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第四节 探究：滑动摩擦力大小因素
第六章 熟悉而陌生的力
沪科版2024
核心素养
滑动摩擦力的大小因素
物理观念
通过生活中的实例分析，知道摩擦力；
知道用弹簧测力计测量滑动摩擦力大小的方法；
能运用所学知识解决增大摩擦和减少摩擦的具体问题。
科学思维
通过观察与实践使学生了解摩擦在实际中普遍存在，既有利也有弊。
培养学生思考问题的辩证观点。
科学探究
通过科学探究活动，使学生体验控制变量法在物理研究过程中的应用，
培养学生乐于参与、勇于创新的意识和设计实验、分析概括的能力。
科学态度与责任
通过生活中实例的研究，激发学生用所学知识解决实际问题的热情；
培养对科学的热爱和好奇心；
树立正确的价值观。
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？
手掌在桌面上滑动
当我们将手掌压在桌面上滑动时，会感觉到桌面对手掌有阻碍作用。
导入新课
生活中类似的例子随处可见：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？
导入新课
（1）定义：
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。用f 表示。
f
显微镜下的桌面
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。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。
（2）产生原因：
滑动摩擦力
感受滑动摩擦力的存在：
①双手并拢，用其中一只手推或拉，使其中一只手在另一只手掌上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；
感受到一只手掌对另一只手掌有阻碍作用。
滑动摩擦力
②将手掌用力压在桌面上并向前用力，使手掌相对于桌面滑动，感受有没有一个阻碍手运动的力。
感受到桌面对手掌有阻碍作用。
滑动摩擦力
一个物体在另一个物体表面上将要发生而尚未发生相对运动时，产生的摩擦力称为静摩擦力。
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫做滚动摩擦力。
一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫做滑动摩擦力。
滑动摩擦力
静摩擦力
滚动摩擦力
滑动摩擦力
摩擦力产生的条件
①两个物体互相接触并互相挤压。
②两个物体的接触面必须都是粗糙的。
③有阻碍物体相对运动或相对运动趋势的特征。
滑动摩擦力
摩擦力的方向
与相对运动或相对运动趋势方向相反。
物体被拉着向右运动
与相对运动方向相反
摩擦力向左
与相对运动趋势方向相反
F摩
v
向右拉物体但没有拉动， 物体有向右运动的趋势
F
摩擦力向左
F摩
F
如何测量滑动摩擦力的大小呢？
滑动摩擦力
测量滑动摩擦力大小
测量工具：
弹簧测力计
测量原理：
二力平衡
测量方法：
用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿木板做匀速直线运动。
测量结果：
F摩 = N
转化法
滑动摩擦力的大小
　　为了测量滑动摩擦力，要用弹簧测力计水平拉动木块。想一想，为什么要使木块做匀速直线运动？
使木块做匀速直线运动是为了保证拉力与滑动摩擦力平衡，大小相等。这样，我们就可以通过读取弹簧测力计的拉力值来得知滑动摩擦力的大小。
滑动摩擦力的大小
探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
（2）猜想与假设：
（1）提出问题：
摩擦力的大小和什么因素有关
根据生活经验，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。
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？ ………
滑动摩擦力的大小
（3）实验思路：
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大；同样的压力，接触面越粗糙，物体滑动时受到的摩擦力越大。
只要控制接触面相同，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，控制压力不变，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。
控制变量法
实验器材：
研究方法：
弹簧测力计、木块、木板3块（粗糙程度不同）、砝码等。
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？
滑动摩擦力的大小
（4）实验过程：
①用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。（如图甲）
②在木块上放不同数量的钩码，改变压力，测量滑动摩擦力。（如图乙）
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。（如图丙）
④把长方体木块分别平放、侧放、立放在长木板上，匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数。
甲
乙
丙
长木板
长木板
粗糙的长木板
滑动摩擦力的大小
（5）实验记录：
（6）实验结论：
①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；
②滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
③滑动摩擦力大小与接触面材料有关，与接触面面积无关。
实验次数 压力大小 接触面粗糙程度 接触面面积大小 弹簧测力计的示数F/N 摩擦力f/N
1 1.5N 较光滑 80cm2 0.3N 0.3N
2 2.5N 较光滑 80cm2 0.6N 0.6N
3 1.5N 较粗糙 80cm2 1.5N 1.5N
