初中第四节 择究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关图文课件ppt

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想一想下图是体育比赛中的一些场景，你是否想过其中的原因吗？
能完成“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验，能收集数据，得出结论，能完成实验报告；能认识摩擦力，会列举增大摩擦和减小摩擦的实例；能体会物理学在生产生活中的应用。
①把手掌压在桌面上向前滑动
②如图所示，在桌面上用力拉动牙刷
感觉桌面对手的前进有一种阻碍的作用
发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一种阻碍作用
1. 现象探究：阻碍物体相对运动的力
【做一做】分别做下面的几个小实验，根据现象，分析原因。
③如图所示，让足球在草坪上滚动
④如图所示，把一个物体静止在斜面上
草坪上滚动的足球会慢慢停下来，说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用
物体能静止在斜面上没有下滑，说明斜面对物体的下滑有一种阻碍作用
2. 滑动摩擦力（1）概念：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。（2）产生的四个条件
①两个物体相互接触；②两个物体相互挤压；③两个物体发生相对运动；④两个接触面不光滑。四个条件缺一不可。（3）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。
3. 拓展——静摩擦力与滚动摩擦力（1）静摩擦力两个相互接触的物体具有相对运动趋势时产生的阻碍物体间发生相对运动趋势的力，叫做静摩擦力。例如，手握杯子静止时，手与杯子间的摩擦力。（2）滚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。例如，用圆珠笔写字时，滚珠与纸面之间的摩擦力。
视频讲解——《摩擦力及其分类》
【例题1】关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）A. 相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力B. 静止的物体一定不受摩擦力C. 相对运动的两个物体，一定存在摩擦力D. 一个物体只有在另一个物体表面运动或有相对运动趋势时，才有可能受到摩擦力
A. 缺少“相对运动”或“相对运动趋势”的条件，A错误。B. 静止的物体只要满足“接触”“挤压”“粗糙”“有相对运动或相对运动趋势”，也存在摩擦力，B错误。C. 缺少“接触”“挤压”“粗糙”三个条件，C错误。D. 这是产生摩擦力的必要条件，具备这个条件才有可能产生摩擦力，否则，一定不会产生摩擦力，D正确。
实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
二、实验：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?【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有关？ ………
【实验目的】1. 探究影响滑动摩擦力大小的因素。2. 能运用控制变量法收集证。【实验器材】弹簧测力计、木块、表面较粗糙的木板、表面较光滑的木板、重物等。
【实验设计】（1）实验方法：控制变量法。影响滑动摩擦力的大小的因素较多，比如材料的种类、接触面的粗糙程度、压力大小等。因此，在探究时要对变量进行控制，要分别探究它们对摩擦力的影响。如在探究压力对滑动摩擦力的影响时，要保持接触面的粗糙程度等因素不变；而在探究接触面的粗糙程度对摩擦力的影响时，则应保持压力等因素不变。
（2）比较滑动摩擦力大小的方法如图所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，此时读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。
【实验步骤】（1）用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；
（2）在木块上放上砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时滑动摩擦力；（3）换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持放在木块上的砝码不变，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时的滑动摩擦力大小。
（4）把每次实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中。
【分析与论证】（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。（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。
