初中物理粤沪版八年级下 6.4 探究滑动摩擦力课件(共77张PPT)

(共77张PPT)
沪粤版·八年级下册
第六章 力和机械
第4节 探究滑动摩擦力
1、认识摩擦力。
2、影响滑动摩擦力大小的因素。
3、增大摩擦与减小摩擦的方法。
学习目标
生活中的摩擦
用铅笔写字时，铅笔尖与纸之间的摩擦
导入新知
用小刀削铅笔时，铅笔与小刀之间的摩擦
用黑板擦擦黑板时，黑板擦与黑板之间的摩擦
自行车轮与地面
新知一 认识摩擦力
什么是摩擦力？
两个互相接触的物体，
当它们做相对运动时，在
接触面上会产生一种阻碍
相对运动的力，这种力叫
做摩擦力。
探究新知
释疑解难
“相对”的含义
“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言，即指物体之间的相对静止或相对运动，都是以施力物体为参照物的，而不一定是物体相对地的运动，相对地面静止的物体可能受滑动摩擦力。
摩擦力
方向：
作用点：
与物体相对运动的方向相反,
不是与运动方向相反
在接触面上
摩擦的种类
①滑动摩擦
②滚动摩擦
③静摩擦
不一定是物体的运动方向
滑动摩擦力
定义：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体相对运动的力, 叫做滑动摩擦力。
方向：跟物体相对运动的方向相反(阻碍相对运动)
作用点：在两物体接触面之间
滚动摩擦力：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
静摩擦力：两个物体相互接触、在外力作用下有相对运动的趋势而又保持相对静止，在接触面间产生的摩擦力。
直观感受
用手压在桌面上拖动，感受一下拖动时桌面作用在手上的阻力(摩擦力)。手对桌面压得越紧(接触面之间的压力越大)，手拖动就越困难(受到的摩擦力越大)。然后在桌面上铺上毛巾(毛巾要固定在桌面上),手再压在毛巾上拖动，就比手在平滑的桌面上拖动更难些(说明手所受的摩擦力更大)。
例 1
如图所示，当匀速向左水平拉动木板M，待木块N 稳定时，弹簧测力计的示数为F，此时木块N 所受摩擦力的方向是向_______( 填“左”或“右”)；当由慢到快向左水平拉动木板M 时， 弹簧测力计示数________
( 填“等于”“大于”或“小于”)F。
等于
左
导引：对木块N 在水平方向受力分析，如下图所示。摩擦力方向向左，无论M 如何拉动，木块N 受到的摩擦力都为滑动摩擦力，滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，所以弹簧测力计示数不变。
摩擦力的受力示意图
摩擦力的作用点可以画在受力物体的重心上，也可画在接触面上。
总 结
滑动摩擦力的方向
木板M 相对于木块N 向左运动，那么木块N 相对于木板M 向右运动，滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，故木块N 所受摩擦力方向向左。
1．如图所示，两本书的书页交叉叠放在一起后很难拉开，是因为拉书时纸张间会产生较大的(　　)
A．重力
B．弹力
C．压力
D．摩擦力
D
2．【2021·衡阳】如图所示是中国姑娘李坚柔在索契冬奥会短道速滑比赛中夺金的场景。在滑行的过程中，冰刀与冰面之间的摩擦是________(填“滑动”或“滚动”)摩擦。
滑动
新知二 影响滑动摩擦力大小的因素
摩擦力的大小与什么因素有关？
当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。
设计实验:
用弹簧测力计匀速拉动木块，使
它沿长木板滑动，从而测出木块与长
木板之间的摩擦力；改变放在木块上
的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布、毛巾等铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度……
看来，影响摩擦力大小的因素可能有：
猜想：接触面所受的压力、接触面的粗糙程度……
根据已有经验做出合理的猜想，这是科学探究中最具创造的一环。
实验器材：
弹簧测力计，砝码，小车（木块），长木板，棉布，毛巾。
进行实验：
实验主要研究方法：控制变量法
(1)把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，
读出这时的拉力F。
木板
(2)在木块上放砝码，用弹簧测力计拉木块匀速运动，
读出这时的拉力F。
木板
表1：控制接触面粗糙程度相同，研究摩擦力大小与压力大小的关系：
实验序号 粗糙程度 压力大小 摩擦力大小(N)
(1) 木板
(2)
小
大
小
大
表2：控制压力大小相同，研究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系：
实验序号 压力大小 粗糙程度 摩擦力大小
(3) 相同
(4)
毛巾
木板
大
小
(5)将木块平放和侧放时用弹簧测力计拉木块匀速运
动，读出拉力F 即摩擦力的大小。
