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第2节 运动与相互作用
（第3课时）
浙教版八年级科学上册
第2章 力与空间探索
学习目录
摩擦力的存在
1
摩擦力的大小
2
增大或减小摩擦的方法
3
学习目标
科学观念
科学思维
探索实践
态度责任
了解摩擦力的普遍存在，确定摩擦力的概念，能正确区分滑动摩擦力与滚动摩擦力，掌握影响滑动摩 擦力大小的因素，摩擦知识解释相关的问题，建立和完善力的科学观念。
理解摩擦力形成的条件和弹簧测力计测量摩擦力的方法，建立和提升相关的科学思维。
通过探究实践获得影响滑动摩擦力大小的因素，学习运用控制变量法进行实验设计，培养观察能力和分析概括能力。
感受科学成果是多人智慧的结晶；培养实事求是的科学态度。
课堂导入
“为什么汽车刹车时轮胎会留下痕迹？鞋底花纹有什么作用？”
“滑冰运动员如何保持平衡？如果没有摩擦力，世界会变成什么样？”
“如果物体之间完全没有摩擦力，我们还能行走、抓取物体吗？”
PART 01
摩擦力的存在
新知讲解
一、摩擦力的存在
将手掌紧压桌面，并在其上慢慢滑动，能感到桌面对手掌有阻碍作用。这种阻碍作用来自手掌与桌面之间的摩擦力，摩擦力是一种很常见的力。
1.如图2.2-10所示，用手推放在桌面上的木块，使它运动起来，观察木块离开手后运动状态有什么变化。解释这个现象。
运动的木块最终在桌 面上静止，说明木块 受到桌面阻碍它运动 的力
2.如图2.2-11所示，用扫把从右往左清扫地面，感受施加给扫把的力，观察扫把刷毛朝哪个方向弯曲。
扫把刷毛朝右弯曲， 说明刷毛受到地面阻 碍它运动的力
总结:两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上滑动时,在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
两个互相接触的物体，当一个物体在另一个物体表面上滑动时，在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力(friction)。滑动摩擦力的方向与物体运动的方向相反。
两个物体相对滑动时会产生滑动摩擦力，那么两个物体相对静止时是否也会产生摩擦力呢
一、摩擦力的存在
如图2.2-12所示，纸杯中盛有米，米内插有筷子。将米压紧后，竖直向上提筷子，你将观察到什么现象 请尝试解释这个现象。
筷子能将米和纸杯提起，说明米 与筷子、米与纸杯之间存在摩擦 力，摩擦力使筷子、米和纸杯保 持相对静止
总结：两个互相接触的物体间有相对运动趋势时，在它们的接触 面上产生阻碍物体间相对运动趋势的力叫作静摩擦力。
筷子向上提起时，筷子与米之间也存在摩擦力。正是这个摩擦力使筷子与米之间保持相对静止，才使得筷子能将装有米的杯子提起。
一、摩擦力的存在
一、摩擦力的存在
两个互相接触的物体，当一个物体在另一个物体表面具有相对运动趋势时，在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这种力叫作静摩擦力。
（1）产生条件
①两物体相互接触并挤压；
②两物体的接触面粗糙；
③具有相对运动趋势（未滑动）。
2、静摩擦力
（2）作用点和方向
静摩擦力作用在接触面上，方向与物体相对运动趋势的方向相反。
如图2.2-13所示，把两本科学教科书一页一页地交叉叠好，然后尝试拉开两本书。能轻松拉开吗 想想为什么会这样。
不能轻松拉开这两本书,因为这两本书一页一页地交叉叠好,交叉页互相接触会产
生摩擦力,进而阻碍它们的运动,所以不能轻松拉开。
摩擦力普遍存在于我们的生活之中，对我们的生活起着极为重要的影响。人走路时两只脚的前后位置会交替变化，后脚离开地面前要蹬地，这时，地面对它会产生一个向前的摩擦力，正是这个力，人才得以向前运动；而前脚踩到地面时，地面会对它产生一个向后的摩擦力，正是这个力，才使脚停止了向前的运动。
一、摩擦力的存在
图2.2-14人行走时前、后脚受到的摩擦力
特别提醒：
摩擦力的方向不一定与物体 的运动方向相反，如左图中，人的运动方向向前，后脚受到 的摩擦力方向向前，与运动方 向一致，是动力；前脚受到的 摩擦力方向向后，是阻力。它们都与“相对运动趋势”的方 向相反。
假如没有摩擦，生产生活中将会出现怎样的情景
假如没有摩擦,我们会有很多事情不能做,如人不能行走，汽车不能行驶,我们不能写字、不能拿起东西、不能用筷子夹饭菜等。
不但固体与固体之间会产生摩擦，固体、液体、气体之间也会产生摩擦。图2.2-15是我国神舟十三号返回舱进入地球大气层时，外壳与空气摩擦燃烧而形成的壮观景象。
当我们推地面上的箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。那么,影响滑动摩擦力大小的因素有哪些呢
一、摩擦力的存在
图2.2-15神舟十三号返回舱经过大气层的情境
PART 02
摩擦力的大小
新知讲解
探究影响摩擦力大小的因素
1.提出猜想：
(1)接触面受到的压力越大，摩擦力也越大。
(2)接触面越粗糙，摩擦力也越大。
2.实验验证：
