第六章 熟悉而陌生的力
第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关
教学目标
1.认识摩擦力，了解滑动摩擦力和静摩擦力，重点掌握滑动摩擦力.
2.通过实验探究知道滑动摩擦力与哪些因素有关.
3.掌握增大摩擦和减小摩擦的方法.
教学重难点
重点：摩擦力的概念；探究影响滑动摩擦力大小的因素.
难点：探究影响滑动摩擦力大小的因素.
教学过程
一、新课导入
教师：请两位同学上来帮忙.这里有两双筷子，其中一双筷子前端蘸有洗洁精，请两位同学各自挑选一双筷子把桌面上的橡皮夹起来.
实验现象：没有蘸洗洁精的筷子很轻松地就将橡皮夹起来了；蘸有洗洁精的筷子很难将橡皮夹起来.
教师引导学生思考为什么会出现这种现象.
学生：因为蘸有洗洁精的筷子太滑，摩擦太小.
教师：我们骑自行车时，停止用力蹬车，最后车子会慢慢停下来，为什么？
学生：受到摩擦阻力作用.
教师：好，我们现在就来研究关于摩擦力的问题.
二、新知探究
（一）滑动摩擦力
教师：请同学们双手掌心相对，一起来动手做几个实验：
实验1：双手并拢，用其中一只手推或拉，使其中一只手在另一只手掌上运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；
实验2：双手并拢，保持双手不动，也不用力推或拉，感受有没有一个阻碍手运动的力；
实验3：双手并拢，使双手做相向运动，感受有没有一个阻碍手运动的力；
实验4：双手并拢，保持双手同时向上、向下运动，感受有没有一个阻碍手运动的力.
教师组织学生根据实验讨论下面几个问题：
（1）摩擦力产生的条件是什么？（2）摩擦力的作用点在哪？（3）摩擦力的方向如何？（4）摩擦力的作用是什么？
学生：（1）摩擦力产生的条件：一是两个物体相互接触且有压力；二是两个物体发生相对运动.（2）摩擦力的作用点：在接触面上.（3）摩擦力的方向：与相对运动的方向相反.（4）摩擦力的作用：阻碍物体的相对运动.
教师引导学生分析，使学生明白：摩擦力有时起推动作用，有时起阻碍作用.
教师用多媒体播放课件“摩擦力的产生和种类”，并针对性地讲解.
摩擦力的产生和种类（多媒体课件）
（1）摩擦力产生的条件：①两个物体相互接触且有压力.②接触面粗糙.③两物体间有相对运动或存在相对运动的趋势.
（2）摩擦力的种类：
①滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力，如：用铅笔写字时，笔与纸张的摩擦属于滑动摩擦.
②滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫滚动摩擦力.如：用圆珠笔写字时，笔尖上的小圆珠与纸张的摩擦属于滚动摩擦.
③静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们之间有相对运动的趋势而又保持相对静止时，在接触面间产生的摩擦力叫静摩擦力.静摩擦力总与外力平衡，当外力逐渐增大时，静摩擦力也随之增大.当外力增大到某一程度，物体就会运动起来，此时的静摩擦力是最大静摩擦力.如：用力推一个物体而未推动，就是因为物体受到静摩擦力的作用.
板书
（1）滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力.（2）作用点：在接触面上；方向：与相对运动方向相反.
注意：摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向或相对运动的方向相反，但不一定是与物体运动的方向相反（“物体间相对运动”不等于“物体运动”）.
