn)生摩擦力①水平面上靜止的物體與水平面沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，不產(chǎn)生摩擦力；②沿著墻面下滑的物體，與墻面沒(méi)有發(fā)生擠壓，不產(chǎn)生摩擦力，若向左施加一個(gè)壓力，則會(huì)產(chǎn)生摩擦力；③接觸面光滑，不產(chǎn)生摩擦力。摩擦力普遍存在于我們的生活之中，對(duì)我們的生活起著極為重要的影響。例如，人走路時(shí)兩只腳的前后位置會(huì)交替變化，后腳離開(kāi)地面前要蹬地，這時(shí)，地面對(duì)它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向前的摩擦力，正是這個(gè)力，人才得以向前運(yùn)動(dòng)；而前腳踩到地面時(shí)，地面會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一個(gè)向后的摩擦力，正是這個(gè)力，才使腳停止了向前的運(yùn)動(dòng)。注意：摩擦力是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，不一定是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，如走路時(shí)摩擦力促進(jìn)運(yùn)動(dòng)，將貨物放在轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶上，貨物受到向右的摩擦力可促進(jìn)貨物運(yùn)動(dòng)。思考與討論：假如沒(méi)有摩擦，將會(huì)出現(xiàn)怎樣的情景？生活中我們所做的許多工作都依靠摩擦力來(lái)完成，假如沒(méi)有摩擦，靠摩擦來(lái)完成的工作將無(wú)法進(jìn)行。如：老師無(wú)法用粉筆在黑板上寫(xiě)字，吃飯時(shí)筷子夾不起飯菜，人無(wú)法在地面上行走，人拿不起杯子等等。不但固體與固體之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，液體、氣體與固體之間也會(huì)產(chǎn)生摩擦。如圖是超齡服役的俄羅斯“和平號(hào)”空間站安全脫離軌道后進(jìn)入地球大氣層時(shí)，與空氣摩擦后導(dǎo)致燃燒而形成的壯觀景象。二、影響摩擦力大小的因素在地面上推一只木箱，木箱會(huì)受到地面的摩擦力，箱子越重，推起來(lái)越費(fèi)力，地面越粗糙，推起來(lái)越費(fèi)力，讓我們來(lái)探究摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)。【猜想與假設(shè)】（1）滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關(guān)；（2）滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1．如圖甲所示，在水平放置的長(zhǎng)木板上放一塊木塊，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊，使它在長(zhǎng)木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，測(cè)出木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力，并將結(jié)果記錄在下表中。2．如圖乙所示，在木塊上放砝碼，增大木塊與長(zhǎng)木板之間的壓力，測(cè)出木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力，并將結(jié)果記錄在表中。3．在長(zhǎng)木板上鋪上棉布，以增大接觸面的粗糙程度，按圖丙的方式測(cè)出木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力，并將結(jié)果記錄在表中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)條件摩擦力（牛）壓力大小接觸面粗糙程度1木塊的重較光滑42木塊和砝碼的總重較光滑73木塊的重較粗糙6分析：比較實(shí)驗(yàn)1、2，接觸面粗糙程度相同，但壓力大小不同，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大，即滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關(guān)；對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、3，壓力相等，接觸面粗糙程度不同，接觸面越粗糙，摩擦力越大，即滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】滑動(dòng)摩擦力的大小跟作用在物體表面上的壓力有關(guān)，還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)。壓力越大，接觸面越粗糙，摩擦力越大?！緦?shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與改進(jìn)】（1）滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小無(wú)關(guān)；（2）實(shí)驗(yàn)要注意控制單一變量；（3）該實(shí)驗(yàn)中必須保持木塊勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木塊受力平衡，彈力才等于摩擦力，但是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)難以維持，實(shí)驗(yàn)中很難保持彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的穩(wěn)定性，很難讀數(shù)，可對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，如圖乙所示，水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)木板，不需要保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，木塊靜止，木塊所受的彈簧的彈力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不必勻速拉動(dòng)木塊，操作方便，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)。（4）滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素是壓力和接觸面粗糙程度，靜摩擦力大小不受這兩個(gè)因素的影響，靜摩擦力大小可根據(jù)二力平衡原理求得，如使用5N的力無(wú)法推動(dòng)物體，此時(shí)靜摩擦力大小為5N，若使用6N的力推動(dòng)物體還是無(wú)法推動(dòng)，則此時(shí)摩擦力大小為6N。三、增大或減小摩擦的方法1.增大有利摩擦摩擦雖然會(huì)阻礙物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但在許多情況下，這種阻礙作用對(duì)我們來(lái)說(shuō)是有益的，因此，人們常常需要設(shè)法增大這種摩擦。你知道采用什么措施可以增大物體之間的摩擦嗎？