八年级物理第五章熟悉而陌生的力第四节科学探究：摩擦力教案沪科版.doc

科学探究：摩擦力一.基本要求:1. 通过实验，探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度、接触面之间的压力大小的关系。2. 知道增大和减小摩擦的方法，并能在日常生活中应用这些知识。二. 重点、难点：重点：摩擦力及增减方法难点：具体问题的分析三基本内容讲解：1. 什么是摩擦力力的效果之一是改变物体的运动状态我们用比较小的力推桌子，桌子并没有开始运动，这是为什么？原来桌子和地面之间有摩擦力，它的作用效果跟推力相抵消我们用比较大的力推桌子，桌子开始运动起来，这时推力的大小超过了摩擦力。当桌子运动起来后，我们必须继续施加推力才能使它保持这种运动，如果不用力，桌子会停下来，这时的推力用来平衡摩擦力。当我们推桌子时，桌子没有动，这时有摩擦力。桌子和地面接触，当桌子要运动时，产生了阻碍相对运动的力，这就是摩擦力。正是由于有摩擦力，导致桌子要发生相对运动，但是没有动起来。当桌子运动起来后，我们不再用力推它，桌子很快停下来。其原因是桌子受摩擦力。可见，桌子和地面接触，桌子在地面上已经发生相对运动，这时也有摩擦力。综上所述，摩擦力是一种常见的力。两个互相接触的物体，当一个物体要发生相对运动或已经发生相对运动时，就会产生一种阻碍相对运动的力，这个力就是摩擦力。摩擦力产生的原因目前在科学上还没有定论。一般认为，摩擦力的产生，是因为物体的表面不光滑。甲、乙两个物体接触时，由于挤压，两个物体的凹凸部分相咬合，甲物体要发生运动或已经发生相对运动时，乙物体对甲物体的相对运动有一种阻碍作用，这就是摩擦力。通过上面的学习我们发现以下几个问题，（1）摩擦力产生的条件，（2）摩擦力的作用点，（3）摩擦力的方向，（4）摩擦力的实质。摩擦力可以分为三种，也就是滑动摩擦力、滚动摩擦力、静摩擦力。今天我们先来研究滑动摩擦力，这种摩擦力就是一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体相对运动的力。2. 滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小，就是今天我们研究的课题，滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？接下来我们进行猜想与假设，我们由日常生活的经验可以得到滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力有关，可能与接触面的粗糙程度有关，可能与接触面的大小有关，可能与物体的运动速度有关，可能与运动方向有关等等。在这些可能的因素中，我们今天就来研究滑动摩擦力的大小与接触面的压力和接触面的粗糙程度的关系。要研究滑动摩擦力的大小，首先应该会测量滑动摩擦力的大小。我们拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，此时，木块在水平方向上受到拉力和摩擦力，当物体做匀速直线运动时，木块受到的滑动摩擦力和拉力大小相等、方向相反所以，只要用弹簧秤测出拉力的大小，就知道了摩擦力的大小。将木块放在水平木板上，用弹簧秤拉着木块在木板上做匀速直线运动，测出摩擦力的大小。在木块上放一个铅笔盒，这时，木块对木板的压力增大，再测摩擦力的大小。将毛巾铺在木板上，把木块放在毛巾上，测量木块在毛巾表面上运动时受到的摩擦力的大小。通过以上实验可知，摩擦力的大小跟压力大小有关。压力越大，摩擦力越大；摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。3. 增大有益摩擦摩擦力是普遍存在的。在很多场合，摩擦力是有益的。人走路时不打滑多亏了摩擦力所以我们要把鞋底子做的粗糙一些。我们拿起一个茶杯，靠的就是手和杯子之间的摩擦力，由此我们发现人的手表面上也是粗糙的，也就是有手纹和指纹。缝纫机的大轮带动小轮转动，那是皮带和轮子之间有摩擦力的缘故在冰面上有两辆汽车，一辆是空载，另一辆是满载，哪一辆车更容易起动，当然是重车更容易起动，因为它加在接触面上的压力较大，所以摩擦力也较大，因此更容易起动。