（二）滑动摩擦力与哪些因素有关
教师：同学们，生活中我们经常遇到与摩擦有关的实例：百米赛跑时，运动员穿上钉鞋，而溜冰的运动员则穿上光滑的溜冰鞋；生锈的铁锁打不开，当加了几滴油后就可以打开了；人们搬运重石，在底下垫上圆木等等，请大家思考，摩擦力的大小与哪些因素有关？
（1）提出问题：滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？
（2）猜想与假设
引导学生进行科学的猜想，在学生说出他的猜想后，追问他“你为什么要这样想呢？”
学生讨论后回答：1.滑动摩擦力的大小是否与压力有关？2.是否与接触面的粗糙程度有关？3.是否与接触面积有关？4.是否与材料有关？5.是否和物体的运动方向有关？……
教师：摩擦力产生的机理和制约因素都很复杂，对摩擦的研究已形成一门系统的学科“摩擦学”，其中一些问题至今仍在探索中.今天，我们只对四个猜想进行实验探究：1.滑动摩擦力的大小是否与压力有关？2.是否与接触面的粗糙程度有关？3.是否与接触面积的大小有关？4.是否与物体运动的方向有关？我们将全班分为四个大组，每组用实验探究一个猜想.
（3）设计实验与制订计划
教师：在实验桌上放着一些器材，同学们从中选取合适的器材设计一个实验来研究你的猜想是不是正确的.请大家注意影响滑动摩擦力大小的因素可能不止一个，如果你是要研究压力的变化对滑动摩擦力的影响，那我们应如何设计实验才能知道滑动摩擦力的变化是由这个因素引起的，而不是由其它因素引起的呢？
学生讨论后回答：让这个因素不同，其他因素相同.
教师总结：请大家特别注意如果一个物理量与多个因素有关，我们在研究某一个因素对该物理量的影响时，应控制其它与该物理量有关的因素不变，这种研究问题的方法叫做“控制变量法”.
教师：下面大家就根据我们的控制变量法设计实验，过一会儿我找同学把你的设计思路说一说.
学生思考后讨论、交流；教师参加一个组的实验设计.完成后找另一个组的同学说出他们的实验设计，对学生进行适当的引导和点拨.
教师指出：同学们在实验中要注意实验器材的选择，特别注意实验时要水平匀速拉动弹簧测力计；只有在匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才是木块所受滑动摩擦力的大小.
（4）进行实验与收集证据
每个小组对其所选的猜想进行实验验证.下面以验证摩擦力大小与压力的关系为例：
小组讨论得出不变因素为：接触面的粗糙程度、运动方向、接触面积的大小等，需要改变的因素是：压力的大小，主要通过改变木块上砝码的数量.
器材确定：一个弹簧测力计、四个砝码、一个长方体木块、一块长木板.
实验步骤：将长木板置于水平桌面上，用弹簧测力计水平拉动长方体木块在长木板上匀速滑行，记下测力计的示数.在长方体木块上放置不同数量砝码重复上面步骤，并记录相关数据.
（5）分析与论证
分析数据，归纳结论：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关.在其他条件不变时，压力越大，滑动摩擦力越大.
（6）评估、交流与合作
讨论反思实验过程，总结注意事项和实验方案的不足与改进措施.（有时间可进行改良后的重新实验）实验结束后，各组派代表上黑板填上实验数据，并交流、讨论，对结果进行分析.
教师引导各个小组一起归纳、总结，得出结论，并同时板书：
（1）滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关.在其他条件不变时，表面受到的压力越大，滑动摩擦力就越大.
（2）滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关.在其他条件不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大.
（3）滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面积无关.
（三）增大摩擦和减小摩擦
教师指导学生阅读课本P152~153页“增大摩擦和减小摩擦”：（1）要求学生认真阅读教材，归纳出改变摩擦力的方法.（2）要求学生回顾课前看到的相关情景，说说人们是采用什么办法来增大和减小摩擦的.（3）引导学生从生活中再举出一些不同的例子.
学生分析，教师得出结论（并同时板书）：
（1）摩擦力有利也有弊，有利的摩擦我们要设法增大，有弊的摩擦要设法减小.
（2）增大有益摩擦的方法：①增大物体间的压力；②增大接触面的粗糙程度；③用滑动摩擦来代替滚动摩擦.
（3）减小有害摩擦的方法：①减小物体间的压力；②减小接触面的粗糙程度；③用滚动摩擦来代替滑动摩擦；④使两个互相接触的摩擦面彼此分离.
