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第六章 熟悉而陌生的力
第五节 科学探究:摩擦力
为什么这些物体最终会停下来?是受了什么力的作用?
操场上滚动的足球慢慢的停下来
冰面上滑动的人慢慢的停下来
手在移动过程中,会感到接触面阻碍手相对于桌面的运动。
物理学中我们把接触面阻碍物体相对运动的力统称为摩擦力。
同学们把手压在桌面上移动有什么感觉
试一试
摩擦力
两个相互接触的物体,当他们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力。用字母f表示。
G
N
f
G
N
f
注:摩擦力是阻碍而不是阻止,摩擦力不等于阻力。
摩擦力的分类:
1、静摩擦力:物体在将要运动时,接触面阻碍物体运动的力叫做静摩擦力。如:1、人走路时,脚底与地面之间的摩擦;2、手握瓶子时手与瓶子之间的摩擦;3、向上爬杆时的摩擦等。
2、滑动摩擦力:物体在滑动过程中,接触面阻碍物体相对运动的力叫做滑动摩擦力,如:1、滑滑梯;2、擦黑板;3、钢笔写字;4、毛笔写字;5、刹车时的车轮等;6、 卷笔刀削铅笔。
3、滚动摩擦力:物体在滚动过程中,接触面阻碍物体运动 的力叫做滚动摩擦力,如:1、圆珠笔写字;2、行驶的车轮; 3、行李箱的轮子;4、滚动轴承等。
摩擦力产生条件:
(1)接触并挤压
(2)接触面粗糙(不光滑)
(3)有相对运动或相对运动的趋势
F
物体向右运动
物体运动方向
摩擦力方向
摩擦力方向:
与相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反
1、猜想与假设
①推箱子时,箱子越重,推起来越费劲,
猜想:滑动摩擦力大小与 有关。
②推箱子时,地面越粗糙,推起来受到摩擦力越费劲,
猜想:滑动摩擦力大小与 有关
③滑动摩擦力的大小还与什么因素有关?
实验探究:滑动摩擦力的大小和哪些因素有关
压力
接触面粗糙程度
压力的大小如何得知?
从以下几个角度设计实验
如何测量出滑动摩擦力的大小?
信息1:物体放在水平面,物体对水平面的压力大小等于物体的重力大小,即F压=G。
信息2:用弹簧测力计在水平桌面上沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,则弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小(根据二力平衡原理)。弹簧测力计读数时:应在匀速拉动过程中读数。
设计思路
(1)实验方法:
控制变量法
①探究滑动摩擦力的大小跟压力是否有关:
应控制 相同,改变 。
②探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度是否有关:
应控制 相同,改变 。
实验器材:
弹簧测力计、木块、木板、砝码、毛巾、棉布等
压力
接触面粗糙程度
接触面粗糙程度
压力
实验结论1:
滑动摩擦力的大小与压力有关。
在其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
实验过程:
(1)探究滑动摩擦力与压力的关系
实验结论2:
滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
在其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
拓展:
如何探究滑动摩擦力的大小
①与接触面积的关系
②与物体运动的速度大小的关系
注:
滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小、运动方向、接触面积的大小无关。
例题 用弹簧测力计水平拉一小车以5m/s的速度做匀速直线运动,示数为5N,
(1)则小车所受的摩擦力大小为 N。
(2)若小车以10m/s的速度做匀速直线运动,此时小车所受摩擦力为 N。
(3)若将拉力减小为3N,小车做减速运动,则小车所受摩擦力为 N。
(4)若弹簧测力计的示数为6N时,则小车所受摩擦力为 N。
5
5
5
5
实验评估:
思考:滑动摩擦力在实验过程中有什么缺点?
实验过程中很难做到匀速拉动木块。
实验改进:
优点:不需要匀速拉动木板A。
增大、减小摩擦的方法
1、增大接触面的粗糙程度
2、增大压力
(1)增大摩擦
(刹车:用力捏闸)
涂防滑粉
雪地上撒沙子
鞋底的花纹
2、减小压力
(2)减小摩擦
1、减小接触面的粗糙程度
3、变滑动为滚动
4、使接触面分离
气垫船
加润滑油
轮滑
磁悬浮列车
冰壶运动