木板
木板
表3：控制压力大小、接触面粗糙程度相同，研究摩擦力大小与接触面积的关系：
实验序号 压力大小 粗糙程度 接触面积 摩擦力大小
(5) 相同
相同
不同
相同
在物体表面粗糙程度相同时：
压力越大，摩擦力越大。
在压力相同时：
接触面越粗糙，摩擦力越大。
摩擦力与速度、接触面积无关。
深入理解
力的作用是相互的，对摩擦力也成立，如图A相对于B向右运动，可以看到A的刷毛向左偏，说明A受到向左的摩擦力，同时观察到B的刷毛向右偏，说明B受到向右的摩擦力。
思想方法
利用转换法测滑动摩擦力
滑动摩擦力的大小无法直接测出，当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时，弹簧测力计示数的大小就反映了滑动摩擦力的大小，在这里将滑动摩擦力的大小转换为拉力的大小。
思想方法
利用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素
滑动摩擦力是产生在发生相对运动的两个接触面上，可能与接触面的粗糙程度，接触面之间的压力大小，接触面积大小有关，对这些因素与摩擦力大小的关系，我们只能一个一个地单独探究，而且在探究某一个因素的变化怎样影响滑动摩擦力时，必须保持其他因素不变，否则，你就无法知道滑动摩擦力的大小变化是由哪个因素的变化引起的，这就是在探究多因素问题时必须注意的控制变量法。如在探究压力对滑动摩擦力的影响时，要保持接触面粗糙程度等因素不变，而在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响时，则应控制压力等因素不变。
拓展延伸
实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比。
则有F=μFN 。μ由接触面的粗糙程度决定，FN表示压力。
注：μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫动摩擦因数，反映接触面本身特性，它的数值跟接触面材料及接触面情况(粗糙程度)有关，它与接触面积的大小无关。
例2
如图所示是小南“探究滑动摩擦力与什么因素有关”的实验过程：
(1)该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，此时摩擦力_________拉力。
等于
导引：弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动，此时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小。
(2)小南分析甲、乙两图，发现F1 ＜ F2，说明滑动摩擦力的大小与 ________有关，分析甲、丙两图，发现F1 ＜ F3，说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
压力大小
导引：比较甲、乙两图，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计的示数不同，F1 ＜ F2，所以滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)小南在本次探究中运用的研究方法是____________和转换法。
控制变量法
导引：实验时，用弹簧测力计拉木块使它在水平木板( 或毛巾) 上做匀速直线运动，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。通过拉力的大小得知摩擦力的大小，用到了转换法；由于滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以这个实验中还用到的另一个方法就是控制变量法。
(4)小南在探究后反思：操作中不能保证匀速拉动木块，所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后，将实验装置改成如图丁所示，在他拉出木板的过程中，发现弹簧测力计示数仍然不稳定， 你认为仍然不稳定的原因可能是________________________。
接触面的粗糙程度不均匀
导引：根据影响滑动摩擦力的因素可知，在压力不变的情况下，弹簧测力计的示数不稳定，即摩擦力是变化的，说明接触面的粗糙程度不同。
滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小只和接触面的粗糙程度和压力大小有关，和接触面积、物体的速度无关。
总 结
木块无论是平放还是竖放，因为其重力不变，所以其对接触面的压力大小相同，接触面的粗糙程度相同，变化的是接触面的大小，而摩擦力的大小与接触面的大小无关，所以这两种情况下的摩擦力相等，即F甲=F 乙；在木块上加放一个重物后，木块对接触面的压力变大，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力变大。由以上分析可得，F甲=F 乙1．影响滑动摩擦力大小的因素是(　　)
