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第八章 运动和力
第3节 摩擦力
素养目标
1.认识摩擦力，知道摩擦力产生的条件；理解滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度的关系；知道增大和减小摩擦的方法，并能应用这些知识解释生活中的现象。
2.通过实验探究滑动摩擦力大小的影响因素，培养控制变量和归纳总结的思维能力；能运用摩擦力的知识分析实际问题，如物体的运动状态与摩擦力的关系。
3.经历探究滑动摩擦力大小影响因素的实验过程，学会设计实验、选择器材、进行实验和分析数据；培养在实验中发现问题、改进实验的能力。
4.在实验探究中，培养实事求是的科学态度，认真记录和分析实验数据；认识到摩擦力在生活和生产中的重要性，增强利用物理知识改善生活的意识。
一、创设情景，引入新课
如图所示，将手掌压在桌面上滑动时，你是否感到桌面对手掌有阻碍作用 要改变手掌受到的阻力的大小，你有哪些方法
滑冰运动员停止蹬冰后，会慢慢停下来；行驶的汽车刹车后，会很快停下来。这些阻碍作用是如何产生的，又与哪些因素有关呢？
二、摩擦力
1. 现象探究：摩擦的存在及分类
【做一做】选做下面的几个小实验，观察现象，分析原因。
①把手掌压在桌面上滑动
感觉桌面对手掌有一种阻碍作用
②如下图所示，用力擦黑板
发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用
③如图所示，让足球在草坪上滚动
草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的滚动有一种阻碍作用
④如图所示，把一个质量为m的物体静止在斜面上
物体能静止在斜面上没有下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用
【探究归纳】
两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力。
2. 三种摩擦
（1）静摩擦：一个物体在另一个物体的表面上有 运动
时产生的摩擦。
（2）滑动摩擦：一个物体在另一个物体的表面上 时产生的摩擦。
（3）滚动摩擦：一个物体在另一个物体的表面上 时产生的摩擦。
静摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
如用铅笔写字时，手与笔杆之间的摩擦属于 摩擦，笔尖与纸之间的摩擦属于 摩擦；而用圆珠笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于 摩擦。
相对
趋势
滑动
滚动
静
滑动
滚动
3. 摩擦力
②两个物体的接触面必
（1）摩擦力：在接触面
物体相对运动的力统称为摩擦力。常常用字母 表示。
（2）产生摩擦力的条件
①两个物体互相 并互相 。
（3）摩擦力的方向：总是沿接触面的 方向。
③有 物体相对运动或相对运动趋势的特征。
须都是 的。
手与瓶子间是静摩擦力
冰壶与冰面之间是滑动摩擦力
油桶与地面之间是滚动摩擦力
阻碍
f
接触
挤压
粗糙
阻碍
切线
4. 滑动摩擦力
（2）产生原因：相互接触的两个物体表面是 的，在压力作用下这些凹凸不平的部位会相互
。当两个物体做 滑动时，啮合部位就会产生 相对运动的作用，产生滑动摩擦力。
（1）定义：两个相互接触的物体，当它们 滑动时，在接触面上会产生一种 相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
滑动摩擦
相对
阻碍
凹凸不平
啮合
相对
阻碍
相互接触的物体的两个面，有时用肉眼看起来很光滑，但是放到显微镜下观察，就会发现接触面是凹凸不平的（如上页图）。
当相互接触的物体发生相对滑动时，就会彼此阻碍，产生滑动摩擦力。
（3）滑动摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反。如向右推木箱时，木箱受到的滑动摩擦力的方向向左。
箱子相对于地面向右运动
滑动摩擦力f
（4）测量滑动摩擦力
①测量原理：
③分析：由于木块做 运动，受到的力为平衡力，在水平方向上木块受到的 摩擦力和弹簧测力计的 是一对平衡力。由二力平衡条件可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小 ，所以弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。
②测量方法：如图所示，用弹簧测力计拉动木块，使它沿长木板水平的做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数，即为 的大小。
二力平衡
滑动摩擦力
匀速直线
滑动
拉力
相等
5. 静摩擦力
（1）静摩擦力：一个物体在另一个物体的表面上有相对运动 时产生的摩擦。
（2）静摩擦力的方向：如图所示，瓶子有 运动的趋势，当瓶子静止时，瓶子所受到的静摩擦力的方向与向下运动的趋势 ，即静摩擦力的方向 。
（3）静摩擦力的大小：当瓶子静止时，在竖直方向上所受到的静摩擦力与重力是一对 力，根据
的条件可知，静摩擦力与重力大小相等，即 。
静摩擦力f
重力G
向下
趋势
相反