4 1.5N 较光滑 40cm2 0.3N 0.3N
滑动摩擦力的大小
（7）反思与交流：
①手动匀速拉动木块，不易操作；
②弹簧测力计移动过程中示数不稳定，不易读数。
改进措施：
　　木块相对地面处于静止状态，测力计示数等于木板对木块施加的摩擦力。
F
拉木板
滑动摩擦力的大小
许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它。例如，人走路时要利用鞋底与地面间的摩擦。摩擦在很多情况下又是有害的。例如，机器工作时，运动的部件间要产生摩擦。这种摩擦不但白白消耗动力，而且使机器磨损。这时就要设法减小摩擦。
生活中是如何增大摩擦和减小摩擦的呢？
增大摩擦和减小摩擦
1.增大摩擦的方法
（1）增大接触面粗糙程度（使接触面粗糙）
涂防滑粉
瓶盖竖纹
车胎花纹
增大摩擦和减小摩擦
（2）增大压力
自行车的车闸
用力握水杯
用力拧瓶盖
增大摩擦和减小摩擦
（3）使滚动变滑动
汽车急刹车：当汽车需要紧急停车时，驾驶员会用力踩下刹车踏板。此时，车轮原本处于滚动状态，但在刹车力的作用下，车轮与地面之间的摩擦迅速增大，车轮开始滑动，直至汽车完全停止。这个过程中，摩擦力由滚动摩擦变为滑动摩擦，从而增大了摩擦力，使汽车能够更快地停下来。
增大摩擦和减小摩擦
2.减小摩擦的方法
（1）减小接触面粗糙程度（使接触面光滑）
滑梯的表面比较光滑是为了减小人与滑梯间的摩擦
冰壶比赛中，运动员不断的刷冰，使接触面光滑减小摩擦
增大摩擦和减小摩擦
（2）减小压力
运动员在做单杠动作时，通常不会紧握单杠，而是保持适当的握力，这样可以减小手与单杠之间的正压力，从而降低摩擦力。
增大摩擦和减小摩擦
（3）使滑动变滚动
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。
滚动轴承的内圈紧套在轴上，外圈固定在轮上，两圈之间装着许多光滑的钢球或钢柱。轮转动时带动外圈转动，钢球或钢柱在内外圈之间滚动，摩擦就大大减小了。现在许多机器的转动部分都安装了滚动轴承
增大摩擦和减小摩擦
（4）使接触面分离
气垫船
合页
磁浮列车
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。
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。
增大摩擦和减小摩擦
1.如图所示，物体间的接触面均是粗糙的，物体A静止在水平面上，物体B静止在斜面上，物体C被压在竖直的墙壁上处于静止，试分析A、B、C是否受摩擦力？
A
B
C
物体A、B、C分别相对地面、斜面、墙面静止，但B、C有相对运动趋势，故B、C受摩擦力，A不受摩擦力。
课堂练习
2.关于摩擦力,下列说法中错误的是( )
A.只要两个物体接触并互相挤压,且接触面不光滑,它们之间就一定产生摩擦力
B.运动的物体可能不受摩擦力的作用
C.摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同
D.静止的物体可能受到摩擦力的作用
A
相对运动趋势
课堂练习
3.体重为490N的小明用双手握住竖直的木杆匀速上攀，然后匀速下滑，他所受木杆对他的摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．上攀过程中，等于490N，方向竖直向下
B．下滑过程中小于490N，方向竖直向上
C．上攀过程中，大于490N，方向竖直向下
D．下滑过程中等于490N，方向竖直向上
D
课堂练习
4.如图所示，水平拉动木块在粗糙程度不变的水平桌面上做加速运动。以下说法中正确的是（　　）
A．若只改变拉力的大小，则摩擦力的大小也会随之改变
B．测力计示数发生变化，说明摩擦力与运动速度有关
C．木块受到的摩擦力大小等于它受到的拉力
D．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对相互作用力
D
课堂练习
5.下列各种措施，为了减小摩擦的是 ( )
属于增大摩擦的是 ( )
A.用台钳紧工件
B.搬运笨重的机械，在它的下面垫入原木
C.自行车的脚蹬子和把套上刻有凹凸不平的花纹
D.给自行车车轴处加润滑油
BD
AC
课堂练习
6.摩擦与我们的生活息息相关，如图所示，下列关于摩擦的说法不正确的是( )
A.甲图中利用火柴头与火柴盒之间的摩擦使火柴头温度上升而燃烧
B.乙图中利用货物与传送带之间的摩擦把货物送到高处
C.丙图中机器上安装的滚动轴承可以使摩擦力增大
D.丁图中气垫船通过船底向下喷气，在船底和水面之间形成一层空气垫使船航行时的阻力减小
C
课堂练习
6.下图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
（1）将木块平放在水平木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做___________运动。
（2）由图甲可知：此时木块受到的滑动摩擦力大小为____N。
（3）由图乙和图丙可知：在其他条件相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越_____。
（4）本实验产生误差的原因是：________。（写一条即可）
匀速直线
很难控制木块做匀速直线运动
1.2
大
课堂练习
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.
定义：
产生条件:a.接触面粗糙 b.接触并挤压 c.有相对运动（或趋势）
方向：与物体相对运动方向（或趋势）相反
分类：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力
增大摩擦：a.增大压力 b.增大接触面粗糙程度 c.使滚动变滑动
减小摩擦
减少压力
减小接触面的粗糙程度
变滑动为滚动
使两个接触面彼此分离
摩擦力
摩擦力
滑动摩擦力的影响因素
增大摩擦减小摩擦的方法
课堂总结
下 课
Thanks!
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