A．压力大小和接触面的粗糙程度
B．压力大小和拉力大小
C．接触面的粗糙程度和接触面积的大小
D．压力大小和物体运动速度的大小
A
2．在物理作图时，小亮画错了一个地方，用橡皮轻轻地擦，没有擦干净，然后他稍使点劲就擦干净了，这说明滑动摩擦力的大小与__________有关。
压力大小
新知三 增大摩擦与减小摩擦的方法
增大有益摩擦
1. 增大接触面的粗糙程度
你能举出更多的例子吗？
2. 增大压力
怎样使小提琴拉得更响？
涂松香
增大接触面粗糙程度
增大摩擦
将弓重一些压弦
增大压力
增大摩擦
减小有害摩擦
加润滑油
加气垫
电磁场使接触面分离
2. 使接触面光滑
3. 变滑动为滚动
1. 减小压力
4. 使接触面分离
磁悬浮列车
气垫船
拓展延伸
自行车上的摩擦
增大摩擦的有：轮胎表面有花纹、刹车闸上用橡胶、脚蹬表面有花纹、车把套有花纹、链条与齿轮有凹凸相咬合。
减小摩擦的有：前后轮上有轴承、轴承上有滚珠、加润滑油。
想想议议
古埃及人建造金字塔时，在运送的大石块下面垫上圆形滚木；北京故宫有一整块雕龙的大石阶重30多吨，在没有大型起重工具的情况下，据说是在冬天运送的，首先在地上泼水，结冰后再推拉运送。用这两种方法，利用了什么原理
如图所示的做法中，为了减小摩擦的是( )
例 3
D
导引：打球时用力握紧球拍，这是通过增大压力来增大手和球拍之间的摩擦力，防止球拍滑落。汽车轮胎刻有花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大轮胎和地面之间的摩擦力。运动鞋底装鞋钉，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大鞋和地面之间的摩擦力，防止滑倒。轴承中装有滚珠，是用滚动代替滑动，减小轴承转动时的摩擦力。
总 结
1．【2021·枣庄】下列是生活中的一些摩擦现象：①走路时鞋底与地面之间的摩擦；②汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；③骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；④皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦，其中属于有害摩擦的是(　　)
A．①和② B．②和③
C．①和④ D．②和④
B
2．【2021·北京】如图所示的实例中，目的是为了减小摩擦的是(　　)
A
探究滑动摩擦力
摩擦力
归纳新知
1. 摩擦力的作用：摩擦力是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的力，但不一定是阻碍物体运动的力。
2. 摩擦力的方向：摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，但不一定与物体运动方向相反。如人行走时，脚受到的摩擦力方向就与人运动的方向相同。
3. 滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小只跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的快慢、物体间接触面积的大小无关。
关于摩擦力的以下几种说法，正确的是(　　)
A．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
B．滑动摩擦力的方向总是和物体运动方向相反
C．摩擦力一定是有害的
D．只有运动的物体才受到摩擦力
1
A
巩固新知
【2020·株洲】小华在班上擦黑板时隐隐约约感觉一个很奇特的现象，回到家，他拿出小时候的一块玩具黑板，把它平放并固定在水平桌面上，再用一个黑板刷来擦黑板，如图所示，他给黑板刷斜向下施力,当方向与竖直方向的夹角较大时,黑板刷滑动起来；当他给黑板刷的施力方向与竖直方向夹角较小(大于0)时,他怎么也推不动黑板刷，在这两种情形下,黑板刷分别(　　)
A．受摩擦力；不受摩擦力
B．受摩擦力；受摩擦力
C．不受摩擦力；受摩擦力
D．不受摩擦力；不受摩擦力
2
B
【2021·成都】热爱运动的小罗同学在平直跑道上跑步。如图所示，当他后脚用力蹬地时，后脚鞋底受到地面摩擦力的方向是向________的。鞋底有花纹，是为了________摩擦。
3
前
增大
影响滑动摩擦力大小的因素是(　　)
A．压力大小和接触面的粗糙程度
B．压力大小和拉力大小
C．接触面的粗糙程度和接触面积的大小
D．压力大小和物体运动速度的大小
4
A
【2021·德州】小明用橡皮擦来擦除写在牛皮纸上的错别字，由于用力太小字没有被擦干净，稍加用力字就被擦干净了，这是通过增大________(填“压力”或“接触面的粗糙程度”)来增大摩擦力的。
5
压力
【2021·乐山】如图所示，气垫船在水面上行驶的过程中，减小摩擦采用的方法是(　　)
A．减小压力 B．减小接触面的粗糙程度