竖直向上
平衡
二力平衡
f=G
视频讲解——《摩擦力及其分类》
三、探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关
【猜想和假设】
根据生活经验可知，在手掌压在桌面上滑动的过程中，压力越大，手掌受到的阻碍越大；桌面越粗糙，滑起来越费力。
当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。
①滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？
②滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？
③滑动摩擦力的大小可能跟接触面积有关？ ………
【实验思路】
（1）实验器材：弹簧测力计、木块、木板3块（粗糙程度不同）、砝码等。
（2）研究方法——控制变量法
根据生活经验，同样的接触面，物体越重，对接触面的压力越大，滑动时受到的摩擦力越 ；同样的压力，接触面越粗糙，物体滑动时受到的摩擦力越 。
只要控制 相同，测量不同压力下物体受到的滑动摩擦力，就可以找到滑动摩擦力与压力的关系；
同理，控制 不变，改变接触面的粗糙程度，就可以找到滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系。
（3）请结合实验器材，思考以下问题。
①如何改变对接触面压力的大小
②如何改变接触面的粗糙程度
大
大
接触面
压力
【进行实验】
（1）用弹簧测力计拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，读出弹簧测力计的示数，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力（图甲）；
（2）在木块上放不同数量的砝码，改变压力，测量滑动摩擦力（图乙）；
（3）换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持压力不变，测量滑动摩擦力（图丙）。
（4）把每次实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中。
【分析与论证】
（1）在第1与2次实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，可得出结论：
接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越 。
（2）在第2与3次实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，可得出结论：
大
在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 。
大量实验表明：
滑动摩擦力的大小与接触面所受的 和接触面的 程度有关。接触面越粗糙、压力越大，滑动摩擦力越 。
另外，滑动摩擦力的大小还与
【实验评估】
因此，将实验方案改进如下：木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。
实验中很难控制水平 拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。
大
压力
粗糙
大
材料
接触面的 有关。
匀速
改进后，水平向右拉动长木板，当木块保持 时，木块处于 状态，此时无论长木板是否做 直线运动，都可以保证拉力的大小始终
滑动摩擦力的大小。
F
拉木板运动
木板可以不做匀速直线运动，弹簧测力计相对于桌面始终保持静止状态，便于读数。
想一想：无论长木板是否做匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小，为什么？
这样做的好处是什么？
静止
平衡
匀速
等于
视频演示——《探究影响滑动摩擦力大小的因素》
【拓展一】探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
（1）把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F1。
实验结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，摩擦力的大小与接触面积的大小 。
（2）把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F2。
（3）实验现象：两次实验弹簧测力计的示数相等。
无关
【拓展二】探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系
（1）把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F1。
（2）保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。
（3）实验现象：两次实验弹簧测力计的示数相等。
实验结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，摩擦力的大小与运动速度的大小 。