为了让空载的汽车也能顺利起动，我们在车胎的下面放一些砂子，从而增大了接触面的粗糙程度，来增大有益的摩擦。 4. 减小有害摩擦摩擦力并不是都有好处，在有些场合是有害的，必须设法减小它。机器的各个部件之间的摩擦不仅浪费动力，而且造成机件的摩损，影响机器的寿命。由于摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，要减小有害摩擦，应该使物体表面更光滑和减小压力但是，利用这两种方法还不能使摩擦力减小到令人满意的程度，我们可以做这样一个实验在木块和木板之间放一排圆铅笔，使木块做匀速直线运动，测出拉力的大小。可见，利用滚动代替滑动可以减小摩擦，这就是所有的车辆都安上轮子的道理。机器的转动部分安装滚动轴承，轴承内圈和外圈之间装有很多光滑的钢球或钢柱，这样，转动时的滚动摩擦非常小。还有一种减小摩擦的方法是使两个互相接触的摩擦面彼此离开。加润滑油可以在摩擦面间形成一层油膜，运动部件只在油膜上滑动，减小了摩擦。利用压缩气体在摩擦面之间形成一层气垫，使摩擦面脱离接触，可以使摩擦变得更小。气垫轴承、气垫船就是利用气垫来减小摩擦的。我国现在正在研究的磁悬浮列车，也是利用这种方法来减小摩擦力的。【典型例题】例1. 下列各摩擦中属于有害摩擦的是 A. 自行车刹车皮与钢圈之间的摩擦B. 单杠运动员上杠时，手与单杠的摩擦C. 汽车行驶时与空气之间的摩擦D. 人走路时，鞋子与地面之间的摩擦分析：自行车刹车皮是为了刹车使用的；单杠运动员在上杠时手与单杠间的摩擦可防止脱杠；汽车运动时与空气的摩擦会阻碍车的运动；人走路时与地面间的摩擦可防止打滑。解答：C例2. 水平地面上有一静止的木块，用脚踢一下，木块运动起来，有人根据这一现象说“力是使物体运动的原因”；运动后的木块，不受脚的作用力会慢慢停下来，有人又根据这一现象说“力是维持物体运动的原因”这种说法对吗？为什么？解答：这种说法不对。原来静止的木块运动起来，运动状态发生了变化，变化的原因是受到脚给的作用力。木块运动后，会慢慢停下来，即木块由运动变为静止，是由于受到地面给的摩擦力和空气阻力。如果木块不受空气阻力，而且在绝对光滑的水平面上运动，那木块会做匀速直线运动，而且不会停止。这种现象正好说明力是改变物体运动状态的原因。例3. 关于“研究滑动摩擦力”的实验，回答以下问题：(1)实验依据的原理是什么？滑动摩擦力的大小是怎样测出来的？(2)某次实验的数据已填在下面的表格中，由1、2两次实验可得出什么结论？由2、3两次实验可得出什么结论？表1分析：(1)实验依据的原理是：做匀速直线运动的物体受到的外力是平衡力。木块匀速直线运动时，水平方向受到的一对平衡力是拉力和摩擦力，摩擦力的大小等于拉力的大小，从弹簧秤上读出拉力的数值即为摩擦力的大小。(2)由1、2两次实验可知，在接触面材料不变时，压力越大，摩擦力越大。由2、3两次实验可知，在压力不变时，接触面越粗糙，摩擦力越大。例4. 有同学说：“摩擦都是有害的”所以摩擦越小越好，这话对吗？分析：摩擦是一种常见的现象，它对人类有有害的一面，也有对人类有益的一面分析我们身边发生的大量实例。知道人走路就要利用鞋底与地面间的摩擦，可见，这个摩擦是有益的为了防止走路时打滑的现象，常见的改进方法是：把鞋底压出许多凹凸不平的花纹，使鞋底面粗糙些由此使人推想到，假如世界上不存在摩擦，人类就寸步难行。所以“摩擦都是有害的”这一说法是错误的。例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，常在它的下面垫入圆木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分析：在本题的四个事例中，A是为了防止工件脱落，影响工作。C是为了防止手、脚与把套、脚蹬子打滑。这两个实例中的摩擦是有益的，所以采取了上述措施增大有益摩擦，而B是利用了滚动摩擦比滑动摩擦小得多的道理减小有害摩擦。D是通过加润滑油，使摩擦面不直接接触，让活动部件在油膜上滑动，从而减小有害摩擦。