(1)如图2.2-16甲所示，在水平放置的长木板上放一块木块，用弹簧测力计水平拉木块，使它在长木板上做匀速直线运动，测出木块运动时受到的摩擦力，并将结果记录在表2.2-3中
甲
乙
丙
(2)如图2.2-16乙所示，在木块上放砝码，增大木块与长木板之间的压力，测出木块运动时受到的摩擦力，并将结果记录在表2.2-3中。
(3)在长木板上铺上棉布，增大接触面的粗糙程度，按图2.2-16丙的方式测出木块运动时受到的摩擦力，并将结果记录在表2.2-3中。
3.得出结论。
实验 序号 实验条件 滑动摩擦力/N
压力大小 接触面粗糙程度 1 木块的重力 较光滑
2 木块和砝码的总重力 较光滑
3 木块的重力 较粗糙
当一个物体在另一个物体的表面上滑动时，摩擦力的大小跟作用在接触面上的压力大小有关，还跟接触面的粗糙程度有关。压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大。
二、摩擦力的大小
(2)实验注意事项
①实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时有匀 速直线运动的过程。
②实验时应保持弹簧测力计与长木板平行。
③实验中要做到匀速拉动木块不好实现，可 做如图所示改进：将弹簧测力计的秤钩与木
块相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验。这样不但方便读数， 而且长木板也不用一定做匀速运动。
二、摩擦力的大小
静摩擦力的大小
物体受到静摩擦力时，仍处于静止状态，受力平衡，因此静摩擦力总是与 引起相对运动趋势的外力大小相等。
如图甲所示，当用10 N 的力推箱子，而未推动时，由于箱子静止，受力平 衡，故f甲 =F甲=10N; 如图乙所示，增大推力，用20 N 的力推箱子，但仍 未推动，此时箱子静止，受力平衡，故f 乙 =F 乙=20 N; 如图丙所示，用更 大的推力，箱子动起来，此时箱子和地面相对运动，受到滑动摩擦力。
二、摩擦力的大小
教材深挖
PART 03
增大或减小摩擦的方法
新知讲解
摩擦力虽然会阻碍物体之间的相对运动，但在某些情况下，这种阻碍作用对我们来说是有益的，因此，人们常常需要设法增大这种摩擦力。那么,采用什么措施可以增大物体之间的摩擦力
三、增大或减小摩擦的方法
弓压弦越重，琴声越响
鞋底上的花纹
浴缸的防滑垫
可见，增大物体间接触面的粗糙程度，或增大接触面之间的压力，均可以增大摩擦。
有时，摩擦也会给我们带来麻烦。例如，机器运转时，摩擦会使机器零件发热和磨损；沿地面拖动桌子，桌脚与地面的摩擦既容易使桌脚和地面受损，又会使人感到很费劲。因此，人们需要设法减小有害的摩擦。采用什么措施可以减小物体之间的摩擦呢
因此，减小接触面的粗糙程度，将滑动变为滚动，都可以减小摩擦。
三、增大或减小摩擦的方法
1.如图2.2-23甲，轻击一下有机玻璃底座，让底座沿桌面滑动。底座容易滑动吗
2.通过粘在底座中心的橡皮塞中的小孔，将气球打足气。再将底座放在桌面上(如图2.2-23乙),当气球内的气体从小孔中泄出时，轻击底座，底座容易滑动吗
甲
乙
实验表明，利用气垫可以大大减小摩擦力。如图2.2-24,气垫船就是利用船与水面之间的气垫而减小船行驶时的摩擦阻力的。
三、增大或减小摩擦的方法
在生活和生产实际中，有哪些增大或减小摩擦的事例
方法 举例
增大有益摩擦 增大接触面间的压力 将传送带的皮带张紧
增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸 不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急制动时，制动系统使车 轮变滚动为滑动
减小有害摩擦 减小接触面间的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让 车内乘客都下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰面
变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋
使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮 列车
科学·技术·工程
车速不同时的制动距离
科学·技术·工程·环境
汽车司机驾车行驶时，常因发现意外情况而紧急刹车。在司机制动刹车后，汽车还会继续滑行一段距离，这段距离叫作制动距离。制动距离的大小与车速、汽车质量(包括所载货物的质量)以及路面的状况有关。车速越大，汽车质量越大，路面越平滑，制动距离就越长。根据汽车的制动性能国家标准GB12676和GB/T13594的规定：不超过九座的载客汽车初速度为50km/h时，制动距离不超过19m;其他总质量不超过4.5t的汽车初速度50km/h时，制动距离不超过21m;其他汽车初速度50km/h时，制动距离不超过9m。
科学·技术·工程
科学·技术·工程·环境
表2.2-4是一辆保养良好的汽车在干燥公路上以不同的速度行驶刹车后.