无关
四、摩擦的利用与防止
有些摩擦是有益的，如走路时，脚和地面的摩擦；有些摩擦是有害的，如机器转动部分的摩擦。有益的摩擦要设法增大，有害的摩擦要减小。
1. 增大摩擦的方法
（1）增大物体间的压力
用力拧紧瓶盖
汽车刹车时增大压力
机器靠张紧传送带传递动力
想一想：在生活生产中，还有哪一些实例是靠增大物体之间的压力来增大摩擦的？
（2）使接触表面粗糙
工人使用砂磨机打磨墙面
增大印刷机滚筒的压力保证印刷效果
增大纱线与纱线卷的压力
增大犁与地之间的压力
增大物体接触表面的粗糙程度也可以增大摩擦。
花纹把
粗糙绳
手套
（3）变滚动摩擦为滑动摩擦
在汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地面间的摩擦力，使车容易停下来。
2. 减小摩擦的方法
（1）使接触表面光滑
使物体间的接触面变光滑，可以减小摩擦力。
冰壶比赛中，运动员不断的刷冰，使接触面光滑减小摩擦
滑梯的表面比较光滑是为了减小人与滑梯间的摩擦
（2）减小压力
例如，在推箱子时，若箱子里的物品比较多，就不容易推动，当把物品拿出一部分，减小了压力，摩擦力也变小，就容易推动。
使接触面间的压力减小，可以减小摩擦力。
（3）用滚动代替滑动
用滚动摩擦代替滑动摩擦，可以大大减小摩擦。
我国古人很早就发现用滚动代替滑动可以大大减小摩擦，人们常常利用滚木移动巨石、巨木等。
滚动轴承的原理是利用滚珠之间的滚动摩擦来减小摩擦力。
（4）使接触面分离
例如，给门轴上的合页加润滑剂可以在两个表面之间形成油膜，使它们互不接触，这样就减小了摩擦。
气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触，可以大大减小摩擦。
合页
气垫船
磁悬浮列车
磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一薄层空气，减小摩擦。
在滚动轮轴与滚珠之间加润滑油，使它们彼此分离，减小摩擦。
课堂总结（1）
课堂总结（2）
摩擦力
摩擦力
滑动摩擦力
影响滑动摩擦力的因素
增大和减小摩擦
①三种摩擦：静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦.
②摩擦力方向：与物体相对运动或相对运动趋势方向相反.
①概念：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在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.
②方向：与物体相对运动的方向相反.
③测量：用弹簧测力计拉动物体沿水平面做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小.
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关。滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关.
①增大摩擦的方法：增大压力；使接触面粗糙； 变滚动摩擦为滑动摩擦.
②减小摩擦的方法：减小压力；使接触面光滑；变滑动摩擦为滚动摩擦；使接触面分离.
课堂练习：
1. 冰壶比赛时，运动员需要不断调节自己的运动情况。如图所示，一名运动员穿的两只鞋的鞋底材质并不相同，蹬冰脚的鞋底为橡胶制成的，而滑行脚的鞋底为塑料制成的。运动员需要滑行时，全身由滑行鞋支撑，蹬冰鞋不与冰面接触；运动员需要停下时，用蹬冰鞋接触冰面进行控制。请你利用本节知识说明运动员是怎样改变摩擦力大小的
相同条件下，橡胶比塑料粗糙，穿橡胶底（蹬冰脚）可以通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
滑行脚的鞋底为塑料制成，这样可以通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力，便于滑行。
2．浴室中，为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒，下列采取的措施中错误的是（ ）
A．浴室地面铺上带有凹凸花纹的地砖
B．人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋
C．脚底下放一条毛巾
D．穿上平底光滑的塑料拖鞋
D
3.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，在同一木块上加上不同的砝码，用弹簧测力计拉着木块在同一水平桌面上运动。
①如图甲、乙、丙所示，为准确测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计应沿水平桌面拉着木块做__________ 运动；
②由甲、乙、丙三图数据可知，滑动摩擦力的大小与
有关；
匀速直线
接触面的粗糙程度
③增大丙图中弹簧测
力计的拉力，木块受
到的滑动摩擦力_____
（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
不变
下 课
Thanks!
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