第3节 摩擦力(共56张PPT)

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第3节 摩擦力(共56张PPT)

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(共56张PPT)
物理八年级下册 人教版
第八章  运动和力
第3节  摩擦力
致:老师同学
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2. 视频资源:
①演示实验—《摩擦力的方向1、2》
②演示实验—《摩擦力的大小》
③演示实验—《探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关1、2、3》
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为什么会这样呢?
将两本书逐页交叉叠放在一起,双手抓住书脊向两边拉,看看会发生什么?
摩擦力
学习目标
物理观念
1.能根据生活体验认识摩擦力,初步形成摩擦力的概念。
2.从力的三要素理解滑动摩擦力,并应用其解决实际问
科学思维
1. 通过生活体验和实验分析归纳出摩擦力的产生条件。
2. 能利用弹簧测力计测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。
3. 结合生活与实验,推理与论证影响滑动摩擦力大小的因素。
实验探究
1. 根据生活现象提出影响滑动摩擦力大小因素的初步假设。
2. 综合已有经验设计科学的探究方案,选择合适的仪器进行实验,记录数据与分析。
科学态度与责任
1. 通过分析生活实例形成摩擦力的概念,感悟物理与生活的关系。
2. 通过探究影响滑动摩擦力大小的因素养成良好的实验习惯和严谨的科学态度。
重点难点
教学重点
科学难点
1. 摩擦力的作用效果。
2. 设计实验方案探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
1. 摩擦力的概念。
2. 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
学习内容
01
02
摩擦力
摩擦的利用与防止
第3节 摩擦力
一、摩擦力
一、摩擦力
活 动
  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。
一、摩擦力
(1)摩擦力概念:两个相互接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力,符号用 f 表示。
f
1. 摩擦力
③接触面粗糙
一、摩擦力
(2)摩擦力产生的条件
①两个物体接触并相互挤压
②有相对运动或相对运动趋势
一、摩擦力
  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,产生摩擦力。
显微镜下的接触面凹凸不平
一、摩擦力
(2)摩擦力种类
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
一、摩擦力
(3)摩擦力的三要素:
①摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反。
f
毛刷受到(木板施加)的摩擦力向右
毛刷相对木板向左运动
一、摩擦力
f
毛刷相对木板向右运动
木板相对毛刷向左运动
一、摩擦力
②摩擦力的作用点:
  摩擦力是作用在整个接触面上的,但为了研究方便,可把摩擦力的作用等效在一个点上,这个等效点可取在接触面或重心上。
v
f
f
v
f
一、摩擦力
实验:滑动摩擦力的测量
【测量工具】
【测量原理】
演 示
弹簧测力计
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。
一、摩擦力
根据二力平衡原理可知:f = F拉
③摩擦力的大小
  物体做匀速直线运动时所受合力为0,用弹簧测力计测量摩擦力时水平面的支持力与重力平衡,弹簧测力计对木块的拉力与摩擦力平衡,木块在水平面上做匀速直线运动时弹簧测力计对木块的拉力与摩擦力大小相等方向相反,所以弹簧测力计的示数即为摩擦力的大小。
一、摩擦力
思 考
  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?
