7.6 学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关 课件（共35张PPT）2022-2023学年北师大版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 7.6 学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关 课件（共35张PPT）2022-2023学年北师大版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 982.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-20 00:21:51 | ||
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文档简介
(共35张PPT)
第七章 运动和力
第六节 学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关
北师大版 物理 八年级下册
1、摩擦力
2、探究影响滑动摩擦力大小的因素
3、摩擦的利用与防止
学习目标
1. 定义 两个相互接触的物体，当它们做相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
2. 产生条件
(1)接触面粗糙。
(2)两物体相互接触并相互挤压(产生压力)。
(3)两物体间发生相对运动或有相对运动趋势。
探究新知
新知一 摩擦力
深度理解
摩擦力产生的两种情景：
一是两个相互接触的物体已经发生相对运动时在接触面上产生摩擦力；二是两个相互接触的物体没有发生相对运动，但有相对运动趋势，如用力推箱子但未推动，虽然箱子静止，但箱子在推力作用下“有相对运动趋势”，此时地面对箱子有摩擦力。
3. 作用效果 阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，而不是阻碍物体的运动。
(1)相对运动和相对运动趋势是以相互接触的物体为参照物的，而物体的运动状态可能是以其他物体为参照物的。
(2)摩擦力不一定是阻力，有时也可能是动力。如人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有一个向后运动的趋势，地面对脚有一个向前的摩擦力，使人相对于地面向前运动，此时的摩擦力就是人前进的动力。
4. 摩擦力的方向
与物体相对运动或相对运动趋势方向相反，但不一定与物体运动方向相反。如人走路时，脚受到的摩擦力方向就与人行走的方向相同。
5. 摩擦力的作用点
实际上摩擦力是作用在整个接触面上，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效为一个点，这个等效点可以取在接触面上，也可以取在物体的重心上。
6. 常见摩擦力
静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
(1)静摩擦力：两个相对静止的物体间产生的摩擦力，如
图1 甲所示。
(2)滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面相对滑动时产生的摩擦力，如图乙所示。
(3)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，如图丙所示。
规律技巧
如图2 所示，脚向后蹬地，地面对脚产生向前的摩擦力，包含了“力的作用是相互的”的物理规律。
[中考·宿迁] 兴趣小组利用如图3 所示生活用品探究
摩擦力方向。鞋刷1 固定在水平面上，向右缓慢拉动鞋刷2，下列对实验现象的描述或分析正确的是( )
A. 鞋刷1 的刷毛向左弯曲
B. 鞋刷1 受到摩擦力的方向水平向右
C. 鞋刷2 对鞋刷1 的摩擦力大于鞋刷1
对鞋刷2 的摩擦力
D. 鞋刷2 对鞋刷1 的摩擦力和鞋刷1 对鞋刷2 的摩擦力是一对平衡力
例 1
B
解题秘方：根据摩擦力的概念判断摩擦现象中摩擦力的方向。
解析：由题图知，鞋刷1 固定在水平面上，向右缓慢拉动鞋刷2，鞋刷1 的刷毛会阻碍鞋刷2 的刷毛向右运动，所以鞋刷1 的刷毛会给鞋刷2 的刷毛一个向左的摩擦力，由于物体间力的作用是相互的，所以鞋刷2 的刷毛会给鞋刷1 的刷毛一个向右的摩擦力，故鞋刷1 的刷毛向右弯曲；鞋刷2 对鞋刷1 的摩擦力和鞋刷1 对鞋刷2 的摩擦力是一对相互作用力，大小相同。
方法技巧
判断摩擦力方向的三种方法：
1. 利用摩擦力的定义判断：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
2. 用假设法判断：先假设物体不受摩擦力，判断出物体将会出现的相对运动情况，则物体所受摩擦力的方向与物体将要运动的方向相反。
3. 用二力平衡的条件判断：利用一对平衡力的方向相反来判断摩擦力的方向。
1. 提出问题
滑动摩擦力的大小与什么因素有关？
2. 猜想与假设
(1)滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力大小有关；