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小还与接触面所受的压力有关，在其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
【实验评估】实验中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。因此，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。
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。
视频演示——《探究影响滑动摩擦力大小的因素》
【反思交流】1. 探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
（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。（3）实验现象：两次实验弹簧测力计的示数相等。
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。
（1）把木块与砝码放在木板上面，以比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，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F2。（3）实验现象：两次实验弹簧测力计的示数相等。
【反思交流】2. 探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系
实验结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，摩擦力的大小与运动速度的大小无关。
【例题2】某兴趣小组在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向拉动木块做_________运动，弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小；（2）通过对比______两次实验可知：在压力相同时，接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大；（3）小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小明设计了如图丁所示的实验装置。当用F=3N的力水平拉动木板B向左运动时，弹簧测力计的示数F丁=1.2N，则木块A受到摩擦力的大小为____N，方向为______ 。
（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，此时木块受力平衡，根据二力平衡知识可知，弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。（2）要研究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，要控制压力大小相同而接触面粗糙程度不同，由图可知，应选择甲、丙两组实验进行探究。毛巾表面更粗糙，摩擦力更大，故得出结论：在压力相同时，接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。（3）由图丁可知，A受到水平向右的弹簧测力计给的拉力，A处于静止状态，说明A受力平衡，所以A所受的摩擦力水平向左，大小与拉力相同，为1.2N。
三、增大摩擦和减小摩擦
有些摩擦是有益的，如走路时，脚和地面的摩擦；有些摩擦是有害的，如机器转动部分的摩擦。有益的摩擦要设法增大，有害的摩擦要减小。 1. 增大摩擦的方法与实例（1）增大物体间的压力
（2）使接触表面粗糙增大物体接触表面的粗糙程度也可以增大摩擦。
（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。
2. 减小摩擦的方法与实例（1）使接触表面光滑 使物体间的接触面变光滑，可以减小摩擦力。
（2）减小压力 使物体间的接触面变光滑，可以减小摩擦力。例如，在推箱子时，若箱子里的物品比较多，就不容易推动，当把物品拿出一部分，减小了压力，摩擦力也变小，就容易推动。
（3）变滑动摩擦为滚动摩擦因为滚动摩擦小于滑动摩擦，所以使物体间的滑动摩擦变为滚动摩擦时，可以减小摩擦。滚珠轴承的原理是利用滚珠之间的滚动摩擦来降低摩擦力；建造金字塔时，古达埃及人在比较重的物体下面垫上滚木，物体与地面间的摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力。
（4）使接触面分离例如，加润滑油减小轴和轴承间的摩擦；气垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫，可以减小摩擦；磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一薄层空气，减小摩擦。
【例题3】在日常生活中，有时需要增大摩擦力，有时需要减小摩擦力，属于增大摩擦力的是（　　）A． 图甲：用力捏车闸 B． 图乙：冰壶运动员在刷冰C． 图丙：滚动轴承 D． 图丁：滴加润滑油