f
F拉
G
F支
一、摩擦力
摩擦力的大小和什么因素有关
由生活经验我们知道:
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。
一、摩擦力
2. 实验:探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
【提出问题】
演 示
摩擦力的大小和什么因素有关
【猜想假设】
  与接触面的压力有关。
1
  可能与接触面的大小有关。
3
  与接触面的粗糙程度有关。
2
一、摩擦力
【实验方案】
①测量仪器和测量方法
  以木块为研究对象,使木块在弹簧测力计拉力的作用下,沿水平方向匀速滑动。根据二力平衡条件,滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计拉力的大小。
f=F拉
F拉
f
一、摩擦力
②实验方法:
  通常说乙跟甲有关,甲是自变量;乙随甲的改变而变化,是因变量。如果问题涉及多个自变量,每次只研究因变量与其中一个自变量的关系,控制其他的自变量不变,这是控制变量的研究方法。
控制变量法
改变压力大小
接触面粗糙程度
接触面面积大小
在木块上加砝码
换用粗糙的长木板
改变木块与平面接触面积
一、摩擦力
【设计表格】
实验次数 压力/N 接触面 接触面面积/cm2 弹簧测力计的示数/N 摩擦力/N
1
2
3
4
一、摩擦力
【实验器材】
平面(材料相同但表面粗糙程度不同的长木板各2块)
摩擦块(木块)
弹簧测力计
砝码等
一、摩擦力
【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。
②在木块上放不同数量的钩码,改变压力,测量滑动摩擦力。
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。
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。
一、摩擦力
一、摩擦力
【实验数据】
实验次数 接触面 压力/N 接触面 面积/cm2 弹簧测力计的示数/N 摩擦力/N
1 木块和木板 2.5 80 0.5
2 木块和木板 3 80 0.9
3 木块和更粗糙的木板 3 80 1.4
4 木块和木板 2.5 40 0.5
接触面的压力大小等于长木板上方物体的重力。
G木块=2.5N,G砝码=0.5N。
0.5
0.9
1.4
0.5
一、摩擦力
1. 接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,
滑动摩擦力越大。
【实验结论】
2. 接触面受到的压力一定时,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。
一、摩擦力
①实验过程中可能遇到的问题:
手动匀速拉动木块,不易操作;
弹簧测力计移动过程中示数不稳定,不易读数。
【交流与合作】
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。
一、摩擦力
②尝试分析下面的几种情况下物体所受摩擦力的大小。
f=10N
f=20N
f=30N
根据二力平衡的原理
第3节 摩擦力
二、摩擦的利用与防止
人走路时要利用鞋底与地面间的摩擦。
二、摩擦的利用与防止
生活中许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大摩擦;
而有时摩擦在很多情况下又是有害的,这时就要设法减小摩擦。
零件之间的摩擦使机器磨损。
二、摩擦的利用与防止
(1)增大接触面粗糙程度
1.增大摩擦的方法
运动员手涂防滑粉
车胎花纹
在瓶盖上做出细条纹
二、摩擦的利用与防止
(2)增大压力
用力握水杯
拔河比赛—巨人压轴
用力捏闸,增大闸皮与车轮之间的压力。
旋转运动时手应握得较轻松
二、摩擦的利用与防止
2.减小摩擦的方法
为了让冰壶滑动的更远,运动员用刷子不停刷冰壶前方。
(1)减少接触面受到的压力
(2)减小接触面的粗糙程度
二、摩擦的利用与防止
行李箱装有滚轮
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦
(4)使两个接触面彼此分离
齿轮加润滑油
磁悬浮列车
摩擦力
摩擦力
摩擦的利用与防止
定义
产生条件
影响因素
接触面粗糙
接触面接触并相互挤压
接触面发生相对运动
接触面的压力
接触面的粗糙程度
接触面的材料
三、课堂总结
1. 北京冬奥会后,许多群众喜爱上了冰壶运动。如图所示,一个冰壶在水平冰面上向前滑动,则地面对冰壶支持力的方向、冰壶对冰面摩擦力的方向分别为(  )
A.垂直冰面向上、水平向前
B.垂直冰面向上、水平向后
C.垂直冰面向下、水平向前
D.垂直冰面向下、水平向后
A
四、练习与应用
四、练习与应用
【解析】
冰壶在水平冰面上向前滑动,地面对冰壶的支持力是弹力,方向垂直于冰面向上;
冰壶在水平冰面上向前滑动时,冰壶受到水平冰面对它的摩擦力,该摩擦力阻碍冰壶向前滑动,方向水平向后;因为物体间力的作用是相互的,冰面对冰壶的摩擦力与冰壶对冰面的摩擦力是一对相互作用力,且一对相互作用力总是大小相等方向相反,所以冰壶对冰面的摩擦力方向是水平向前的,故A正确,BCD错误。
故选:A。
