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教學無憂淘寶店 http://jiaoxue5u.taobao.com 您身邊的教學專家 第5章 熟悉而陌生的力 5.5 科學探究：摩擦力 基本要求: 1. 通過實驗，探究滑動摩擦力和接觸面的粗糙程度、接觸面之間的壓力大小的關(guān)系。 2. 知道增大和減小摩擦的方法，并能在日常生活中應(yīng)用這些知識。 二. 重點、難點： 重點：摩擦力及增減方法 難點：具體問題的分析 基本內(nèi)容講解： 1. 什么是摩擦力 力的效果之一是改變物體的運動狀態(tài)．我們用比較小的力推桌子，桌子并沒有開始運動，這是為什么？原來桌子和地面之間有摩擦力，它的作用效果跟推力相抵消．我們用比較大的力推桌子，桌子開始運動起來，這時推力的大小超過了摩擦力。當桌子運動起來后，我們必須繼續(xù)施加推力才能使它保持這種運動，如果不用力，桌子會停下來，這時的推力用來平衡摩擦力。 當我們推桌子時，桌子沒有動，這時有摩擦力。桌子和地面接觸，當桌子要運動時，產(chǎn)生了阻礙相對運動的力，這就是摩擦力。正是由于有摩擦力，導致桌子要發(fā)生相對運動，但是沒有動起來。 當桌子運動起來后，我們不再用力推它，桌子很快停下來。其原因是桌子受摩擦力。可見，桌子和地面接觸，桌子在地面上已經(jīng)發(fā)生相對運動，這時也有摩擦力。 綜上所述，摩擦力是一種常見的力。兩個互相接觸的物體，當一個物體要發(fā)生相對運動或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，就會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這個力就是摩擦力。 摩擦力產(chǎn)生的原因目前在科學上還沒有定論。一般認為，摩擦力的產(chǎn)生，是因為物體的表面不光滑。甲、乙兩個物體接觸時，由于擠壓，兩個物體的凹凸部分相咬合，甲物體要發(fā)生運動或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，乙物體對甲物體的相對運動有一種阻礙作用，這就是摩擦力。 通過上面的學習我們發(fā)現(xiàn)以下幾個問題，（1）摩擦力產(chǎn)生的條件，（2）摩擦力的作用點，（3）摩擦力的方向，（4）摩擦力的實質(zhì)。摩擦力可以分為三種，也就是滑動摩擦力、滾動摩擦力、靜摩擦力。今天我們先來研究滑動摩擦力，這種摩擦力就是一個物體在另一個物體表面上滑動時所受到的阻礙物體相對運動的力。 2. 滑動摩擦力的大小 滑動摩擦力的大小，就是今天我們研究的課題，滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢？ 接下來我們進行猜想與假設(shè)，我們由日常生活的經(jīng)驗可以得到滑動摩擦力的大小可能與接觸面之間的壓力有關(guān)，可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)，可能與接觸面的大小有關(guān)，可能與物體的運動速度有關(guān)，可能與運動方向有關(guān)等等。在這些可能的因素中，我們今天就來研究滑動摩擦力的大小與接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系。 要研究滑動摩擦力的大小，首先應(yīng)該會測量滑動摩擦力的大小。 我們拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動，此時，木塊在水平方向上受到拉力和摩擦力，當物體做勻速直線運動時，木塊受到的滑動摩擦力和拉力大小相等、方向相反．所以，只要用彈簧秤測出拉力的大小，就知道了摩擦力的大小。 將木塊放在水平木板上，用彈簧秤拉著木塊在木板上做勻速直線運動，測出摩擦力的大小。在木塊上放一個鉛筆盒，這時，木塊對木板的壓力增大，再測摩擦力的大小。將毛巾鋪在木板上，把木塊放在毛巾上，測量木塊在毛巾表面上運動時受到的摩擦力的大小。 通過以上實驗可知，摩擦力的大小跟壓力大小有關(guān)。壓力越大，摩擦力越大；摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。 3. 增大有益摩擦 摩擦力是普遍存在的。在很多場合，摩擦力是有益的。人走路時不打滑多虧了摩擦力所以我們要把鞋底子做的粗糙一些。我們拿起一個茶杯，靠的就是手和杯子之間的摩擦力，由此我們發(fā)現(xiàn)人的手表面上也是粗糙的，也就是有手紋和指紋?？p紉機的大輪帶動小輪轉(zhuǎn)動，那是皮帶和輪子之間有摩擦力的緣故．