说明：使接触面分离的常见方式：①加润滑油，加润滑油可以在摩擦面间形成一层油膜，使摩擦面不接触，运动部件只在油膜上滑过，大大减小了摩擦，如下图所示；②利用压缩气体在摩擦面间形成一层气垫，使摩擦面脱离接触，可以使摩擦变得更小，如气垫船；③利用磁悬浮使摩擦面脱离接触，可以使摩擦大大减小，如磁悬浮列车.
三、课堂小结
四、课堂训练
1.“毛笔书法”是我国特有的传统文化艺术.如图所示，用毛笔书写“杜”字的最后一笔时，笔尖受到（ B ）
A．向右的滑动摩擦力
B．向左的滑动摩擦力
C．向右的滚动摩擦力
D．向左的滚动摩擦力
2.下列现象中，属于滑动摩擦的是（ A ）
A.刹车时，自行车车轮与闸皮间的摩擦
B.在台球桌上运动的小球与桌面的摩擦
C.滑旱冰时，鞋底轮子与地面间的摩擦
D.骑自行车前进时，车轮与地面间的摩擦
3.在各项体育竞赛中，以下哪种做法不能增大摩擦力（ D ）
A．举重时搓镁粉
B．足球守门运动员选用防滑手套
C．跑步使用钉鞋
D．游泳时选用模仿鲨鱼皮肤高科技泳衣
4.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图所示的实验，请你完成下列内容.
（1）将木块放在水平木板上，用弹簧测力计必须沿水平方向拉动，使木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力等于（选填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数.
（2）对比图A、B两次实验，是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系.在图A中，若拉着木块以比原来更大的速度做匀速直线运动，木块所受摩擦力的大小将 不变（选填“变大”“变小”或“不变”）.
（3）在A、B、C三次实验中，滑动摩擦力最小的是A（选填“A”“B”或“C”）实验.
（4）为了验证滑动摩擦力的大小是否跟接触面积有关，用如图A、D所示的实验进行验证，结果发现：两次实验中，弹簧测力计的示数相同，可见，滑动摩擦力的大小与物体间接触面积大小无关.
（5）实验结束后，小明又对实验装置进行了改进，如图E所示，实验后发现效果更好，实验中，小明 （选填“需要”或“不需要”）匀速拉动长木板，此时，木块受到的摩擦力为2.6 N.
五、布置作业
完成《一线课堂》相关练习.
教学反思
摩擦力是日常生活中的常见力，与我们息息相关，但学生对于摩擦力的理论却知之甚少.这节课教学的内容主要是引导学生了解摩擦力，探究滑动摩擦力大小的影响因素，并通过实验探究活动及自主学习活动提高学习物理和应用物理的能力.在实际课程中，学生对摩擦力的种类是比较模糊的，而基于学生现有的知识，也不可能过多的讲解，只要求学生能区别滑动摩擦与滚动摩擦.至于静摩擦，这点内容只是提到，没有展开.本节课的重点（也是难点）在探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”实验上.采用的突破方法——控制变量法，其中重点又放在如何设计实验、进行实验、设计表格、记录数据，当实验设计好了，分析概括，得出结论自然就容易了.(共32张PPT)
第六章 熟悉而陌生的力
第四节 探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关
1.认识摩擦力，了解滑动摩擦力和静摩擦力，重点掌握滑动摩擦力。
2.通过实验探究知道滑动摩擦力与哪些因素有关。
3.掌握增大摩擦和减小摩擦的方法。
学习目标
【重点】摩擦力的概念；探究影响滑动摩擦力大小的因素。
【难点】探究影响滑动摩擦力大小的因素。
新课导入
观察思考
为什么我们能握住杯子
为什汽车轮胎上都有花纹
为什么滚动的足球最终会停下
新课导入
做一做：把手掌紧压在桌面上，向前滑动，注意手的感觉。
（1）手放在桌面上滑动时，手是否受到力的作用
（2）这个力对手的运动起了什么作用
（3）你认为这个力是怎么产生的
新课导入
做一做：让刷子在桌面上滑动。
（1）刷毛为什么会弯曲
