摩擦力教案

第三节、摩擦力【教学目标】1、知识与技能1）知道摩擦力产生的条件。2）会根据物体的平衡条件判断静摩擦力的有无、大小和方向。3）认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值。4）知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。5）掌握滑动摩擦力计算公式，会在具体问题中计算滑动摩擦力，掌握判定滑动摩擦力方向的方法。6）知道影响滑动摩擦力大小的因素。2、过程与方法1）进一步熟悉实验探究的一般程序和方法。2）注重实验探究方案设计的思考与改善。3）通过参与实验探究能进一步熟悉控制变量法。4）让学生学会在实验中控制变量和实验条件。3、情感态度与价值观1）从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度和科学精神。2）能与同学互相协作、友好相处。【重点与难点】教学重点：摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系f=μN。教学难点：设计探究方案，对实验数据的数据处理；静摩擦力的判定。【教学方法】：探究式教学法、启发讨论式教学法【教具准备】：带配重的木块，弹簧测力计，粗糙程度不同的接触面【教学课时】：1课时【教学过程】(一)引入新课小游戏：将两本书的每一页交插在一起，然后让两个人用力去拔这两本书，意图把这两本书分开。这正是摩擦力的作用使它们难以分开。提问：1.生活中存在哪些有关于摩擦力的现象？（让学生积极回答）走路、擦黑板、拔河、写字、手握杯子、开矿泉水瓶盖，骑自行车等(二)新课教学2.通过预习和初中学过摩擦力的知识，什么是摩擦力？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的力，这种力就叫做摩擦力3.摩擦力的种类有哪些？静摩擦力、滑动摩擦力，滚动摩擦力演示实验：推箱子而箱子不动，引入静摩擦力。用弹簧测力计拉木块，木块不动，但是弹簧测力计有示数，（引导学生注意观察弹簧测力计的示数和木块的状态），由于木块是静止的，处于平衡状态，所以根据二力平衡，存在静摩擦力和拉力平衡。撤掉外力，提问学生是否有静摩擦力的存在。根据二力平衡知道此时不存在静摩擦力。从实验引导学生得出静摩擦力产生的条件：相互接触挤压，接触面粗糙，有相对运动趋势。1．产生静摩擦力的条件（1）物体与物体之间有相对运动的趋势；（2）物体与物体之间接触并且相互挤压（有形变）；（3）两个接触面不光滑，应有粗糙程度。用该实验装置进行研究：缓慢的拉动弹簧测力计读数和小木块的运动状态，并设计表格记录下物体的运动状态和物体所受静摩擦力的大小。拉力F物体运动状态静摩擦力大小5．但随后我们会发现，静摩擦力不会无限制增大，它的增大有一个限度，当超过这个限度时，物体将由静止变为运动。即由相对运动的趋势变为相对运动，此时所受摩擦力将变为滑动摩擦力。静摩擦力的最大值Fmax叫做最大静摩擦力（将动未动时摩擦力）。它的数值等于物体刚开始运动时的拉力的大小。可见：两个物体间的静摩擦力可以是一个变力，它的大小可以在0与Fmax之间，即0＜F≤Fmax6．静摩擦力的方向前面我们研究了静摩擦力的大小，现在我们来探讨一下静摩擦力的方向。静摩擦力的方向总是沿着接触面。（曲面则与接触面相切的方向）静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反。此处相对运动趋势是指该物体相对于与它接触的物体（另一物体）而言的。判断静摩擦力的两种方法①假如“光滑”法（又称解除法）：可假设接触面是光滑的，看物体间是否会发生相对运动。②状态分析法：根据运动状态，运用平衡条件或牛顿定律来判断。（从物体受其他力和物体的运动状态（加速度）来判断的）以后拓展用。前面我们研究了静摩擦力，现在我们继续做前面的实验，用力去拉木块，当力FFmax时，我们会发现木块在木板上开始滑动，拉力却明显减小，表明摩擦力明显减小，此时所受到的摩擦力为滑动摩擦力。1．当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时，会受到另一物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。2．方向：滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动的方向相反。