速度/(km/h) 制动距离/m
40 8
50 13
60 20
80 34
100 54
表2.2-4 汽车的制动距离
图2.2-25从地上的刹车痕迹可以看出制动距离
PART 04
课堂总结
课堂总结
课堂总结
PART 05
练习与应用
如图所示，A、B、C三木块依次叠放，恒力F作用在B木块上，使三者一起向右做匀速直线运动。以下说法正确的是（　　）
A．木块A和木块B之间不存在摩擦力
B．木块B对木块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间的摩擦力和地面处的摩擦力种类相同
练习与应用
练习与应用
【答案】A
【解答】解：A、在恒力F的拉力作用下，ABC一起做匀速直线运动，因此，A、B、C都受平衡力，木块A在水平方向不受拉力，因此A所受的摩擦力为0N，B不会对A产生摩擦力，故A正确；
C、以A、B、C三木块整体为研究对象，由于三者一起向右做匀速直线运动，即处于平衡态，故整体受到的是平衡力，即水平方向受到的恒力F和地面作用在C上的滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故C错误；
B、以C为研究对象，由于做匀速直线运动，即处于平衡状态，水平方向受到地面向左的滑动摩擦力和B对C水平向右的静摩擦力，且此二力平衡，故B错误；
D、根据题意知道，B、C间的摩擦力是静摩擦力，地面处的摩擦力为滑动摩擦力，故D错误。
故选：A。
骑行成为近年来的热门活动。下列关于自行车物理原理的描述正确的是（　　）
A．车轮轴与轴承间的摩擦属于有益摩擦
B．轮胎和脚踏板上的花纹属于有害摩擦
C．刹车时按压把手是通过增大压力的方式来增大摩擦
D．加速骑行可以减小自行车与地面间的摩擦
练习与应用
【答案】C
【解答】解：A、车轮轴与轴承间的摩擦属于有害摩擦，故A错误；
B、轮胎和脚踏板上的花纹属于有益摩擦，防止脚打滑，故B错误；
C、刹车时手捏把手，是通过杠杆增大了车闸和车圈之间的压力，增大了摩擦力，故C正确；
D、加速骑行时，压力不变，接触面的粗糙程度不变，自行车与地面间的摩擦大小不变，故D错误。
故选：C。
如图，将两本书逐页交叉叠在一起后，让两位同学在两边用力拉也很难分开。主要是因为受到了（　　）
A．书本的重力 B．书对人的拉力
C．纸张间的摩擦力 D．纸张间的压力
练习与应用
【答案】C
【解答】解：书页交叉叠放在一起后，书页之间接触面比较粗糙，且产生一定的压力，从而产生很大的摩擦力，这是拉不开的主要原因，故ABD错误，C正确。
故选：C。
PART 06
提升训练
风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况。将一个套有木球的细直杆放入风洞实验室，球受到的重力为20N。球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是0.4。如图甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆匀速运动。再将杆沿竖直方向固定，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同，则球下滑过程中受到的滑动摩擦力为 N。
提升训练
【答案】3.2N。
【解答】解：当杆水平放置时的压力等于重力，摩擦力为：f水平=0.4G，
由于小球匀速滑动，所以风力大小等于摩擦力，即风力为0.4G，
当杆竖直放置时，风力大小不变，仍为0.4G，所以此时压力为0.4G
根据摩擦力与压力的关系，可知此时摩擦力为f竖直=0.4×0.4G=0.16G=0.16×20N=3.2N。
故答案为：3.2N。

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