（2）刷毛的弯曲方向说明了什么
物理学中，把一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生的条件：
（1）物体之间互相接触、挤压；
（2）物体之间相对运动；
（3）接触面粗糙。
滑动摩擦力的方向：
跟物体相对运动的方向相反。
新知探究
知识点 滑动摩擦力
一
新知探究
静摩擦力和滚动摩擦力
静摩擦力：相互接触的物体之间有相对运动趋势，但还没有产生相对运动时的摩擦力。
想落未落：树对熊猫产生静摩擦力阻碍熊猫下落
滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。
行驶的汽车，车轮在路面上滚动，到滚动摩擦力
新知探究
为什么杯子和米会随筷子一起被提起？
杯子和米之间有摩擦力
新知探究
知识点 滑动摩擦力与哪些因素有关
二
当你的手压在课桌上滑动时，会感受到桌面阻碍手掌滑动的摩擦力。
1.若改变手掌对课桌的压力，向前滑动时，手掌受到的滑动摩擦力大小如何变化
2.若用同样的压力压住课桌上的书再一起向前滑动，情况又怎样
新知探究
提出问题：滑动摩擦力大小可能与哪些因素有关？
①物重；
②接触面所受压力；
③接触面粗糙程度；
④物体运动的速度；
⑤接触面面积的大小；
……
猜想与假设：
新知探究
实验目的：
1.探究影响滑动摩擦力大小的因素。
实验器材：
弹簧测力计、木块、表面较粗糙的木板、表面较光滑的木板、重物等。
2.能运用控制变量法收集证据。
新知探究
实验设计：
a.探究压力大小对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度等因素不变，改变压力，比较摩擦力大小。
b.探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响时，则应保持压力大小等因素不变，改变接触面的粗糙程度，比较摩擦力大小。
实验方法：
—————————。
控制变量法
如何测摩擦力：用弹簧测力计水平拉着放在长木板上的木块做匀速直线运动，通过比较弹簧测力计的示数来比较滑动摩擦力的大小，即：F=f。
新知探究
实验步骤：
1.将弹簧测力计调零。
2.如图(a)(b)所示，保持压力不变(同一木块)，改变接触面的粗糙程度，分别水平匀速拉动木块，在表格中记录这两种情况下弹簧测力计的示数。
(a)
(b)
实验次序 压力情况 接触面情况 弹簧测力计的示数F/N
(a) 一个木块 光滑木板
(b) 一个木块 粗糙模板
新知探究
3.如图(c)(d)所示，保持接触面的粗糙程度不变(同一桌面)，改变压力，分别水平匀速拉动木块，在表格中记录弹簧测力计的示数。
实验次序 压力情况 接触面情况 弹簧测力计的示数F/N
(c) 一个木块 桌面
(d) 一个木块
一个砝码 桌面
(c)
(d)
新知探究
实验次序 压力情况 接触面情况 弹簧测力计的示数F/N
(a) 一个木块 光滑木板 1
(b) 一个木块 粗糙模板 3.2
实验次序 压力情况 接触面情况 弹簧测力计的示数F/N
(c) 一个木块 桌面 2
(d) 一个木块
一个砝码 桌面 3
实验结论：
在压力相同时：接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
在物体表面粗糙程度相同时：压力越大，滑动摩擦力越大。
新知探究
反思交流：
1.滑动摩擦力的大小是否还与其他因素有关呢？应如何设计实验进行探究？
滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
滑动摩擦力的大小与
物体运动速度的关系
2.当用弹簧测力计水平拉动木块匀速直线滑动时，弹簧测力计的示数可反映滑动摩擦力的大小。猜想为什么？
新知探究
大量实验研究表明：
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小还跟接触面所受的压力有关，在其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
