【大单元核心素养】人教版物理八年级下册8.3《摩擦力》课件+教案+大单元教学设计

第八章  运动和力8.3 摩擦力物理观念:知道摩擦力的存在和对物体运动的影响;知道影响摩擦力大小的因素;知道摩擦力的利与弊;知道增大、减小摩擦力的方法。科学思维:通过观察、操作,体会增大或减小摩擦力的方法。科学探究:通过观察、操作,体会摩擦力的存在;经历探究摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程;经历制订计划、设计实验过程,学习控制变量的方法;学习设计表格、分析实验现象、归纳实验结论的一般方法。科学态度与责任:通过对生产、生活中摩擦现象的分析,激发学习的兴趣,培养合作的精神和对科学的求知欲。1.认识摩擦力，理解摩擦力是阻碍物体相对运动的力；2.能用弹簧测力计粗略测量水平运动的物体所受滑动摩擦力的大小；3.通过实验，知道滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系；重点重点、难点重点、难点4.认识摩擦在生产生活中的利用和防止，知道增大或减小摩擦的方法。重点新知导入（1）用较小的力推桌子，桌子静止不动；（2）筷子提米演示新知导入（1）穿旱冰鞋的强壮男生与穿钉子鞋的瘦弱女生进行拔河比赛。（2）①将手掌用力压在桌面上并向前用力，但手掌相对桌面静止。②将手掌用较小力压在桌面上并向前用力，使手掌相对于桌面滑动。③手自然地平放在桌面上，静止不动，感受有没有阻碍手运动的力。新知导入分析F阻1F阻2穿旱冰鞋的强壮男生受到地面的阻力F阻1小于穿钉子鞋的瘦弱女生受到地面的阻力F阻2，所以穿钉子鞋的瘦弱女生很容易获胜。F阻F阻v用力向前推，保持手不动，感觉______阻力存在用力向前推，使手在桌面上滑动，感觉______阻力存在自然地放在桌面上静止不动，感觉________阻力不存在新知讲解 两个相互接触的物体，当它们发生相对运动（相对运动趋势）时，在接触面会产生一种阻碍相对运动（相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。 摩擦力产生条件： ①两个表面接触并相互挤压(有弹力)； ②有相对滑动的趋势； ③接触面不光滑。新知讲解摩擦的分类推箱子，箱子未动滑雪板与雪地摩擦滚动的足球静摩擦力滚动摩擦力滑动摩擦力新知讲解演示 两个不同颜色毛刷相互接触并相对滑动，观察毛刷的现象，并分析海绵刷受摩擦力的作用点和方向。现象 相互接触的刷毛倾斜的方向与各自毛刷的相对运动方向相反。分析摩擦力作用点：在接触面上摩擦力方向：与相对运动（趋势）方向相反新知讲解 人走路时，地面对脚的摩擦力成为人向前运动的动力。f 摩擦力不一定都是阻力，有时也可以是动力。新知讲解f摩擦力的方向： 沿传送带向左物体运动方向： 沿传送带向左 摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反，而是与相对运动（趋势）的方向相反。新知讲解拓展静摩擦力 两个相互接触的物体，当它们具有相对运动趋势时，在接触面会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。静摩擦力作用点：新知讲解手握水瓶静摩擦力方向：G静摩擦力大小：在接触面上与相对运动趋势方向相反根据二力平衡可知，静摩擦力的大小等于物体重力的大小。新知讲解新知讲解 例1：一物块沿斜面匀速下滑，如图关于该物块受力的示意图正确的是（　　）【答案】D【详解】物体沿斜面匀速下滑，对物体进行受力分析可知，物体受到地球施加的重力G，方向竖直向下；还受到斜面施加的支持力F，方向垂直于接触面向上；以及沿斜面向上的摩擦力f；故D正确，ABC错误。故选D。ABCD新知讲解 例2：如图所示，用手握住装有水的杯子静止在空中，杯子所受摩擦力的方向为 ；若增大手的握力，杯子所受摩擦力 。（选填“增大”“不变”或“减小”）【答案】 竖直向上 不变【详解】[1][2]杯子被握在手中，处于静止状态，杯子在竖直方向上，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是平衡力，大小相等，方向相反，摩擦力竖直向上，若增大手的握力，仍平衡，摩擦力等于重力，杯子所受摩擦力不变。新知讲解实验操作 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。新知讲解分析 根据前面学过的二力平衡知识可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。即弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小。新知讲解新知讲解可能接触面的面积大小有关新知讲解①保持其它条件不变，探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度之间的关系。②保持其它条件不变，探究滑动摩擦力与接触面之间的压力的关系。③保持其它条件不变，探究滑动摩擦力与接触面面积大小的关系。如何改变接触面的粗糙程度？粗糙程度不同的木板控制变量法新知讲解如何改变接触面之间的压力？在木块上增加砝码实验器材粗糙程度不同的木板、木块、钩码、弹簧测力计新知讲解 保持其它条件不变，改变长木板的粗糙程度，分别沿直线匀速拉动木块，观察并记录弹簧测力计的示数。新知讲解 保持其它条件不变，通过增加重物改变接触面之间的压力，分别沿直线匀速拉动木块，观察并记录弹簧测力计的示数。新知讲解新知讲解新知讲解 1、探究滑动摩擦力大小与接触面面积大小的关系，选用长方体木块，正放和侧放，能改变接触面面积大小，同时能控制其他条件相同。 2、实验中匀速拉动木块不易控制，弹簧测力计是运动的，示数不稳定，不方便读数。