第3節(jié)摩擦力1.通過親身體驗感知摩擦力的存在及產(chǎn)生，認識摩擦力的作用效果。能正確說出增大和減小摩擦的方法，能解釋生產(chǎn)生活中的有關現(xiàn)象，解決簡單的實際問題。2.會根據(jù)二力平衡的條件建立勻速直線運動的模型測量滑動摩擦力的大小，發(fā)展科學推理和科學論證的能力。3.經(jīng)歷探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關的實驗過程，得出滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力和接觸面粗糙程度有關的結論，并能根據(jù)實驗中出現(xiàn)的問題進行創(chuàng)造性地改進或優(yōu)化，培養(yǎng)科學探究能力。4.通過列舉生活中的有用摩擦和有害摩擦，初步認識增大有用摩擦和減小有害摩擦的相關技術對人類生活和社會發(fā)展的影響，培養(yǎng)應用所學知識為社會服務的意識。教學目標問題如右圖所示，將手掌壓在桌面上滑動時，你是否感到桌面對手掌有阻礙作用?要改變手掌受到的阻力的大小，你有哪些方法?改變手對桌面壓力的大小桌面上鋪上毛巾或桌面上抹上油行駛的汽車剎車后，會很快停下來。我們將手掌壓在桌面上滑動時，會感覺到桌面對手掌有阻礙作用。生活中類似的例子隨處可見:鉛球后，會慢慢停下來;這些阻礙作用是如何產(chǎn)生的，又與哪些因素有關呢?當相互接觸的物體發(fā)生相對滑動時，就會彼此阻礙，產(chǎn)生滑動摩擦力。摩擦力兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫作滑動摩擦力(frictionforce)。相互接觸的物體的兩個面，有時用肉眼看起來很光滑，但是放到顯微鏡下觀察，就會發(fā)現(xiàn)接觸面是凹凸不平的(圖8.3-2)。如何測量滑動摩擦力的大小呢?如圖所示，用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板做勻速直線運動。木塊處于平衡狀態(tài)，受力平衡。木塊受到的彈簧測力計的拉力、木塊與長木板之間的滑動摩擦力的是一對平衡力。此時，我們讀出彈簧測力計所測的拉力，就可以得到木塊與長木板之間的滑動摩擦力的大小。想想議議為了測量滑動摩擦力，要用彈簧測力計水平拉動木塊。想一想，為什么要使木塊做勻速直線運動?木塊做勻速直線運動時，木塊處于狀態(tài)，受力。木塊受到的彈簧測力計的拉力、木塊與長木板之間的滑動摩擦力的是。平衡平衡一對平衡力此時，我們讀出彈簧測力計所測的拉力，就可以得到木塊與長木板之間的滑動摩擦力的大小。在手掌壓在桌面上滑動的過程中，壓力越大，手掌受到的阻礙越;桌面越粗糙，滑起來越力。影響滑動摩擦力大小的因素有哪些?還有哪些生活經(jīng)驗支持你的猜想?大費下面讓我們通過實驗來研究這個問題推放在水平地面上的箱子時，箱子越重，推起來越費力；地面越粗糙，推起來越費力。實驗——探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關實驗思路根據(jù)生活經(jīng)驗，同樣的接觸面，物體越重，對接觸面的壓力越大，滑動時受到的摩擦力越大;同樣的壓力，接觸面越粗糙，物體滑動時受到的摩擦力越大。

只要控制接觸面相同，測量不同壓力下物體受到的滑動摩擦力，就可以找到滑動摩擦力與壓力的關系;

同理，控制壓力不變，改變接觸面的粗糙程度，就可以找到滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系。通常我們說乙跟甲有關，甲是自變量;乙隨甲的改變而變化，乙是因變量。方法點撥如果問題涉及多個自變量，可以每次只研究因變量與其中一個自變量的關系，控制其他的自變量不變，這是控制變量的研究方法。比如，物體慣性的大小只與物體的質量有關，自變量是，因變量是。慣性質量請結合實驗器材，思考以下問題。1.如何改變對接觸面壓力的大小?2.如何改變接觸面的粗糙程度?1.木塊上放上不同質量的砝碼2.換用粗糙程度不同的長木板，或木塊下面放上棉布或毛巾木塊棉布毛巾砝碼彈簧測力計粗糙的木板光滑的木板實驗過程可以通過下圖所示的實驗驗證你的猜想。3.換用材料相同但表面粗糙的長木板，保持壓力不變，測量滑動摩擦力。自己設計表格，記錄測量數(shù)據(jù)。1.用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板勻速滑動，測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力。2.在木塊上放不同數(shù)量的鉤碼，改變壓力，測量滑動摩擦力。第一種方案實驗次數(shù)接觸面的粗糙程度壓力大小彈簧測力計的示數(shù)F/N123次數(shù)接觸面的粗糙程度壓力大小彈簧測力計的示數(shù)F/N123記錄實驗數(shù)據(jù)的表格實驗結論通過這個實驗，你得出了什么結論?與其他同學交流，完善你的結論。滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，接觸面所受的壓力相同時，接觸面越，滑動摩擦力越；粗糙大滑動摩擦力的大小與接觸面有關，接觸面粗糙程度相同時，接觸面所受的壓力越，滑動摩擦力越。