初中物理北师大版八年级下册六、学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关第1课时教学设计

第6节　学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关

第一课时　摩擦力

教学目标

【知识与技能】

1．通过生活中的实例分析，知道摩擦力．

2．知道用弹簧测力计测量滑动摩擦力大小的方法．

3．通过实验探究，了解改变滑动摩擦力大小的方法．

【过程与方法】

1．通过与实际的联系，了解摩擦现象存在普遍性，并培养学生初步的提出问题能力和猜想假设能力．

2．通过实验设计与操作，掌握控制变量的研究方法．

3．通过对摩擦现象、因素猜想、方案设计等的讨论，培养学生的信息交流能力．

【情感、态度与价值观】

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．

重点难点

【重点】

探究摩擦力大小与哪些因素有关．

【难点】

摩擦力的分类及产生条件．

教学过程

知识点一　摩擦力

【自主学习】

阅读课本P43－45，完成以下问题：

1．摩擦力发生在接触的两个物体之间，是在两个物体做相对运动(或有相对运动的趋势)时，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的力，摩擦力用字母f表示．

2．摩擦力可分为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力．

3．一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；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；两个相互接触的物体，当它们要发生而尚未发生相对运动时，在它们接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力，称为静摩擦力．

【合作探究】

摩擦力产生的必要条件有哪些？

答：①两物体相互接触；②两物体间存在压力；③两物体发生相对运动或具有相对运动趋势；④两接触面不光滑．四个条件缺一不可．

【教师点拨】

1．静摩擦力的方向不一定和物体运动方向相反；摩擦力与相对运动方向相反，而不是运动方向．

2．三种摩擦力的比较

3．摩擦力方向的判断：摩擦力的方向与物体相对运动或运动趋势的方向相反．不能把摩擦力的方向理解为必定与运动方向相反，也就是说，摩擦力有时阻碍运动，有时有助于运动，但无论哪种情况，必与相对运动或相对运动趋势的方向相反．

知识点二　探究影响滑动摩擦力大小的因素

【自主学习】

阅读课本P43－45，完成以下问题：

1．滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体间的压力和接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力也就越大．

2．滑动摩擦力的大小跟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．滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

【合作探究】

演示一　测量滑动摩擦力

如图所示，用弹簧测力计水平拉动水平桌面上的物体，使其匀速直线运动．

1．我们能知道滑动摩擦力的大小吗？

答：能，弹簧测力计的示数就等于物体滑动时受到的摩擦力的大小．

2．这个实验有什么不足吗？

答：人为的保持匀速并不绝对准确．

演示二　研究影响滑动摩擦力大小的因素

实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素

猜想与假设：当你推地面上的箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来也越费力．由此猜想：滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关．

设计实验与制定计划：因为影响滑动摩擦力大小的因素较多，所以，在探究过程中要用控制变量法．例如：在探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面粗糙程度等因素不变；而应控制压力的大小等因素不变．

实验器材：弹簧测力计、带钩的长方体木块、表面较光滑的木板、表面较粗糙的木板、桌面、砝码(或其他小重物)．

实验过程：(1)把木块放在较光滑的木板上，用弹簧测力计沿直线水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F1，如图甲所示．(2)把木块放在较光滑的木板上，再在木块上放一个砝码，用弹簧测力计沿直线水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F2，如图乙所示．(3)把木块放在一块较粗糙的木板上，用弹簧测力计沿直线水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F3，如图丙所示．

(4)将实验数据填入下表

分析论证：(1)比较甲、乙两次实验，接触面的粗糙程度相同，而压力不同，乙实验中读数较大，说明在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．(2)比较甲、丙两次实验，压力相同，接触面的粗糙程度不同，丙实验中读数较大，说明压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

实验结论；滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体间压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

实验注意事项：实验时应用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，只有这样，拉力的大小才等于摩擦力的大小．这是因为根据二力平衡知识可知，木块做匀速直线运动，受到的水平拉力和摩擦力是一对平衡力，所以只要测出拉力的大小也就知道了摩擦力的大小，这里运用了转换法．

演示三　摩擦力方向

1．观察上边两种情况，摩擦力都是和力的方向相同吗？请分析．

答：人推箱子箱子不动的情形中，箱子受到的是摩擦力，方向与人的推力方向相反，与相对运动趋势的方向相反．

2．人推箱子若是箱子匀速运动，摩擦力又是什么情况呢？请分析．

答：此时的摩擦力是滑动摩擦力，因为与地面接触挤压并产生相对运动，方向与箱子相对地面的运动方向相反．

3．我们可得出什么结论？

答：摩擦力的方向与运动方向无关，与相对运动方向相反．

【教师点拨】

1．摩擦力的方向与运动方向无关，与受力物体相对运动方向相反．

2．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、所受压力大小有关，与接触面大小无关，与物体运行速度无关．

3．滑动摩擦力产生的条件：两物体接触；接触面粗糙；两个物体互相间有挤压；物体间有相对运动．

4．滑动摩擦力的大小比最大静摩擦力略小．通常的计算中可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．

【跟进训练】

1．(多选)对于两个相互接触的物体，下列说法中正确的是(　BC　)

A．有弹力必有摩擦力

B．有弹力不一定有摩擦力

C．有摩擦力必有弹力

D．有摩擦力不一定有弹力

2．下列说法正确的是(　C　)

A．运动的物体一定受到滑动摩擦力

B．静止的物体不可能受到滑动摩擦力

C．滑动摩擦力的方向一定与相对滑动方向相反

D．滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反

3．一木箱重100 N，放在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数为0.2，当用80 N的力去推木箱时，下列说法正确的是(　D　)

A．不知道最大静摩擦力，无法判断是否运动

B．所受摩擦力为静摩擦力，大小为80 N

C．所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为80 N

D．所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为20 N

4．(多选)下列说法中正确的是(　ABC　)

A．若某接触面上有滑动摩擦力，则也一定有弹力

B．弹力的方向与滑动摩擦力的方向一定垂直

C．滑动摩擦力一定阻碍物体的相对滑动

D．滑动摩擦力一定阻碍物体的运动

课堂小结

1．摩擦力：

(1)定义

(2)方向

(3)产生的条件

2．探究影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小、接触面的粗糙程度．

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．