C．在其它条件相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多，滚动轴承内圈与外圈之间用滚动代替滑动减小了摩擦力，故C不符合题意；D．往门轴的合页加润滑油，是通过使接触面之间形成油膜，使接触面彼此分离来减小摩擦力，故D不符合题意。
A．用力捏车闸是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，A符合题意；B．运动员用刷子刷冰面，使冰面变光滑，是在压力一定时，通过使接触面变光滑来减小摩擦的，B不符题意；
①概念：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。②三种摩擦力：静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力.③方向：与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。接触面越粗糙，压力越大，滑动摩擦力越大。①增大摩擦的方法：增大压力；使接触面粗糙； 变滚动摩擦为滑动摩擦。②减小摩擦的方法：减小压力；使接触面光滑； 变滑动摩擦为滚动摩擦；使接触面分离。
探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关
1．请完成“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验报告，在报告中呈现你设计的表格、针对不同步骤得出的结论， 以及在“反思交流”中你提出的猜想等。
参见本ppt第14页⁓24页。
2．根据滑动摩擦力的概念，应怎样判断滑动摩擦力的方向？你能用生活中的物品形象地展示滑动摩擦力的方向吗？说出你的方法并试试是否可行。
滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反。‌判断滑动摩擦力的方向可以通过以下几种方法：‌观察物体的运动方向‌：如果物体向左运动，摩擦力的方向则应该向右；如果物体向右运动，摩擦力的方向则应该向左‌。‌观察物体所受的力的方向‌：如果物体受到向左的力，摩擦力的方向则应该向右；如果物体受到向右的力，摩擦力的方向则应该向左‌。‌实验验证‌：可以通过实验来验证摩擦力的方向。例如，在一个光滑的水平面上放置一个物体，然后用手推动物体，观察物体运动的方向，就可以判断摩擦力的方向‌。当推一个箱子时，箱子会受到一个与推力方向相反的摩擦力，这个力就是滑动摩擦力‌。
3．浴室中，为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒，可采取哪些措施？
例如：浴室地面铺上带有凹凸花纹的地砖；人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋；脚底下放一条毛巾。
4．请你列举生活用品中利用或减小摩擦力的实例，并加以说明。
拉手上的花纹：行李箱的拉手上有花纹，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。鞋底：我们的鞋底都有各种不同形状的防滑设计，这就是为了加大摩擦力，从而使我们在走路的过程中，不那么容易滑倒。溜冰：溜冰的时候，不论是冰刀还是带滑轮的溜冰鞋，都是尽可能的减少了鞋子与地面的摩擦力，摩擦力越小，我们滑动的就越顺畅。
5． 冰壶运动员比赛时穿的两只鞋是不一样的。 一 只鞋的鞋底有类似“滑板 "的功能，目的是_____________ ，方便在冰面上滑行；另一只鞋的鞋底则有防滑的功能，目的是____________ ，方便运动员停止或起动。图中的运动员在利用鞋的什么功能？
一只鞋的鞋底有类似“滑板 ”的功能，目的是为了减小摩擦力，滑行起来后，受到冰面的滑动摩擦阻力要尽量的小。另一只鞋的鞋底有防滑的功能，目的是为了增大摩擦力，蹬冰时，冰面给运动员蹬冰脚施加静摩擦力，使运动员蹬冰时蹬冰脚不打滑。图中的运动员用脚蹬冰面后，用左脚滑行。是为了减小脚滑行时的摩擦力，使滑行距离更远，所以鞋底有类似“滑板”的功能。
6．自行车的设计蕴含着许多与摩擦力相关的知识，如给链条抹润滑油是为了减小摩擦力，轮胎的花纹是为了增大摩擦力。请你列举自行车中减小和增大摩擦力的其他设计。
（1）轮胎、把套、踏板上有花纹，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。（2）刹车时用力捏刹车闸，是在接触面的粗糙程度相同时，通过增大压力来增大摩擦力。（3）车轮是圆的，转动部位安装有滚珠，是通过变滑动为滚动来减小摩擦力。
7. 在 “探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关"的实验中，某同学得到如表所示的实验数据。（1）分析第 1、2 两次实验，可得出的结论是________；（2）分析第2、3 两次实验，可得出的结论是_________。
（1）第1、2两次实验中，接触面的材料相同而改变了压力，滑动摩擦力的大小不同，说明滑动摩擦力大小与压力大小有关；（2）第2、3两次实验中，压力大小相同，毛巾表面比木板表面更粗糙，木块所受的滑动摩擦力也更大。
接触面材料相同，压力越大，滑动摩擦力越大
压力大小相同，表面越粗糙，滑动摩擦力越大