增大摩擦的方法：增大壓力、減小接觸面的粗糙程度2.減小有害摩擦有時(shí)，摩擦也會(huì)給我們帶來(lái)麻煩。例如，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦?xí)箼C(jī)器零件發(fā)熱和磨損；沿地面拖動(dòng)桌子，桌腳與地面的摩擦既容易使桌腳和地面受損，又會(huì)使人感到很費(fèi)勁。因此，人們需要設(shè)法減小有害的摩擦。你知道采用什么措施可以減小物體之間的摩擦嗎？減小摩擦的方法：減小壓力、減小接觸面的粗糙程度、變滑動(dòng)為滾動(dòng)、分離接觸面?；顒?dòng)1．如圖甲，輕擊一下有機(jī)玻璃底座，讓底座沿桌面滑動(dòng)。底座容易滑動(dòng)嗎？2．通過(guò)粘在底座中心的橡皮塞中的小孔，將氣球打足氣。再將底座放在桌面上（如圖乙），當(dāng)氣球內(nèi)的氣體從小孔中泄出時(shí)，輕擊底座，底座容易滑動(dòng)嗎？實(shí)驗(yàn)表明，利用氣墊可以大大減小摩擦力。氣墊船就是利用船與水面之間的氣墊使接觸面分離從而減小船行駛時(shí)的摩擦的?！咀晕覝y(cè)評(píng)】典例1如圖是一款擦窗機(jī)器人，它通過(guò)吸盤(pán)吸附在豎直的玻璃窗上。擦窗機(jī)器人勻速豎直上行過(guò)程中所受摩擦力的方向是（）A.水平向左B.水平向右C.豎直向上D.豎直向下【答案】C【解析】擦窗機(jī)器人勻速豎直上行過(guò)程中，處于平衡狀態(tài)，所以受到平衡力作用，在豎直方向上受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力，二力的方向相反，因此所受的摩擦力豎直向上，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。典例2如圖所示，A、B、C三木塊依次疊放，恒力F作用在B木塊上，使三者一起向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。以下說(shuō)法正確的是（）A.木塊A和木塊B之間不存在摩擦力B.木塊B對(duì)木塊C的摩擦力水平向左C.恒力F和地面摩擦力大小不相等D.B、C間的摩擦力和地面處的摩擦力種類(lèi)相同【答案】A【解析】C.以A、B、C三木塊整體為研究對(duì)象，由于三者一起向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，即處于平衡狀態(tài)，故整體受到的是平衡力，即水平方向受到的恒力F和地面作用在C上的滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相對(duì)，方向相反，故C錯(cuò)誤；A.由于三者一起向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，彼此間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以，木塊A和木塊B之間不存在摩擦力，故A正確；B.以C為研究對(duì)象，由于做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，即處于平衡態(tài)，水平方向受到地面向左的滑動(dòng)摩擦力和B對(duì)C水平向右的靜摩擦力，且此二力平衡，故B錯(cuò)誤；D.根據(jù)題意知道，B、C間的摩擦力是靜摩擦力，地面處的摩擦力滑動(dòng)擦力，故D錯(cuò)誤。故選A。典例3小科按如下步驟完成探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。①如圖1甲所示，木塊A平放在長(zhǎng)木板B上，水平勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊A，保持彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，記錄其示數(shù)。②如圖1乙所示，將毛中固定在長(zhǎng)木板B上，木塊A平放在毛中上，水平勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊A，保持彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，記錄其示數(shù)。③如圖1丙所示，將木塊A平放在長(zhǎng)木板B上，并在木塊A上放一鉤碼，水平勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊A，保持彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，并記錄其示數(shù)。（1）根據(jù)圖1甲、乙、丙圖，該實(shí)驗(yàn)主要采用的探究方法是；（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小科發(fā)現(xiàn)很難做到讓木塊A保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，又設(shè)計(jì)了如圖丁的實(shí)驗(yàn)。小科發(fā)現(xiàn)：當(dāng)F為3N時(shí)，木塊A相對(duì)于地面靜止目長(zhǎng)木板B做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.2N，則長(zhǎng)木B受到地面的摩擦力方向?yàn)樗较颍ㄟx填“左”或“右”），大小為N；（3）實(shí)驗(yàn)拓展：如圖2甲，放在水平地面上的物體C受到方向不變的水平拉力的作用，F(xiàn)t和vt圖像分別如圖2乙，則物體C在第4s時(shí)受到的摩擦力大小為N?！敬鸢浮浚?）控制變量（2）右；1.8（3）4【解析】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，探究壓力與摩擦力關(guān)系時(shí)，需要控制接觸面的粗糙程度不變，因此運(yùn)用了控制變量法。（2）木塊A相對(duì)于地面靜止且長(zhǎng)木板B運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.2N，說(shuō)明木塊A收到木塊B施加向左的摩擦力為1.2N，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ模阅緣KB受到木塊A施加向右的摩擦力大小為1.2N，此時(shí)木塊B水平方向受到水平向左的拉力為3N，水平向右A施加的摩擦力為1.2N，因?yàn)槟緣KB做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡力可知，木塊B受到地面施加的摩擦力為f=3N1.2N=1.8N，方向水平向右。（3）由vt圖像分析可知，第4s時(shí)物體產(chǎn)生的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，與6s～9s產(chǎn)生的摩擦力大小相等，6s～9s時(shí)物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)二力平衡可知，物體受到的摩擦力為4N。典例4自行車(chē)的構(gòu)造和使用上有很多涉及到摩擦力的知識(shí)，下面說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.給車(chē)軸加潤(rùn)滑油，是通過(guò)減小接觸面粗糙程度減小摩擦B.腳踏板上有花紋，是通過(guò)增大接觸面粗糙程度增大摩擦C.軸承里加滾珠，是通過(guò)變滑動(dòng)摩