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(共44张PPT)
第八章——运动和力
第3节 摩擦力
八年级物理下册 人教版（2024新版）
学 习 目 标
一、教学重点：
二、教学难点：
1.滑动摩擦力的概念；
2.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
1.理解“相对运动”及摩擦力的方向；
2.掌握用弹簧测力计匀速直线拉动测量滑动摩擦力的原理和方法。
清华大学
Tsinghua University
新课导入
思考：书为什么分不开？
PART 01
滑动摩擦力
滑动摩擦力
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(friction force)，符号用 f 表示。
2.滑动摩擦力产生的条件：
两个物体相互接触；
两物体间发生挤压；
要发生相对运动。
接触面粗糙(不光滑)。
四个条件
缺一不可
滑动摩擦力
3.滑动摩擦力产生的原因
我们用肉眼看到的光滑固体表面，当用显微镜观察时，就会发现其表面是凸凹不平的，当两个接触面发生相对运动的时候，就会彼此阻碍，从而形成了摩擦力。
显微镜下观察到的桌面示意图
人推箱子向左滑动时，箱子相对于地面向左运动时，受到的滑动摩擦力方向就向右。
人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向就向左。
滑动摩擦力
4.滑动摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向相反的。
箱子相对于
地面向右运动
f
f
箱子相对于
地面向左运动
滑动摩擦力
5.滑动摩擦力的测量
①测量方法：把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F拉即为木块受到的滑动摩擦力 f摩。
②测量原理：因为木块做匀速直线运动，所以木块受到的拉力F拉与滑动摩擦力 f摩是一对平衡力，大小相等，即 f摩=F拉。
f
F拉
PART 02
探究影响滑动摩擦力
大小的因素
01
实验探究
1.提出问题：滑动摩擦力的大小与什么因素有关
2.猜想和假设：根据生活经验进行猜想与假设：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大小有关？
④滑动摩擦力的大小可能跟相对运动的速度有关？
01
实验探究
3.设计实验
(2)实验方法：
①控制接触面的粗糙程度不变，通过加减砝
码改变木块对木板的压力，测出摩擦力。
②控制压力不变，改变木板的粗糙程度，测出摩擦力。
③分析数据，归纳结论。
(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。
02
实验演示
03
实验数据及实验结论
1. 实验数据
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：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
2. 实验结论
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，滑动摩擦力越大。
04
交流与讨论
1. 实验中的探究方法
(1)控制变量法：
2. 实验中的不足之处：实验中要水平匀速拉动木块，做匀速直线运动，才能保证滑动摩擦力等于的大小拉力大小。但很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。
(2)转换法：通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
①探究滑动摩擦力的大小与压力的关系：控制接触面的粗糙程度不变，改变物块对接触面的压力。
②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系：控制压力不变，改变接触面的粗糙程度。
04
交流与讨论
3. 改进实验
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。
改进后，水平向右拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时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。
F
拉木板
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。
05
实验演示
06
拓展实验
【拓展1】探究摩擦力的大小与接触面积大小的关系
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。
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。
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 积的大小无关。
06
拓展实验
【拓展2】探究摩擦力的大小与物体运动速度的关系
①保持压力、粗糙程度都相同，以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，以较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。
实验结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，摩擦力的大小运动速度 的大小无关。
速度v1=0.1米/秒
速度v2=0.2米/秒
07
归纳结论
2.在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
1.接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。
3.滑动摩擦力的大小跟接触面的面积、物体运动的速度都无关；
Ff =μFN
μ —表是比例常数没有单位，叫动摩擦因数。
Ff —表示滑动摩擦力的大小；
FN —表示压力的大小；
PART 03
静摩擦力与滚动摩擦力
01
静摩擦力
思考：发生在我们生活中的一些现象，你是否想过其中的原因吗？
人推箱子而未动
手拿杯子而未下落
纸箱在斜面上向上运动
在这些现象中，两个物体间虽然没有相对运动，但都有相对运动的趋势。
人走路时，脚(鞋底)向后蹬地面，相对于地面有向后的运动趋势，地面会对脚有一个向前的静摩擦力 f，人靠这个静摩擦力前进。
手握杯子，杯子由于受到重力，相对于手有往下掉的趋势，但是没有掉下来，是因为手对杯子有一个向上的静摩擦力。
01
静摩擦力
