高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教学设计

第三章  相互作用——力

3.2   摩擦力

摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。本节主要是探究滑动摩擦力和静摩擦力的规律，了解生活、生产中对摩擦力的调控方法。对于滑动摩擦力，首先让学生定性地感受影响滑动摩擦力的因素，然后定量地探究滑动摩擦力跟压力的关系。对于静摩擦力，首先弄清静摩擦力产生的条件及静摩擦力的方向，然后探究最大静摩擦力的大小。

【物理观念】知道影响滑动摩擦力大小的因素；知道静摩擦力产生的条件。知道最大静摩擦力的概念。

【科学思维】会计算摩擦力的大小，知道增大或减小摩擦力的各种办法。

【科学探究】探究滑动摩擦力与压力的关系。会用控制变量方法研究多因素问题。探究静摩擦力的大小。

【科学态度与责任】从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度和科学精神。

【教学重点】

1、 静摩擦力的方向判断；

2、影响滑动摩擦力大小的因素；

3、滑动摩擦力大小的计算问题。

【教学难点】

1、 静摩擦力的方向判断

2、验证影响滑动摩擦力大小的因素

PPT

【新课导入】

用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。

如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？

【新课讲授】

一、滑动摩擦力

“感受滑动摩擦力”

         在桌面上垫一张纸，把一本书压在纸上，然后用手沿着桌面拉动纸张,保持接触面的材料不变,在大小不同的压力下拉动纸张(材料可以是纸、塑料、毛巾、木板等);然后保持压力不变，改变接触面的材料

说一说：滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关？

★滑动摩擦力

1、定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这个力叫做滑动摩擦力。

2、产生条件：

①两个物体相互接触并且挤

②两个物体间的接触面粗糙

③两个物体间发生相对运动

3、滑动摩擦力的方向：

总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反。

思考：

 ①是否只有运动的物体才能受到滑动摩擦力？

②摩擦力方向是否一定与物体的运动方向相反，是否一定阻碍物体的运动？

4、滑动摩擦力的大小

应该如何来测量摩擦力的大小呢？

可以用弹簧测力计拉动水平桌面上的物体，使其匀速滑动，弹簧测力计的示数等于物体滑动时受到的摩擦力的大小。

影响滑动摩擦力大小的因素

滑动摩擦力计算公式：Ff =μFN

Ff 表示滑动摩擦力的大小；

FN表示压力的大小；

μ表是比例常数没有单位，叫动摩擦因数。

动摩擦因数μ的大小由相互接触的两个物体的材料特性与表面状况等因素决定，与物体间的压力及是否发生相对滑动无关。

【例题】在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为 4.9×103 kg。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？ g 取 10 N/kg

【分析】将雪橇抽象为一个物体，如图所示，雪橇在重力mg、支持力FN、马的拉力F和滑动摩擦力Ff四个力的作用下，沿水平面匀速前进。根据二力平衡条件，拉力F与滑动摩擦力Ff的大小相等，而Ff与FN有关，FN的大小又等于mg，故可以求得拉力F。

【解析】雪橇所受重力mg＝4.9×104 N，查表得µ＝0.02。

雪橇匀速运动，拉力F与滑动摩擦力Ff 大小相等，即

F＝Ff

由于

FN＝mg

Ff＝µFN＝µmg

故

F＝µmg ＝ 0.02×4.9×103 ×10 N ＝ 980 N

马要在水平方向用980N 的力，才能够拉着雪橇匀速前进。

二、静摩擦力

相互接触的物体处于相对静止时，是不是也可能存在摩擦力？

如图3.2-3所示，人用平行于地面的力推沙发，沙发有相对地面运动的趋势，但它没有被推动，沙发与地面仍然保持相对静止。

由于这时相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，所以这时的摩擦力叫作静摩擦力

静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且与物体的相对运动趋势的方向相反。

静摩擦力存在的条件：

①两个物体相互接触并且挤压

②两个物体间的接触面粗糙

③两个物体间有相对运动趋势

静摩擦力的大小随拉力的变化而变化

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≤Fmax

对于摩擦现象学生已有一定的感性认识，根据这一认知实际在教师的引导下通过学生亲身经历探究活动和过程，了解摩擦力的规律，实现学科核心向学生核心的转移，让学生主动获取知识；通过具体事例将知识应用于生活和生产实际，让学生体会物理知识的应用价值，培养学生热爱科学的态度与价值观。