2. 如图,在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,三次实验中使用的是同一木块,甲、乙两图是同一长木板,丙图中长木板表面要粗糙一些。下列说法中正确的是(  )
A.甲图中在水平匀速拉动木块的过程中,
木块对长木板的摩擦力方向为水平向右
B.乙图中在水平匀速拉动木块的过程中,
砝码受到的摩擦力方向为水平向左
C.实验中若不匀速拉动木块,木块受到的摩擦力大小会发生变化
D.甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关
A
四、练习与应用
四、练习与应用
【解析】
A、木块相对于长木板向右滑动,因此木块受到长木板的摩擦力向左;由于物体间力的作用是相互的,则木块对长木板的摩擦力方向向右,故A正确;
B、砝码与木块一起匀速直线运动,所以砝码在水平方向上不受力,不受摩擦力的作用,故B错误;
C、滑动摩擦力的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度,若不匀速拉动木块,压力大小和接触面的粗糙程度均不变,木块受到的摩擦力大小不会发生变化,故C错误;
D、甲、丙两次实验,压力大小不同,接触面粗糙程度也不同,不符合控制变量法的实验要求,不能得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关这个结论,故D错误。
故选:A。
3. 下列两物体间的摩擦属于滑动摩擦的是   ,属于滚动摩擦的是
  ,属于静摩擦的是   。(均填字母)
A.用手握住杯子时,手与杯子之间
B.用圆珠笔写字时,圆珠笔与纸之间
C.人正常走路时,鞋底与地面之间
D.汽车行驶时,车轮与地面之间
E.自行车刹车时,刹车胶皮与车圈之间
E
四、练习与应用
AC
BD
四、练习与应用
【解析】
A、用手握住杯子时,手与杯子之间,相对静止但有相对运动趋势,它们之间的摩擦属于静摩擦;
B、当用圆珠笔写字时,笔尖里的小钢珠在纸面上滚动,它们之间的摩擦属于滚动摩擦;
C、人走路时,鞋底与地面脱离的瞬间,相对静止但有相对运动趋势,它们之间的摩擦属于静摩擦;
D、汽车行驶时,车轮与地面之间的摩擦属于滚动摩擦;
E、刹车时,刹车胶皮与车圈之间发生相对滑动,它们之间的摩擦属于滑动摩擦。
故答案为:E;BD;AC。
4. 如图所示,重力为120N的木箱放在水平地面上,某同学用30N的力水平向左推木箱,没有推动,此时木箱受到地面的摩擦力为   N,方向是      。若此时木箱所受的一切外力同时消失,则木箱将
     (选填“仍保持静止”或“向左做匀速直线运动”)。
当推力增大到50N时,木箱恰好做匀速直线运动,
此时木箱受到的摩擦力为   N。
50
四、练习与应用
30
水平向右
仍保持静止
四、练习与应用
【解析】
当箱子受30N的水平推力,箱子未动,说明:箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力二力平衡,摩擦力等于推力等于30N,摩擦力方向与推力方向相反,为水平向右。
若此时木箱所受的一切外力同时消失,静止的木箱仍保持静止。
当用50N的力推桌子时,桌子恰好做匀速直线运动,此时摩擦力与推力是一对平衡力,则摩擦力的大小为50N。
故答案为:30;水平向右;仍保持静止;50。
5. 小明推静止在水平地面上的桌子,他使用的是水平向左的力,但没有推动。下列说法正确的是(  )
A.推力大于摩擦力
B.推力等于摩擦力
C.推力小于摩擦力
D.不能确定推力与摩擦力的大小
【解析】
由于桌子没有推动,桌子处于静止状态,在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力。所以摩擦力等于推力。故A、C、D错误。
故选:B。
B
四、练习与应用
1.自行车的结构和使用涉及了许多有关摩擦力的知识,下列说法中正确的是(  )
A.在自行车转动部分添加润滑油是为了减小摩擦
B.用力捏刹车闸是为了减小摩擦
C.在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是为了外观好看
D.车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是为了增大摩擦
五、提升训练
A
【解析】
A、在自行车转动部分添加润滑油,是为了在压力一定时,通过与接触面分离来减小摩擦力。故A正确;
B、用力捏刹车把是为了在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。故B错误;
C、在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故C正确;
D、车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是用滚动代替滑动,为了减小摩擦。故D错误。
故选:A。
五、提升训练
2.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、丁对比,可探究接触面积的大小对滑动摩擦力大小的影响
B.通过甲、乙对比,可探究压力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
五、提升训练
B