“相反”是指相对接触的物体，而不能相对别的物体。所谓“相对运动”，指的是两个物体分别以对方为参照物所表现出来的运动，而不是相对地面或其他物体的运动。观察A在B上滑动时的情况进行具体的分析。理解相对运动含义。3．探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关呢？通过实验让学生体会到不同物体间滑动摩擦力的大小会有所不同，进行思考：滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？A．与接触面的粗糙程度有关B．跟物体间的压力（正压力）有关C．跟物体接触面积的大小有关根据以上几条猜测，设计实验去进行验证探索。（利用控制变量法来进行探究）压力FN摩擦力Ff作出FN——Ff图象，寻找其中规律。对实验过程和结论进行评估和交流。③滑动摩擦力大小与接触面积无关。滑动摩擦力的大小与正压力成正比，其比例系数由接触面的材料决定，称之为动摩擦因数（μ）即：F=μFN“μ”跟相互接触的两个物体的材料有关，还跟接触面的粗糙程度有关，没有单位。［阅读P62表1、3了解几种材料间的动摩擦因数］在上面的实验中，我们还可以得出一些其他结论：①与面积无关；②在速度变化不大的情况下，滑动摩擦力的大小与速度也无关。对其他条件不变时，测出其由静止到运动一段时间内的摩擦力，作拉力―摩擦力的图象教师指导学生实验1）用测力计沿水平方向拉住物块，开始用较小的力拉，记下测力计读数；2）慢慢增加拉力，再记下测力计读数；3）继续增加拉力，使物块刚好开始滑动，记下测力计读数；4）然后保持物块匀速运动，记下测力计读数。学生设计表格，并且做好记录：数据测力计读数拉力方向摩擦力的大小摩擦力方向静止1静止2静止3刚刚滑动匀速拉动在同学回答的基础上归纳出：总结静摩擦的规律，一般静摩擦力的大小没有一个确定的值，类似上述情况，当物块不动处于平衡状态时，静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化，总是等于拉力的大小。静摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向；跟拉力的方向相反，或者说跟物体间相对滑动趋势方向相反。静摩擦力随着拉力的增大而增大，当拉力增大到某一特定值时，物体将开始沿接触面滑动，即达到它的极限值。就是最大静摩擦力fmax。可见，静摩擦力的大小在一个范围内：0～fmax。指导学生观察当木块开始滑动的那一瞬间，弹簧测力计的示数突然变小，当匀速拉动的时候弹簧测力计的示数不变，此时的摩擦力是滑动摩擦力。同时可以得出最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。引导学生寻找影响滑动摩擦力大小的因素。指导学生完成探究实验学生实验：探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。1）.用测力计沿水平方向拉住物块，匀速拉动木板，（拉动下面的木板是为了使弹簧测力计的示数容易稳定，从而减少读数不稳定带来的误差）使木板和木块二者发生相对滑动，示数稳定后，读出示数，填入表格2）.改变小车对木板的压力、接触面的粗糙程度或接触面材料、接触面积、运动速度等，重复以上操作。记录有关因素的相应实验数据，并总结的出结论。数据测力计读数拉力方向摩擦力的大小摩擦力方向改变压力木块增加配重改变接触面木板钉橡胶的木板实验表明滑动摩擦力的大小跟两物体间的正压力FN成正比，有公式：f=μNN。μ是动摩擦因数，由摩擦面的材料和粗糙程度决定(三)小结：根据书本75页的例题，讲解巩固本节课所讲的内容，注意静摩擦力和滑动摩擦力的大小遵从的规律不同，所以首先计算摩擦力时，一定要先判断是计算静摩擦力还是滑动摩擦力，也就是要明确物体是否发生相对滑动。f/Nfmaxf450fF/N根据拉力和摩擦力的关系，可以画出以上图。[作业]：P773、4、5题【板书设计】第三节、摩擦力1．静摩擦力静摩擦力产生的条件：1）相互接触、挤压2）接触面粗糙3）有相对运动的趋势，静摩擦力的方向：跟接触面相切，跟相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的大小：0～fmax2．滑动摩擦力滑动摩擦力产生的条件：1）相互接触、挤压2）接触面粗糙3）有相对运动滑动摩擦力的方向：跟接触面相切，跟相对运动的方向相反。滑动摩擦力的大小：F=μN