(2)滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
新知二 探究影响滑动摩擦力大小的因素
3. 设计实验
利用弹簧测力计拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动，测出木块受到的摩擦力，再改变木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度进行多次实验。
4. 进行实验
(1)如图4 甲所示，将木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，读出弹簧测力计的示数即木块此时受到的摩擦力，并记录在表格中；
(2)如图乙所示，在木块上加一个砝码，再测出木块此时受到的摩擦力，并记录在表格中；
(3)如图丙所示，在桌面上铺上毛巾，再将木块放在毛巾上，然后测出木块此时受到的摩擦力，并记录在表格中。
实验次数 压力情况 接触面情况 摩擦力/N
1 木块 木板表面(较光滑) 0.4
2 木块和砝码 木板表面(较光滑) 0.8
3 木块 毛巾表面(较粗糙) 0.6
5. 分析论证
(1)由第1、2 次实验可知，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。
(2)由第1、3 次实验可知，压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
6. 得出结论
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
实验技巧
●为了保证压力等于重力，必须在水平面上进行实验。
●实验中必须沿水平方向匀速拉动弹簧测力计，目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，从而利用等量代换法测量摩擦力。将摩擦力的测量转换成了拉力的测量，解决了摩擦力无法直接测量的难题。
如图5 所示，某实验小组做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
例2
解题秘方：试题属于验证性实验题，可根据所掌握的知识和问题之间的对应关系直接解答，亦可分析解答。
(1)在实验中，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，根据________条件可知，此时木块所受滑动摩擦力的大小 ________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
二力平衡
等于
解析：用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，受到的力是平衡力，此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由甲、乙两图可探究出滑动摩擦力的大小与__________有关。
压力大小
解析：对比甲、乙两图可知，接触面的粗糙程度相同，压力大小不相等，结果弹簧测力计的示数不同，可探究出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)由________两图可探究出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
关于探究目的：两组实验中，改变了哪一个因素，则探究的就是滑动摩擦力大小与哪一因素的关系。
乙、丙
解析：对比乙、丙两图可知，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，结果弹簧测力计的示数不同，可探究出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
警示误区
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与接触面积的大小、物体运动的速度等无关。
方法点评
1.实验方法：控制变量法。
2. 摩擦力的测量方法：转换法。
拓展延伸
1.探究滑动摩擦力与速度关系的实验方法：改变拉动木块的速度，进行多次实验。
2.探究滑动摩擦力与接触面积关系的实验方法：将各表面光滑程度相同的木块平放、侧放、立放，进行多次实验。
1. 增大有益摩擦的方法
(1)增大压力；(2)增大接触面的粗糙程度；
(3)变滚动摩擦为滑动摩擦。
2. 减小有害摩擦的方法
(1)减小压力；(2)减小接触面的粗糙程度；
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦；(4)使接触面彼此分离。
在相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
新知三 摩擦的利用与防止
深度理解
给机器的某些部件加润滑油实质上是通过使接触面彼此分离的方法来减小摩擦。
[中考·宿迁] 为安全起见，在下坡路上，小华握紧
自行车刹把缓慢行驶。在此过程中，增大滑动摩擦力的方法是( )
A. 增大压力
B. 减小速度
C. 增大接触面积
D. 增大接触面粗糙程度
例 3
A