改进思路：让木块相对地面静止，不需要木块做匀速直线运动，并且弹簧测力计示数稳定，方便读数。新知讲解 例3：在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，实验装置如图所示，选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上，其中甲、乙两图的接触面是相同的木板，丙图的接触面是棉布。（1）实验中，用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动，根据二力平衡原理可知，弹簧测力计的拉力等于木块所受的滑动摩擦力的大小。如图乙所示，木块受到木板的摩擦力为 N；（2）实验中，测得F甲=2.4N，F丙=3.2N，由实验结果可得出结论：滑动摩擦力的大小与 和 有关；新知讲解（3）如图甲所示的实验中，木块在运动过程中水平拉力突然变大，滑动摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；（4）为了探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关，在如图甲实验的基础上，小梦同学竖直向下切去一半木块后进行实验，测得滑动摩擦力变小了，于是得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积大小有关。你认为此结论是否正确 ?并说明其原因 。【答案】 匀速直线 3.6 压力大小. 接触面粗糙程度 不变 不正确 实验过程中，没有保持木块对木板表面的压力不变【详解】（1）[1]实验中，用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，根据二力平衡原理可知，弹簧测力计的拉力等于木块所受的滑动摩擦力的大小。[2]根据乙图可知，测力计的分度值为0.2N，则拉力为3.6N，而木块受到的摩擦力等于拉力，因此摩擦力是3.6N。（2）[3][4]根据甲和乙可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，则摩擦力越大。根据甲和丙可知，当压力相同时，接触面越粗糙，则摩擦力越大。那么最终得到：滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关。（3）[5]如图甲所示的实验中，木块在运动过程中水平拉力突然变大，但是木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，因此滑动摩擦力不变。（4）[6][7]我认为此结论不正确，其原因：实验过程中，没有保持木块对木板表面的压力不变。新知讲解 讨论：举例说明并不是所有的摩擦都是有害的，生活中也存在着有益的摩擦。新知讲解有害摩擦新知讲解有益摩擦新知讲解归纳增大有益摩擦的方法（1）增大压力自行车刹车时，用力捏车闸用力拧瓶盖新知讲解（2）增大接触面的粗糙程度新知讲解减小有害摩擦的方法（1）减小压力（2）减小接触面的粗糙程度新知讲解（3）使接触面分离新知讲解（3）使接触面分离 滚动轴承的内外圈之间装着许多光滑的钢球或钢柱，轮子转动时带动外圈转动，钢球或钢柱在内外圈之间滚动，摩擦就大大减小了。新知讲解 例4：分析以下摩擦：①走路时，鞋与地面之间的摩擦；②骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；③汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；④皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦。其中属于有益摩擦的是 ，属于有害摩擦的是 。（均填序号）【答案】 ①④ ②③ 例5：自行车的轮胎表面都刻有凹凸不平的花纹，是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦；骑自行车急刹车时，要紧握闸把，是通过 的方法增大摩擦的；推着自行车走时，车轮与地面之间的摩擦属于 摩擦。【答案】 增大 增大压力 滚动【详解】[1]自行车的轮胎上刻有凹凸的花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。[2]自行车刹车时，要紧握闸把，这是利用在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力。 [3]推着自行车前进，车轮在地面上滚动，它们之间的摩擦是滚动摩擦。课堂练习1、如图，一学生用25N大小的水平力推在水平地面上重250N的木箱，未推动，此时木箱受到的摩擦力大小为 N，木箱受到的支持力和 是一对平衡力；当他用30N的力推时，木箱恰好向右匀速直线运动；当他用45N的力推时，木箱加速向右运动，此时木箱所受摩擦力大小为 N。【答案】 25 重力 30【详解】[1]箱子受到25N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相互平衡，摩擦力等于推力等于25N。[2]木箱处于静止状态，竖直方向受到的重力和支持力大小相等、方向相反是一对平衡力。[3]当水平推力增大到30N时，箱子恰好向右做匀速直线运动，所以此时摩擦力与推力是一对平衡力，摩擦力的大小等于30N，方向与推力的方向相反；即水平向左；当水平推力增大到45N时，箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，仍为30N，方向向左。