摩擦力教案- 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4/43.2摩擦力（教案）【新课标要求】知道滑动摩擦力和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。【教学目标】1.通过分析摩擦现象，理解摩擦力的产生条件，会区分静摩擦力和滑动摩擦力。2.会根据相对运动方向判断滑动摩擦力的方向，并根据计算其大小。3.会根据相对运动趋势判断静摩擦力的方向，并会根据物体受力和运动情况，分析静摩擦力的大小和方向。通过实例，了解最大静摩擦力。4.知道生产和生活中增大或者减小摩擦力的实例，有将摩擦力知识应用于生产和生活的意识。【教学重难点】教学重点：①滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用解决具体问题。②静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断。教学难点：静摩擦力方向的正确判定。【教学过程】一、导入新课进行拔书游戏，先请两个女生进行拔书，再请两个男生拔书！出示图片：汽车紧急刹车汽车正在行驶，司机突然发现前面有人跑过，于是立即踩下刹车，汽车速度立刻减小，你知道是什么力使汽车速度减小直至停止吗？这些现象都与我们今天学的摩擦力有关。二、讲授新课（一）摩擦力1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。2．摩擦力的分类（提问学生）摩擦力可分为：滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦出示图片日常生活中滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。（二）滑动摩擦力1．两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。2．滑动摩擦力的产生条件（举例手推桌面，提问学生）①两物体相互接触，且接触面粗糙；②两物体接触处有压力；③两物体接触面有相对运动。总结成四有：有接触有粗糙有压力有相对运动3．滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。（提问学生）关于“相对运动”的理解滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个相互接触的物体之间．两物体形成“相对运动”的情况可能是：（提问学生）(1)一个物体静止，另一个物体在运动；(2)一个物体运动得快，另一个物体运动得慢；(3)两个物体运动方向相反．所以发生相对运动的物体不一定处于运动状态，可能是因为另一个物体在运动造成的．注意：（提问学生，让学生举例说明）①只要发生相对运动，无论静止还是运动的物体都可以受到滑动摩擦力；②滑动摩擦力既可以动力也可以是阻力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。4．滑动摩擦力的大小（通过举例让学生进行猜想）滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小和接触面的粗糙程度、材质等有关。通过进一步的定量实验结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比即Ff＝μF压；Ff表示滑动摩擦力的大小；F压表示压力的大小；μ表示动摩擦因数。μ是比例常数，没有单位，叫动摩擦因数，μ的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。如图木块所受的支持力为FN。由于木块对木板的压力大小等于FN；所以摩擦力也可以表示为：Ff＝FN思考：一物体置于水平粗糙地面上，按如图所示不同方法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是Ff甲=Ff乙=Ff丙。几种材料间的动摩擦因数材料动摩擦因数材料动摩擦因数钢—钢0.25钢—冰0.02木—木0.30木—冰0.03木—金属0.20橡胶轮胎—路面（干）0.71皮革—铸铁0.28木—皮带0.40例题1：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4.9×103kg。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10N/kg。µ＝0.02分析：将雪橇抽象为一个物体，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：雪橇所受重力mg＝4.9×104N。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＝0.02×4.9×103×10N＝980N马要在水平方向用980N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。例题2：如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、A与地面间的动摩擦因数相同，物体B用细绳系在竖直墙面上，当水平力F＝32N时，才能将A匀速拉出，求：(1)接触面间的动摩擦因数；(2)物体A所受物体B的摩擦力的大小和方向；(3)物体A所受地面的摩擦力的大小和方向．答案：(1)0.4(2)8N水平向左(3)24N水平向左解析：以A物体为研究对象，则物体B对其压力FN2＝GB，地面对A的支持力FN1＝GA＋GB，所以A受B的滑动摩擦力Ff2＝μFN2＝μGB，A受地面的摩擦力Ff1＝μFN1＝μ(GA＋GB)，由题意得F＝Ff1＋Ff2，将F＝32N，GA＝40N，GB＝20N，代入解得μ＝0.4，Ff2＝μGB＝8N，方向水平向左；Ff1＝μ(GA＋GB)＝24N，方向水平向左．（三）静摩擦力思考讨论：人用平行于地面的力推沙发，但它没有被推动，沙发与地面间存在摩擦力吗？出示图片：小孩推沙发因为沙发相对地面有运动的趋势，所以沙发与地面间存在摩擦力。根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。只要沙发与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。1．静摩擦力由于两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而产生的摩擦力叫作静摩擦力。2．静摩擦力的产生条件（1）两物体相互接触，且接触面不光滑。（2）两物体接触面处有压力；（3）两物体接触面有相对运动趋势。针对练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是（）答案：BCD3．静摩擦力的方向静摩擦力的方向总是沿着接触面，跟物体相对运动的趋势方向相反。注意：①运动的物体可以受到静摩擦力，只要相对静止有相对运动趋势。②静摩擦力既可以是动力也可以是阻力但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。演示静摩擦力的大小随拉力的变化1．实验器材木块、长木板、弹簧测力计2．实验步骤①把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。②逐渐增大拉力F，在增大到一定值之前，木块不会运动，观察弹簧测力计的示数，此种情况下静摩擦力等于拉力。③继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计的示数有什么变化？当拉力达到某一数值时木块开始移动的瞬间，此时拉力会突然变小。④用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像。3．出示静摩擦力大小视频实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。4．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说明：最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些。在有些情况下认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。课堂练习1．静止在水平地面上的质量为50kg的物体，与水平面间的动摩擦因数为0.2，当作用在该物体上的水平拉力为30N时，它所受到的是_______(填“静”或“动”)摩擦力，其大小为_______N。当该力增大到110N时，物体刚要开始滑动，则物体与地面的最大静摩擦力为_______N。当该力增大到150N时，物体受到的摩擦力是_______(填“静”或“动”)摩擦力，其大小为_______N。（g取10m/s2）答案：静、30、110、动、1002．下列说法中不正确的是（）A．相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B．两物体间有摩擦力，则其间必有弹力C．两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力D．两物体间无弹力，则其间必无摩擦力答案：A3．如图所示，水平地面上有一货箱，货箱所受的重力G=1000N，某人用F=400N的水平力拉货箱，没有拉动。则货箱受到的静摩擦力大小是（）A．400NB．600NC．1000ND．1400N答案：A4．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，己知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是（）A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定μ2(m＋M)gC．木板受到地面的摩擦力的大小一定等于FD．当F＞μ2（m＋M）g时，木板仍静止答案：AD三、课堂小结1．摩擦力方向：与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。2．摩擦力产生的条件：两物体要相互接触且存在压力；物体接触面粗糙；物体间发生相对运动或物体间有相对运动的趋势。3．滑动摩擦力的大小：Ff＝μF压=μFN4．静摩擦力随拉力的增