解题秘方：联系增大滑动摩擦力的方法，紧扣“握紧”这一关键词解题。
方法技巧
解物理题应学会利用物理语言对一般性描述进行概括。在改变摩擦力的题目中，经常会出现“花纹”“凹凸不平”等描述，用物理语言概括就是“接触面粗糙”
解析： “握紧”就是增大压力，可见小华是通过增大压力的方法来增大滑动摩擦力的。
学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关
摩擦力
静摩擦力
影响因素
滑动摩擦力
滚动摩擦力
实验探究
改变方法
归纳新知
再 见
第七章 运动和力
第六节 学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关
北师大版 物理 八年级下册
1、摩擦力
2、探究影响滑动摩擦力大小的因素
3、摩擦的利用与防止
学习目标
1. 定义 两个相互接触的物体，当它们做相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
2. 产生条件
(1)接触面粗糙。
(2)两物体相互接触并相互挤压(产生压力)。
(3)两物体间发生相对运动或有相对运动趋势。
探究新知
新知一 摩擦力
深度理解
摩擦力产生的两种情景：
一是两个相互接触的物体已经发生相对运动时在接触面上产生摩擦力；二是两个相互接触的物体没有发生相对运动，但有相对运动趋势，如用力推箱子但未推动，虽然箱子静止，但箱子在推力作用下“有相对运动趋势”，此时地面对箱子有摩擦力。
3. 作用效果 阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，而不是阻碍物体的运动。
(1)相对运动和相对运动趋势是以相互接触的物体为参照物的，而物体的运动状态可能是以其他物体为参照物的。
(2)摩擦力不一定是阻力，有时也可能是动力。如人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有一个向后运动的趋势，地面对脚有一个向前的摩擦力，使人相对于地面向前运动，此时的摩擦力就是人前进的动力。
4. 摩擦力的方向
与物体相对运动或相对运动趋势方向相反，但不一定与物体运动方向相反。如人走路时，脚受到的摩擦力方向就与人行走的方向相同。
5. 摩擦力的作用点
实际上摩擦力是作用在整个接触面上，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效为一个点，这个等效点可以取在接触面上，也可以取在物体的重心上。
6. 常见摩擦力
静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
(1)静摩擦力：两个相对静止的物体间产生的摩擦力，如
图1 甲所示。
(2)滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面相对滑动时产生的摩擦力，如图乙所示。
(3)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，如图丙所示。
规律技巧
如图2 所示，脚向后蹬地，地面对脚产生向前的摩擦力，包含了“力的作用是相互的”的物理规律。
[中考·宿迁] 兴趣小组利用如图3 所示生活用品探究
摩擦力方向。鞋刷1 固定在水平面上，向右缓慢拉动鞋刷2，下列对实验现象的描述或分析正确的是( )
A. 鞋刷1 的刷毛向左弯曲
B. 鞋刷1 受到摩擦力的方向水平向右
C. 鞋刷2 对鞋刷1 的摩擦力大于鞋刷1
对鞋刷2 的摩擦力
D. 鞋刷2 对鞋刷1 的摩擦力和鞋刷1 对鞋刷2 的摩擦力是一对平衡力
例 1
B
解题秘方：根据摩擦力的概念判断摩擦现象中摩擦力的方向。
解析：由题图知，鞋刷1 固定在水平面上，向右缓慢拉动鞋刷2，鞋刷1 的刷毛会阻碍鞋刷2 的刷毛向右运动，所以鞋刷1 的刷毛会给鞋刷2 的刷毛一个向左的摩擦力，由于物体间力的作用是相互的，所以鞋刷2 的刷毛会给鞋刷1 的刷毛一个向右的摩擦力，故鞋刷1 的刷毛向右弯曲；鞋刷2 对鞋刷1 的摩擦力和鞋刷1 对鞋刷2 的摩擦力是一对相互作用力，大小相同。
方法技巧
判断摩擦力方向的三种方法：
1. 利用摩擦力的定义判断：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
2. 用假设法判断：先假设物体不受摩擦力，判断出物体将会出现的相对运动情况，则物体所受摩擦力的方向与物体将要运动的方向相反。
3. 用二力平衡的条件判断：利用一对平衡力的方向相反来判断摩擦力的方向。
1. 提出问题
滑动摩擦力的大小与什么因素有关？
2. 猜想与假设
(1)滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力大小有关；
(2)滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
新知二 探究影响滑动摩擦力大小的因素
3. 设计实验
利用弹簧测力计拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动，测出木块受到的摩擦力，再改变木块对桌面的压力和接触面的粗糙程度进行多次实验。