【解析】
A、甲、丁对比,压力相同,接触面的粗糙程度不同,接触面积的大小不同,两个变量,因此不能探究接触面的大小对滑动摩擦力大小的影响,故A错误;
B、通过甲、乙对比,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,通过簧测力计示数表现摩擦力的大小,由此可知,通过甲、乙对比,可探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,故B正确;
C、通过乙、丙对比,接触面的粗糙程度不相同,压力大小不同,两个变量,因此不能探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响,故C错误;
D、通过乙、丁对比,接触面积的大小不同,压力大小不同,接触面的粗糙程度相同,两个变量,因此不能探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响,故D错误。
故选:B。
五、提升训练
3.小玉观看冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关,为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验:
(1)如图甲所示,小玉用弹簧测力计在水平桌面上     拉动木块,并读出测力计的示数;
五、提升训练
匀速直线
(2)将乙图中的木块顶倒放置,重复上述操作,弹簧测力计的示数为4.0N,经分析可得出:当压力大小一定时,       ,滑动摩擦力越大;
(3)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了10g、50g砝码各一个,进行了丙、丁实验,当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是______________________________________。
五、提升训练
接触面越粗糙
将50g砝码取下换成10g砝码,重新实验
【解析】(1)在水平桌面上,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,此时物体受到拉力与摩擦力为一对平衡力,根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力大小为测力计示数;
(2)由题意知,要保持压力大小不变,增大接触面的粗糙程度,需将木块上下颠倒即可,弹簧测力计的示数变大为4.0N,可得当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)由题意知,小明用50g的砝码放到了木块的上方,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块,说明摩擦力太大,可选用10g的砝码将50g的换下,减小了压力,从而减小摩擦力完成实验。
故答案为:(1)匀速直线;(2)接触面越粗糙;(3)将50g砝码取下换成10g砝码,重新实验。
五、提升训练
4.为了丰富校园生活,我校八年级举行了一场班
级拔河比赛,如图是比赛中的场景,在拔河比赛
中应用了许多物理知识:
(1)比赛时应挑选体重较大的同学参加比赛,
并且比赛场地的地面要求比较 (选填“粗糙”或“光滑”);
(2)比赛刚进行时,双方处于相持阶段,此时比赛双方的同学们对绳子的拉力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),它们的大小
(选填“相等”或“不相等”);
五、提升训练
粗糙
平衡
相等
(3)最后八3班的同学获得比赛胜利,你认为决定比赛胜负的关键因素是
(选填“拉绳子的力”或“脚与地面的摩擦力”);
(4)比赛结束后,八3班总结取胜的关键是派出了体重较重的几位同学,这是通过增大 来增大摩擦,同时参加比赛的同学所穿的鞋都是底纹较粗的运动鞋,这是通过 来增大摩擦.
五、提升训练
脚与地面的摩擦力
增大接触面的粗糙程度
压力
【解析】(1)比赛时应挑选体重较大的同学参加比赛,并且比赛场地的地面要求比较粗糙,因为压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(2)在比赛进入相持阶段,比赛双方的同学们对绳子的拉力等大、反向、作用在一条直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力;
(3)在比赛过程中,在双方手中绳子都不脱动的情况下,最后脚与地面的摩擦力较大的一队将会获胜;
(4)要想获得拔河比赛的冠军,就得增加人与地面之间的摩擦力。可以通过增加接触面的粗糙程度、增大压力两个途径来实现,
比赛结束后,八3班总结取胜的关键是派出了体重较重的几位同学,这是通过增大压力来增大摩擦,同时参加比赛的同学所穿的鞋都是底纹较粗的运动鞋,这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦.
故答案为:(1)粗糙;(2)平衡力;相等;(3)脚与地面的摩擦力;(4)压力;增大接触面的粗糙程度。
五、提升训练

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