1.静摩擦力定义
当两个物体没有相对运动，只有相对运动趋势时，在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动趋势的力，叫做静摩擦力。
运动趋势向下
静摩擦力 f
2.静摩擦力的方向
运动趋势
静摩擦力 f
静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反
01
静摩擦力
3.静摩擦力的大小
静摩擦力存在一个最大值，称为最大静摩擦力。它等于使物体刚要运动时所需要的最小外力。
静摩擦力 f=5N
(1)箱子静止
(2)箱子仍静止
(3)箱子刚好运动
推力F=5N
推力F=9N
推力F=12N
静摩擦力 f=9N
静摩擦力 f=9N
当外力分别为5N、9N时，物体没有移动，此时的静摩擦力与推力相互平衡，所以大小分别为5N、9N；当外力为12N时，物体刚好运动，则最大静摩擦力为12N。
01
静摩擦力
4.静摩擦力的大小与滑动摩擦力的关系
如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像
01
静摩擦力
4.静摩擦力的大小与滑动摩擦力的关系
①静摩擦力的增大有一个限度。图3.2-5中木块所受静摩擦力的最大值 Fmax 在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。两物体之间实际产生的静摩擦力F在 0与最大静摩擦力Fmax 之间，即 0≤f静≤Fmax
②最大静摩擦力Fmax ＞滑动摩擦力Ff=μFN
02
滚动摩擦力
1.滚动摩擦力定义
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫作滚动摩擦力。
2.滚动摩擦力产生原因
物体滚动时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用。
02
滚动摩擦力
3.生活中的滚动摩擦
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫作滚动摩擦力。
旱冰鞋
圆珠笔尖与
纸间的摩擦
拉杆箱的轮子
02
滚动摩擦力
4.滚动摩擦与滑动摩擦的大小关系
比较滚动摩擦与滑动摩擦的大小
木块在木板上滑动时，弹簧测力计示数比较大。
在木块下面垫上铅笔时，再拉动木块，弹簧测力计示数变小。
实验结论：
滚动摩擦小于滑动摩擦
滚动摩擦比最大静摩擦和滑动摩擦要小得多，在一般情况下，滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的1/40到1/60。
PART 03
摩擦力的利用与防止
01
增大摩擦的方法
①增大物体间的压力
打开瓶盖时
用力
机器靠比较紧的
皮带传递动力
骑车刹车时
用力捏闸
01
增大摩擦的方法
②增加接触表面的粗糙程度。
要上杠的运动员
手上擦镁粉
在结冰的路面
车轮缠绕铁链
鞋底凹凸
不平的花纹
01
增大摩擦的方法
③变滚动摩擦为滑动摩擦
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。
02
减小摩擦的方法
① 减小压力
把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。
02
减小摩擦的方法
② 使接触面光滑
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。
02
减小摩擦的方法
③ 变滑动摩擦为滚动摩擦
机器里的轴承
巨石下面垫滚木
02
减小摩擦的方法
④ 使两个物体间的接触面分离
磁悬浮列车通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力，高速磁悬浮列车的速度可达每小时600公里以上。
向机器里面加润滑油，可以使接触面分离。
课堂总结
摩擦力
①滑动摩擦力：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，叫做滑动摩擦力。
②摩擦的种类：滑动摩擦、静摩擦、滚动摩擦。
③测量方法：把物体放在水平面上，用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动，此时拉力F拉即为木块受到的摩擦力 f摩。
④影响滑动摩擦力大小的因素：压力越大、接触面越粗糙，摩擦力越大。
⑤增大摩擦的方法：a.增大压力；b.增大接触面的粗糙程度；c.变滚动为滑动。
⑥减小摩擦的方法：a.减小压力；b.减小接触面的粗糙程度；c.变滚动为滑动；d.使接触面分离。
课堂练习
【练习1】(1)如图甲，物体的重力为40 N，用力F把物体压在墙上静止不动，请在图中画出物体所受摩擦力的示意图。(O为力的作用点)。
(2)如图，放置在小车上的物体 A随小车一起向右做减速直线运动，请画出物体 A所受力的示意图(不计空气阻力)。
f =40N
G
FN
f
甲
乙
课堂练习
【练习2】如图所示，A、B两物体在的水平拉力作用下一起向右做匀速直线运动，则物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A．8N、8N B．0N、0N C．0N、8N D．8N、0N
C
课堂练习
【练习3】如图，在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个木块，甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直板上，现在用力把乙木块从右端匀速地抽出来，所用的力F=15N，则甲、乙两个木块所受到的摩擦力是( )
A．甲为零，乙受到向右的15N的摩擦力
B．甲、乙都受到向右15N的摩擦力
C．甲、乙都受到向左15N的摩擦力
D．甲、乙均受力15N，甲受向右的摩擦力，
乙受向左的摩擦力
D
课堂练习
【练习4】下列四幅图是小明在探究“影响滑动摩擦力大小因素”时设计的实验方案。以下说法正确的是( )
A. 通过甲、乙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
B. 通过甲、丁对比，可探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响
C. 通过乙、丙对比，可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响
D. 通过乙、丁对比，可探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响
A
谢谢观看
第3节 摩擦力
Thanks!
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