4. 进行实验
(1)如图4 甲所示，将木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，读出弹簧测力计的示数即木块此时受到的摩擦力，并记录在表格中；
(2)如图乙所示，在木块上加一个砝码，再测出木块此时受到的摩擦力，并记录在表格中；
(3)如图丙所示，在桌面上铺上毛巾，再将木块放在毛巾上，然后测出木块此时受到的摩擦力，并记录在表格中。
实验次数 压力情况 接触面情况 摩擦力/N
1 木块 木板表面(较光滑) 0.4
2 木块和砝码 木板表面(较光滑) 0.8
3 木块 毛巾表面(较粗糙) 0.6
5. 分析论证
(1)由第1、2 次实验可知，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。
(2)由第1、3 次实验可知，压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
6. 得出结论
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
实验技巧
●为了保证压力等于重力，必须在水平面上进行实验。
●实验中必须沿水平方向匀速拉动弹簧测力计，目的是使木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，从而利用等量代换法测量摩擦力。将摩擦力的测量转换成了拉力的测量，解决了摩擦力无法直接测量的难题。
如图5 所示，某实验小组做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
例2
解题秘方：试题属于验证性实验题，可根据所掌握的知识和问题之间的对应关系直接解答，亦可分析解答。
(1)在实验中，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，根据________条件可知，此时木块所受滑动摩擦力的大小 ________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
二力平衡
等于
解析：用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，受到的力是平衡力，此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由甲、乙两图可探究出滑动摩擦力的大小与__________有关。
压力大小
解析：对比甲、乙两图可知，接触面的粗糙程度相同，压力大小不相等，结果弹簧测力计的示数不同，可探究出滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)由________两图可探究出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
关于探究目的：两组实验中，改变了哪一个因素，则探究的就是滑动摩擦力大小与哪一因素的关系。
乙、丙
解析：对比乙、丙两图可知，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，结果弹簧测力计的示数不同，可探究出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
警示误区
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与接触面积的大小、物体运动的速度等无关。
方法点评
1.实验方法：控制变量法。
2. 摩擦力的测量方法：转换法。
拓展延伸
1.探究滑动摩擦力与速度关系的实验方法：改变拉动木块的速度，进行多次实验。
2.探究滑动摩擦力与接触面积关系的实验方法：将各表面光滑程度相同的木块平放、侧放、立放，进行多次实验。
1. 增大有益摩擦的方法
(1)增大压力；(2)增大接触面的粗糙程度；
(3)变滚动摩擦为滑动摩擦。
2. 减小有害摩擦的方法
(1)减小压力；(2)减小接触面的粗糙程度；
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦；(4)使接触面彼此分离。
在相同条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
新知三 摩擦的利用与防止
深度理解
给机器的某些部件加润滑油实质上是通过使接触面彼此分离的方法来减小摩擦。
[中考·宿迁] 为安全起见，在下坡路上，小华握紧
自行车刹把缓慢行驶。在此过程中，增大滑动摩擦力的方法是( )
A. 增大压力
B. 减小速度
C. 增大接触面积
D. 增大接触面粗糙程度
例 3
A
解题秘方：联系增大滑动摩擦力的方法，紧扣“握紧”这一关键词解题。
方法技巧
解物理题应学会利用物理语言对一般性描述进行概括。在改变摩擦力的题目中，经常会出现“花纹”“凹凸不平”等描述，用物理语言概括就是“接触面粗糙”
解析： “握紧”就是增大压力，可见小华是通过增大压力的方法来增大滑动摩擦力的。
学生实验：探究——摩擦力的大小与什么有关
摩擦力
静摩擦力
影响因素
滑动摩擦力
滚动摩擦力
实验探究
改变方法
归纳新知
再 见