大大所受的壓力3.在原來的長木板上鋪上棉布或毛巾，保持壓力不變，測量滑動摩擦力。自己設計表格，記錄測量數(shù)據(jù)。1.用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板勻速滑動，測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力。2.在木塊上放不同數(shù)量的鉤碼，改變壓力，測量滑動摩擦力。第二種方案實驗次數(shù)接觸面粗的糙程度壓力大小彈簧測力計的示數(shù)F/N123次數(shù)接觸面的粗糙程度壓力大小彈簧測力計的示數(shù)F/N123記錄實驗數(shù)據(jù)的表格實驗結論通過這個實驗，你得出了什么結論?與其他同學交流，完善你的結論。滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，壓力相同時，接觸面越，滑動摩擦力越；粗糙大滑動摩擦力的大小與接觸面有關，接觸面粗糙程度相同時，壓力越，滑動摩擦力越。大大所受的壓力請你猜測，我們讓同一個木塊以相同的速度分別在光滑的水平玻璃板和光滑的水平鐵板上勻速直線運動時，拉力相同嗎？如果我們做這個實驗，那么，可以看到拉力時不同的。這說明滑動摩擦力的大小還與什么有關？還與接觸面的材料有關。有的同學還想到“滑動摩擦力的大小可能還與物體的運動速度有關”，有的同學還想到“滑動摩擦力的大小可能還與接觸面積的大小有關”。同學們課下可以利用我們的實驗器材或自己的器材做實驗進行探究摩擦的利用與防止許多情況下摩擦是有用的，人們常常設法增大它。例如，人走路時要利用鞋底與地面間的摩擦。人用筷子夾菜，要利用筷子與菜間的摩擦人用手提起面粉袋，要利用手與面粉袋間的摩擦圖8.3-5的摩擦在很多情況下又是有害的。例如，機器工作時，運動的部件間要產(chǎn)生摩擦。這種摩擦不但白白消耗動力，而且使機器磨損。這時就要設法減小摩擦。想想議議以下幾幅圖中，哪些是要增大摩擦的?哪些是要減小摩擦的?通過什么方法增大或減小摩擦?自行車車閘涂防滑粉的手冰壺運動增大摩擦增大接觸面的粗糙程度剎車時增大壓力增大接觸面的粗糙程度程度減小接觸面的粗糙程度增大摩擦減小摩擦科學世界——減小摩擦的方法我國古人很早就發(fā)現(xiàn)用滾動代替滑動可以大大減小摩擦，人們常常利用滾木移動巨石、巨木等(圖8.3-6)。如圖8.3-7所示，滾動軸承的內圈緊套在軸上，外圈固定在輪上，兩圈之間裝著許多光滑的鋼球或鋼柱。輪轉動時帶動外圈轉動，鋼球或鋼柱在內外圈之間滾動，摩擦就大大減小了。現(xiàn)在許多機器的轉動部分都安裝了滾動軸承(圖8.3-8)。科學世界——減小摩擦的方法自行車的前、后輪都是安裝在滾動軸承上的，你看過它的結構嗎?科學世界——減小摩擦的方法氣墊船利用壓縮空氣使船體與水面脫離接觸(圖8.3-9)，可以大大減小摩擦。使兩個互相接觸的表面分離，也能減小摩擦。給門軸上的合頁加潤滑劑可以在兩個表面之間形成油膜，使它們互不接觸，這樣就減小了摩擦。小結1.北方城市在下大雪后，因為路滑，容易發(fā)生交通事故。過去，居民使用的燃料主要是煤，下大雪后，有些居民將煤渣撒在結冰的路面上，你知道這是為什么嗎?練習與應用在壓力一定時，將煤渣撒在結冰的路面上，通過改變接觸面的材料以及增大接觸面的粗糙程度，能增大摩擦。2.在自行車中有的設計是為了增大摩擦，有的是為了減小摩擦。請各舉兩例說明是通過什么方法來增大或減小摩擦的。自行車的輪胎(或腳踏板、把手)上有凹凸不平的花紋，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦;自行車剎車時，通過增大剎車膠皮與車圈之間的壓力來增大摩擦。剎車橡皮上刻有花紋，增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦。2.在自行車中有的設計是為了增大摩擦，有的是為了減小摩擦。請各舉兩例說明是通過什么方法來增大或減小摩擦的。往自行車的轉動部分加潤滑油，通過使原來接觸的表面彼此分離來減小摩擦。自行車安裝滾動軸承，用滾動代替滑動來減小摩擦;3.冰壺比賽時，運動員需要不斷調整自己的運動情況。如圖所示，一名運動員穿的兩只鞋的鞋底材質并不相同:蹬冰鞋的鞋底為橡膠制成的，而滑行鞋的鞋底為塑料制成的。運動員需要滑行時，全身由滑行鞋支撐，蹬冰鞋不與冰面接觸;運動員需要停下時，用蹬冰鞋接觸冰面進行控制。請你利用本節(jié)知識說明運動員是怎樣改變摩擦力大小的。蹬冰鞋的鞋底用橡膠制成，滑行鞋的鞋底用塑料制成，這是通過改變接觸面的材料與粗糙程度來改變滑動摩擦力大小的。用蹬冰鞋時需要增大它與冰面的摩擦;用滑行鞋時需要減小它與冰面的摩擦。4.如果上課時教室內的摩擦力突然消失10s，我們身邊將會發(fā)生哪些變化?描述兩個可能出現(xiàn)的場景。桌椅容易滑動;手無法握住筆，筆會掉落在桌子上;師生無法走路。書寫工具失效：圓珠筆無法寫字，因為沒有摩擦，筆內的滾珠不轉動；粉筆也無法在黑板上留下字跡，因為粉筆尖的粉末無法依靠靜摩擦附著在黑板上。物品滑落：傾斜放置的東西都會滑下，例如眼鏡會從鼻梁上滑下來；橡皮無法使用；固定電風扇、桌椅的螺絲釘會掉下來，嚴重危害人身安全。移動困難：同學們怎么也站不起來，因為雙