1．为什么得到实验结论后还要进行下一步猜想？答：得到实验结论后还要进行下一步猜想的原因是为了进一步验证和扩展科学研究的范围。‌ 实验结论是通过观察和测量得出的，虽然具有一定的可靠性，但可能存在局限性。通过猜想和假设，可以提出新的研究方向和问题，进一步探索科学的未知领域。2. 示例：测量摩擦力时为什么需要用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动?答：用弹簧测力计拉着物体在水平方向上做匀速直线运动时，物体处于平衡状态（下一章会学到），使物体处于平衡状态的拉力和摩擦力会大小相等，方向相反，并作用在同一直线上。
1. 摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。（1）用手拿起茶杯喝水，手与杯子间存在_____ 摩擦力；（2）铅笔和圆珠笔是好朋友，都爱在纸上“玩”，不同的是，铅笔在纸上“滑”，圆珠笔在纸上“滚”。 ______（选填“铅笔”或“圆珠笔”）与纸面的摩擦力为滑动摩擦力，______（选填“铅笔”或“圆珠笔”）与纸面的摩擦力为滚动摩擦力。
（1）用手拿起茶杯喝水，手与杯子间没有相对滑动，存在静摩擦力。（2）因为铅笔写字时，笔尖与纸面发生相对滑动，因此笔尖与纸面的摩擦是滑动摩擦；而圆珠笔在纸上写字时，是利用圆珠在纸上滚动，因此圆珠笔在纸上写字时的摩擦是滚动摩擦。
2. 生活中有的摩擦是有用的，有的摩擦是有害的，下列情况属于减小摩擦的是（　　） A．甲图：自行车刹车时用力捏车闸B．乙图：体操运动员上器械前，手上要涂防滑粉C．丙图：在冰壶运动中，运动员不断擦拭冰面D．丁图：矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
A．如图，自行车刹车时用力捏车闸，是利用增大压力的方式使刹车片紧紧压在轮毂上，从而增大刹车片与轮毂之间的摩擦力使车的速度减小，故A不符合题意；B．如图，体操运动员上器械前，手上要涂防滑粉，这是利用防滑粉增大手和器械之间接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故B不符合题意；C．如图，在冰壶运动中，运动员不断反复擦拭冰面，冰面因摩擦生热使部分冰熔化成水，从而使冰面更加光滑，减小了摩擦力，故C符合题意；D．如图，矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹是为了在拧开瓶盖时不打滑，这是利用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故D不符合题意。故选C。
3. 关于摩擦力产生的条件，下列说法正确的是（　　）A．两个不接触的粗糙物体间也可能存在摩擦力B．只有发生相对运动的两个物体间才存在摩擦力C．有弹力才可能有摩擦力D．相互接触且有相对运动的粗糙物体间一定存在摩擦力
产生摩擦力的条件：①两物体要相互接触，②两物体间相互挤压，③接触面粗糙，④两物体要发生或已发生相对运动。两物体相互接触且有挤压即存在弹力，故ABD错误，C正确。故选C。
4. 把一木制小桌子放在地面上拖动，按如图所示的两种拖法，桌面和桌腿的光滑程度相同，桌子所受的摩擦力大小相比较是（　　）A．相等 B．甲大 C．乙大 D．无法判断
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与接触面积无关，故在该题中，对于如图所示的两种拖法，虽然接触面积变了，但桌子与地面间的粗糙程度是不变的，同时压力也是不变的，所以此时的滑动摩擦力不变，故两次的摩擦力相等。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。
5. 冰壶运动员鞋底一只是塑料的，另一只是橡胶的。他向右滑行时，橡胶底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如图所示，他用b脚蹬冰面后，只用a脚向右滑行，那么蹬冰时，冰对b鞋的摩擦力向____（选填“左”或“右”）；滑行时，冰对a鞋的摩擦力向____（选填“左”或“右”），a鞋底是______（选填“橡胶”或“塑料”）的可以滑的更远。
由图知，他用b脚蹬冰面后，b脚相对冰面有向左运动趋势，冰面阻碍b脚向左运动，所以b脚受到的摩擦力方向向右。a脚向右滑行时，相对冰面向右运动，冰面阻碍a脚向右运动，所以a脚受到摩擦力方向向左。
b脚受到的摩擦力方向向右，使运动员向右运动，所以b脚受到的摩擦力是人向右运动的动力，故摩擦力大更好，所以b脚应该穿橡胶底的鞋。a脚受到摩擦力阻碍运动员向右运动，由题知，橡胶底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大，所以a脚穿应穿塑料底的鞋。
6. 实验小组在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，在同一木块上加上重力不同的砝码，用弹簧测力计拉着木块在同一水平桌面上运动。①如图甲、乙、丙所示，为准确测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计应沿水平桌面拉着木块做__________ 运动；②由甲、乙、丙三图测量数据可知，滑动摩擦力的大小与____________有关；③增大丙图中弹簧测力计的拉力，木块受到的滑动摩擦力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
接触面的粗糙程度