新知探究
知识点 增大摩擦和减小摩擦
三
摩擦与人们的生活、生产密切相关，人们时时处处都离不开它。
日常生活中哪些现象中存在摩擦？这些摩擦中哪些摩擦是有益的？哪些是有害的？我们应该如何去增大有益摩擦？如何去减小有害摩擦？
新知探究
思考：下面所列的摩擦中，哪些摩擦对人是有益的？哪些是有害的？
1.走路时鞋与地面之间的摩擦
2.手握筷子时的摩擦
3.手拿油瓶时的摩擦
4.爬树时人与树之间的摩擦
5.刹车时，车与地面间的摩擦
6.自行车的轴与轴承间的摩擦
7.人拉笨重的物体，物体与水平地面间的摩擦
新知探究
增大有益摩擦的方法
1.增大接触面的粗糙程度
在二胡的弓弦上擦些松香
守门员带上手套
运动鞋底凹凸不平的花纹
运动员擦镁粉
新知探究
2.增大压力
自行车刹车
擦黑板时用力
新知探究
3.变滚动为滑动
火车、汽车在紧急制动时车轮只滑不滚
新知探究
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）变滑动为滚动；
（4）使两个接触面彼此分离。
a.加润滑油
b.气垫船和磁浮列车
新知探究
磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，列车和轨道间出现一薄层空气，使摩擦力减小。
气垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫，可以减小水对船的摩擦力。
课堂小结
探究：滑动摩擦力大小与哪些因素有关
滑动摩擦力
产生条件、方向
实验：探究滑动摩擦力大小与
哪些因素有关
接触面的粗糙程度
压力大小
增大摩擦和减小摩擦
接触面、粗糙程度、
压力、方式
课堂训练
1. 请完成“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验报告，在报告中呈现你设计的表格、针对不同步骤得出的结论，以及在“反思交流”中你提出的猜想等。
提示：根据课堂所学完成报告。
课堂训练
2. 根据滑动摩擦力的概念，应怎样判断滑动摩擦力的方向？你能用生活中的物品形象地展示滑动摩擦力的方向吗？说出你的方法并试试是否可行。
滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
可以使用软毛牙刷，按压在桌面上向前拖动时，观察刷毛的倾倒方向。
课堂训练
3. 浴室中，为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒，可采取哪些措施？
浴室地面铺上带有凸凹花纹的地砖、人沐浴时穿鞋底有凸凹花纹的拖鞋等。
课堂训练
4. 请你列举生活用品中利用或减小摩擦力的实例，并加以说明。
增大摩擦：鞋底刻有花纹、轮胎表面有凹槽等；
减小摩擦：气垫船、自行车安装轴承等。
课堂训练
5. 冰壶运动员比赛时穿的两只鞋是不一样的。一只鞋的鞋底有类似“滑板”的功能，目的是 _____________________，方便在冰面上滑行；另一只鞋的鞋底则有防滑的功能，目的是 _____________________，方便运动员停止或起动。图 6-44 中的运动员在利用鞋的什么功能？
减小摩擦
增大摩擦
类似“滑板”
课堂训练
6. 自行车的设计蕴含着许多与摩擦力相关的知识，如给链条抹润滑油是为了减小摩擦力，轮胎的花纹是为了增大摩擦力。请你列举自行车中减小和增大摩擦力的其他设计。
减小摩擦的设计：车轮轮轴使用滚动轴承；车把转向轴十分光滑等。
增大摩擦的设计：把手和脚蹬上刻有凹凸不平的花纹；刹车皮与车轮接触的部位较为粗糙，且可以通过捏闸增大压力等。
（1）分析第 1、2 两次实验，可得出的结论是 ；
（2）分析第 2、3 两次实验，可得出的结论是 。
课堂训练
7. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，某同学得到如表 6-1 所示的实验数据。
在接触面粗糙程度一样的情况下，压力越大，摩擦力越大
在压力大小相同的情况下，接触面越粗造，摩擦力越大