课堂练习2、在参加爬杆活动时，参与者在杆中部停下休息，杆对手的摩擦力的方向是 ，爬到顶端后，向下滑动，当接近地面时，增大握力，减速下降，则杆对手的摩擦力将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】 竖直向上 增大【详解】[1][2]参加爬杆活动参与者在杆中部停下休息时，参与者受到的重力和摩擦力是一对平衡力，因此杆对手的摩擦力的方向是竖直向上；接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大，因此增大握力，杆对手的摩擦力会增大。课堂练习3、下列关于摩擦力的说法错误的是（　　）A．滑动摩擦力总是阻碍物体运动的力B．滑动摩擦力的大小跟物体接触面的粗糙程度以及接触面受到的压力有关C．物体接触面粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大D．摩擦力既有利又有害，但是人类离不开它【答案】A【详解】A．当滑动摩擦力与物体运动方向相同时，是动力；当滑动摩擦力与物体运动方向相反时，阻力，故A错误，符合题意；BC．滑动摩擦力的大小跟物体接触面的粗糙程度以及接触面受到的压力有关，接触面粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大，故BC正确，不符合题意；D．摩擦力既有利又有害，但是人类离不开它，如没有摩擦，寸步难行，故D正确，不符合题意。故选A。课堂练习4、冰壶（Curling）又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”。比赛时，运动员要身着运动服，脚穿比赛鞋（或鞋套），比赛鞋（或鞋套）两脚的底部不同，蹬冰脚鞋的底部为橡胶，而滑动脚鞋的底部则为塑料。如图是冰壶运动员比赛时的情景，下列说法正确的是（　　）A．蹬冰脚鞋的底部为橡胶，这样可以增大摩擦力B．滑动的冰壶最终停下来，说明运动需要力来维持C．掷出去的冰壶继续滑动，是因为它受到惯性力作用D．通过“刷冰”调整冰壶的运行路线，“刷冰”可以增大冰壶与冰面的摩擦力【答案】A【详解】A．蹬冰脚鞋的底部由橡胶制成，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，而滑行的那只脚的鞋底由塑料制成，这是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦，故A正确；B．冰壶最终停下来是因为水平方向上受到摩擦力作用，摩擦力改变了它的运动状态，故B错误；C．物体保持运动状态不变的属性叫做惯性。运动员将冰壶推出之后，冰壶由于惯性，继续保持原来的运动状态向前运动，故C错误；D．运动员在冰壶前进途中，不断地刷冰，为了使冰面形成一层水膜，水的出现使冰壶与冰面分开，从而减小了冰壶与冰面之间的摩擦力，故D错误。故选A。课堂练习5、下面是小明探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验过程（1）实验过程中，为了能够测量出物体所受滑动摩擦力的大小，需要使物体做 运动；（2）小明按照正确的方法进行了实验，发现F2>F1，由此可以得出的结论是：当压力相同时， ；（3）当进行丙实验后，小明发现F3>F1，于是得出结论，压力越大，物体受到的滑动摩擦力越大。他得出结论的方法正确吗？ ，因为 ；课堂练习（4）小明想进一步探究：物体受到滑动摩擦力的大小与压力之间的具体数量关系。他利用图甲的装置和钩码完成了实验，并得出了如图表的数据；由表中数据可知：当接触面粗糙程度一定时，物体A所受摩擦力与压力 。当物块A对木板表面的压力为8N时，物块A所受摩擦力为 N。课堂练习【答案】 匀速直线 接触面越粗糙，摩擦力越大 不正确 没有控制接触面的粗糙程度相同 正比 1.6【详解】（1）[1]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小，故实验过程中，为了能够测量出物体所受滑动摩擦力的大小，需要使物体做匀速直线运动。（2）[2]小明按照正确的方法进行了实验，甲、乙两图中，压力相同，乙中接触面粗糙些，发现即乙中物体受到的摩擦力大一些，由此可以得出的结论是：当压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大。（3）[3][4]研究摩擦力与压力的关系，要控制接触面的粗糙程度相同，而甲丙实验中，接触面的粗糙程度不同，即没有控制接触面的粗糙程度相同，故他得出结论的方法不正确。（4）[5]由表格中的数据可知，当接触面粗糙程度一定时，当压力增大时，摩擦力也增大且压力增大几倍，摩擦力也增大几倍，即摩擦力与压力成正比。[6]当物块A对木板表面的压力为8N，压力为第4次实验的故摩擦力为板书设计一、摩擦力 1.摩擦力：两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。2.摩擦力产生的条件：①两个表面接触并相互挤压(有弹力)；②有相对滑动的趋势；③接触面不光滑。3.摩擦力方向与相对运动的方向相反。二、测量滑动摩擦力1.原理：二力平衡2.测量方法：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。三、影响滑动摩擦力大小的因素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。 四、摩擦的利用与防止1. 增大有益摩擦的方法 （1）增大物体间的压力；（2）增大接触面的粗糙程度；（3）变滚动摩擦为滑动摩擦。2. 减小有害摩擦的方法（1）减小压力；（2）减小接触面的粗糙程度；（3）用滚动摩擦代替滑动摩擦；（4）使接触面分离。 谢 谢 观 看！