在冰面上有兩輛汽車，一輛是空載，另一輛是滿載，哪一輛車更容易起動，當然是重車更容易起動，因為它加在接觸面上的壓力較大，所以摩擦力也較大，因此更容易起動。為了讓空載的汽車也能順利起動，我們在車胎的下面放一些砂子，從而增大了接觸面的粗糙程度，來增大有益的摩擦。 4. 減小有害摩擦 　　摩擦力并不是都有好處，在有些場合是有害的，必須設(shè)法減小它。機器的各個部件之間的摩擦不僅浪費動力，而且造成機件的摩損，影響機器的壽命。 　　由于摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，要減小有害摩擦，應(yīng)該使物體表面更光滑和減小壓力．但是，利用這兩種方法還不能使摩擦力減小到令人滿意的程度，我們可以做這樣一個實驗．在木塊和木板之間放一排圓鉛筆，使木塊做勻速直線運動，測出拉力的大小。 　　可見，利用滾動代替滑動可以減小摩擦，這就是所有的車輛都安上輪子的道理。機器的轉(zhuǎn)動部分安裝滾動軸承，軸承內(nèi)圈和外圈之間裝有很多光滑的鋼球或鋼柱，這樣，轉(zhuǎn)動時的滾動摩擦非常小。 　　還有一種減小摩擦的方法是使兩個互相接觸的摩擦面彼此離開。加潤滑油可以在摩擦面間形成一層油膜，運動部件只在油膜上滑動，減小了摩擦。利用壓縮氣體在摩擦面之間形成一層氣墊，使摩擦面脫離接觸，可以使摩擦變得更小。氣墊軸承、氣墊船就是利用氣墊來減小摩擦的。我國現(xiàn)在正在研究的磁懸浮列車，也是利用這種方法來減小摩擦力的。 【典型例題】 例1. 下列各摩擦中屬于有害摩擦的是 [ ] A. 自行車剎車皮與鋼圈之間的摩擦 B. 單杠運動員上杠時，手與單杠的摩擦 C. 汽車行駛時與空氣之間的摩擦 　　D. 人走路時，鞋子與地面之間的摩擦 　　分析：自行車剎車皮是為了剎車使用的；單杠運動員在上杠時手與單杠間的摩擦可防止脫杠；汽車運動時與空氣的摩擦會阻礙車的運動；人走路時與地面間的摩擦可防止打滑。 　　解答：C 例2. 水平地面上有一靜止的木塊，用腳踢一下，木塊運動起來，有人根據(jù)這一現(xiàn)象說“力是使物體運動的原因”；運動后的木塊，不受腳的作用力會慢慢停下來，有人又根據(jù)這一現(xiàn)象說“力是維持物體運動的原因”這種說法對嗎？為什么？ 解答：這種說法不對。原來靜止的木塊運動起來，運動狀態(tài)發(fā)生了變化，變化的原因是受到腳給的作用力。木塊運動后，會慢慢停下來，即木塊由運動變?yōu)殪o止，是由于受到地面給的摩擦力和空氣阻力。如果木塊不受空氣阻力，而且在絕對光滑的水平面上運動，那木塊會做勻速直線運動，而且不會停止。這種現(xiàn)象正好說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因。 例3. 關(guān)于“研究滑動摩擦力”的實驗，回答以下問題： 　　(1)實驗依據(jù)的原理是什么？滑動摩擦力的大小是怎樣測出來的？ 　　(2)某次實驗的數(shù)據(jù)已填在下面的表格中，由1、2兩次實驗可得出什么結(jié)論？由2、3兩次實驗可得出什么結(jié)論？ 　　表1 　　分析：(1)實驗依據(jù)的原理是：做勻速直線運動的物體受到的外力是平衡力。木塊勻速直線運動時，水平方向受到的一對平衡力是拉力和摩擦力，摩擦力的大小等于拉力的大小，從彈簧秤上讀出拉力的數(shù)值即為摩擦力的大小。 　　(2)由1、2兩次實驗可知，在接觸面材料不變時，壓力越大，摩擦力越大。由2、3兩次實驗可知，在壓力不變時，接觸面越粗糙，摩擦力越大。 例4. 有同學說：“摩擦都是有害的．”所以摩擦越小越好，這話對嗎？ 分析：摩擦是一種常見的現(xiàn)象，它對人類有有害的一面，也有對人類有益的一面．分析我們身邊發(fā)生的大量實例。知道人走路就要利用鞋底與地面間的摩擦，可見，這個摩擦是有益的．為了防止走路時打滑的現(xiàn)象，常見的改進方法是：把鞋底壓出許多凹凸不平的花紋，使鞋底面粗糙些．由此使人推想到，假如世界上不存在摩擦，人類就寸步難行。所以“摩擦都是有害的”這一說法是錯誤的。 例5. 下列各種措施，為了減小摩擦的是( )，屬于增大摩擦的是( )． A. 用臺鉗緊工件． B. 搬運笨重的機械，常在它的下面墊入圓木． C. 自行車的腳蹬子和把套上刻有凹凸不平的花紋． 　　D. 給自行車車軸處加潤滑油． 分析：在本題的四個事例中，A是為了防止工件脫落，影響工作。C是為了防止手、腳與把套、腳蹬子打滑。這兩個實例中的摩擦是有益的，所以采取了上述措施增大有益摩擦，而B是利用了滾動摩擦比滑動摩擦小得多的道理減小有害摩擦。D是通過加潤滑油，使摩擦面不直接接觸，讓活動部件在油膜上滑動，從而減小有害摩擦。 