C．用滚动代替滑动 D．使接触面分离
6
D
【2021·云南】如图所示的四幅图中，通过增大压力的方法增大摩擦力的是(　　)
7
A
【2021·淮南月考】自行车是我们熟悉的交通工具，自行车刹车时用力捏刹车把是通过____________来________(填“增大”或“减小”)摩擦的。
8
增大压力
增大
如图，一辆汽车，假设是后轮驱动，则下列说法错误的是(　　)
A．汽车后轮对路面的摩擦力向后
B．路面对汽车后轮的摩擦力向前
C．路面对汽车前轮的摩擦力向前
D．路面对汽车前轮的摩擦力向后
9
C
在粗糙程度相同的水平面上，重为10 N的物体在F＝5 N的水平拉力作用下，沿水平面由A点匀速运动到B点，此时撤去拉力，物体继续向前运动到C点停下来，此过程中下列说法正确的是(　　)
A．物体在AB段摩擦力等于10 N
B．物体在AB段摩擦力小于5 N
C．物体在BC段摩擦力等于5 N
D．物体在AB段摩擦力大于BC段摩擦力
10
C
【2021·广安】如图所示，连接在水平桌面上的物块两端的轻质细绳，分别绕过定滑轮与物体A、B相连，两细绳恰好在同一水平线上。已知A物体重6 N，当B物体重4 N时，物块恰好静止，若细绳与定滑轮之间的摩擦不计，此时物块受到的摩擦力大小为________N，方向______________。
11
2
水平向右
【2021·亳州一模】如图所示，木块A下面是一长木板B。将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块A，实验时拉着长木板B沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受的滑动摩擦力大小。如果使长木板B加速向左运动，则在此过程中，关于木块A所受的摩擦力的方向及弹簧测力计示数的变化情况(不计弹簧测力计的自重)。
12
下列分析判断正确的是(　　)
A．摩擦力方向水平向右、弹簧测力计示数变大
B．摩擦力方向水平向右、弹簧测力计示数变小
C．摩擦力方向水平向左、弹簧测力计示数变小
D．摩擦力方向水平向左、弹簧测力计示数不变
D
【2021·南充】如图所示，在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中：
(1)实验中测量滑动摩擦力大小的原理是____________。
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二力平衡
(2)甲、丙两图是为了探究滑动摩擦力大小与____________的关系，实验中采用的研究方法是________________。
(3)根据甲、乙两图可得出的结论是____________________
_________________________________________________。
压力大小
控制变量法
在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
(4)小华同学将图甲测量摩擦力大小装置改为图丁装置的好处是_______________________________________。
不需要控制传送带匀速运动
【2021·金华】用如图所示装置测物体B的摩擦力。拉力F水平向左，不计弹簧测力计重，所用弹簧测力计已调零。
完成下列问题：
(1)当F＝5 N时，物体A保持静止，弹簧测力计示数为零，此时物体B受到的摩擦力为______。
(2)当F＝20 N时，物体A水平向左运动，弹簧测力计示数为3 N且保持不变，此时物体B受到的摩擦力方向为______________________。
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0 N
水平向左
【2020·泸州】泸州云龙机场用传送带为顾客运送行李，主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，甲为水平传送带，乙为倾斜传送带，如图所示。当行李随传送带一起匀速运动时，甲传送带上的行李所受的摩擦力__________(填“等于零”或“不等于零”)，乙传送带上的行李所受的摩擦力___________ (填“等于零”或“不等于零”)。如果乙传送带上的行李随传送带向下做匀速运动，则行李在运
动中受到的摩擦力方向沿传送带
________(填“向上”或“向下”)。
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等于零
不等于零
向上
如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方体物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知，关于A、B间摩擦力f1和B、C间摩擦力f2的分析中，正确的是(　　)
A．f1＝0, f2＝0 B．f1＝0, f2≠0
C．f1≠0, f2＝0 D．f1≠0, f2≠0
16
B