【模擬試題】（答題時間：40分鐘） 一. 填充題 　1. 一個物體在另一個物體上滑動時的摩擦叫做________，除了此摩擦外，還有______和__________________。 　2. 小孩從滑梯上滑下，小孩和滑梯之間的摩擦是________；用鋼筆寫字時，筆尖和紙之間的摩擦是________；推車前進時，鋼珠與軸承內(nèi)外圈之間的摩擦是____________；手握住茶杯，手和茶杯之間的摩擦是_________。 　3. 當一個物體在另一個物體表面上滑動時，接觸面間產(chǎn)生的______________叫做滑動摩擦力。 　4. 滑動摩擦力的大小和接觸面間的壓力______，壓力______，滑動摩擦力也______，滑動摩擦力的大、小還跟接觸面的________和________有關(guān)。 　5. 在相同的條件下，滾動摩擦比滑動摩擦要_____________。 6. 某同學為了測定木塊和桌面的滑動摩擦力的大小，它應(yīng)該用彈簧秤拉著木塊沿水平方向作__________運動，若此時彈簧秤讀數(shù)是3.5牛，則實驗得出的摩擦力為_______牛。 7. 摩擦力的大小與_____和接觸面的_____有關(guān)。90牛的重物放在各處同樣均勻的水平桌面上，用30牛的水平拉力使它向右作勻速直線運動，物體受到的摩擦力等于______牛，方向向_____，如果拉力變小，摩擦力________。 　8. 推自行車前進，輪與地面之間的摩擦是______摩擦；自行車在按剎車手把后，若車輪仍轉(zhuǎn)動，剎車橡皮與車圈之間的摩擦是______摩擦；在按剎車手把后，車輪不轉(zhuǎn)動，但自行車仍在前進時，車輪與地面間的摩擦是_______摩擦。 　9. 質(zhì)量為0.5千克的物體，在一個水平外力F＝15牛的作用下靜止在豎直墻上，如圖所示，則物體受到_____、_____、_____、_____力的作用，它們的大小分別是______、_______、______、______。 　10. 一個小孩用25牛的水平力推放在水平地面上的重100牛的箱子，箱子沒有動，那么箱子受到的摩擦力大小是________牛。 二. 選擇題 1. 重98牛的物體在水平地面上運動時，受19.6牛的阻力，要使物體作勻速直線運動，需加的水平力是 [ ] A．19.6牛； B．98牛； C．117.6牛； D．無法確定． 2. 一物體沿另一物體表面滑動時，其摩擦力的大小　　 [ ] A. 只與壓力的大小有關(guān)； B. 只與物體的重力有關(guān)； C. 與物體的重力和接觸面的狀況有關(guān)； 　　D. 與相互間的壓力和接觸面的狀況都有關(guān)． 3. 用手握住油瓶的頸部，油瓶不會滑落，則下列說法中正確的是 [ ] A. 手給瓶子的摩擦力小于瓶子的重力； B. 手給瓶子的摩擦力等于瓶子的重力； C. 手給瓶子的摩擦力大于瓶子的重力； 　　D. 手給瓶子的摩擦力與瓶子的重力無關(guān)． 4. 下列現(xiàn)象中，屬于滑動摩擦的是 [ ] A. 行進中的火車車輪跟鐵軌之間的摩擦； B. 使用筷子夾菜時，手和筷子之間的摩擦； C. 用橡皮擦去紙上的字跡時，橡皮與紙張之間的摩擦； 　　D. 在地上滾動油桶時，油桶與地面的摩擦． 5. 關(guān)于摩擦力，下列說法中正確的是 [ ] A. 物體越重，接觸面越粗糙，物體受到的摩擦力就一定越大； B. 摩擦力的方向一定和物體的運動方向相反 C. 摩擦力一定阻礙物體的運動，所以它是阻力； 　　D. 摩擦力既可作為阻力，有時也可能當作動力． 三. 說理題 1. 為了移動笨重的機器，常常在機器下面墊上幾根圓鐵棒，這樣移動起來就省力多了，這是為什么？ 2. 用皮帶傳動時，為了防止打滑，可以在皮帶和皮帶輪之間加些松香粉末，為什么要這樣做？ 【試題答案】 一. 1. 滑動摩擦，靜摩擦，滾動摩擦 　　2. 滑動摩擦，滑動摩擦，滾動摩擦，靜摩擦 　　3. 阻礙物體運動的力 　　4. 有關(guān)，越大，越大，材料性質(zhì)，粗糙程度 　　5. 小得多 6. 勻速直線，3.5， 7. 壓力，粗糙程度，30，左，不變 　　8. 滾動，滑動，滑動 　　9. 重力，摩擦力，壓力，支持，4.9牛，4.9牛，15牛，15牛 　　10. 25 二. 1. A 2. D 3. B 4. C 5. D 三. 1. 這是用滾動代替滑動，可以減小摩擦力。 2. 通過加松香的方法，增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。 中小學各個科目優(yōu)質(zhì)課視頻+課件教案學案試題全冊打包qq1119139686