3.2研究摩擦力 教案 (1)

3.2研究摩擦力
教案
教学目标
1、知识与技能:
①了解滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件,能区分滑动摩擦和静摩擦;
②掌握滑动摩擦力的公式,能计算滑动摩擦力的大小且能判断滑动摩擦力的方向。
③知道静摩擦力的变化范围,能根据平衡条件计算静摩擦力的大小且会判断方向。
2、过程与方法:
①通过讨论,培养学生与人交流、团结合作的能力
②通过实际问题,培养学生理论联系实际,利用知识解决实际问题的能力
3、情感态度与价值观:
①体验科学的价值、体验知识源于实践又作用于实践的辩证关系
②通过实验和生活实例,培养学生乐于探索物理的兴趣,增强学生的求知欲
③养成勤于思考的习惯、协作探究问题的意识
学情分析
学生在初中已经初步学习过有关摩擦力的相关知识,对于摩擦力有着简单了解,但是学生在日常生活中积累了一些有关摩擦力的错误感性认识,比如错误的认为摩擦力都是阻碍作用等,这对本节课的学习会带来一些障碍。不过,学生已经具有一定的实验探究能力,掌握了基本的物理研究方法,所以通过引导学生通过实验来探究学习摩擦力。
重点难点
重点:①滑动摩擦力的公式,滑动摩擦力的大小计算和方向判断
②静摩擦力的有无,静摩擦力的大小和方向
难点:①弄清楚静摩擦力和滑动摩擦力的方向
②静摩擦力的有无,及静摩擦力大小的计算
教学过程
活动1【导入】新课引入
师:今天这节课我们来研究摩擦力。首先,我们来做一个实验,我手上有两本书,大家看看,然后将它们逐页对插在一起,我敢断言同学们怎么拉都不会把它们拉开,不信的同学上来尝试下。乙同学跃跃欲试的,那就乙同学上来试试。拉开没有 好,另外一个同学再来试试。拉开没有
师:都没有拉开,这是为什么呢
师:带着这个疑问,我们再来看另一实验:在玻璃杯里装满大米,一手用力压紧大米,另一手将筷子从指缝隙插入大米中。然后提起筷子,观察现象。丙同学,看到了什么现象
生:大米连同玻璃杯被提起来了
师:为什么书拉不开,为什么筷子能把米提起来 结合这两个实验大家想一想,丙同学说说看。
师:对,这就是摩擦力,有着神奇的力量。还有没有其他关于摩擦力的例子呢 请踊跃发言
生:穿旱冰鞋溜冰、传送带传送物体、踢出去的足球会停下来
师:同学们都很积极。摩擦力,在我们生活中无处不在,与我们形影不离。当我们行走时,它在我们的鞋底与地面之间;当我们写字时,它在笔尖与白纸之间;当我们擦黑板时,它在黑板擦与黑板之间;当我们拿起水杯喝水时,它在手与水杯壁之间等等。这些例子很多,不胜枚举,但是,这些摩擦力无外乎属于3种:关于滑动摩擦力的、关于静摩擦力的、关于滚动摩擦力的。它们是摩擦力的三种类别。首先,我们一起来研究滑动摩擦力。
活动2【讲授】1.滑动摩擦力的定义
师:滑动摩擦力,我们在初中时已经有了初步的认识,它是什么样的力呢 怎么定义的呢
师:(定义)两个相互接触(且相互挤压)的物体发生相对滑动时,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,称为滑动摩擦力。
下面请同学们判断下列物体间是否存在滑动摩擦力()
a.两个没有接触的物块
b.物块贴着竖直墙壁自由下落
c.物块在光滑斜面上滑行
d.物块在粗糙斜面上静止
e.物块在粗糙斜面上滑行
f.物块在粗糙水平面上匀速运动
活动3【讲授】2.滑动摩擦力的产生条件
师:根据上面的例子,请同学们思考物体间产生滑动摩擦力需要满足哪些条件
生:
师:从刚才的例子可以看出,物体间存在滑动摩擦力必须同时满足:①两物体直接接触且有形变,即两物体间有弹力;
②接触面粗糙;
③有相对滑动,这就是滑动摩擦力的产生条件。
活动4【练习】滑动摩擦力产生条件的运用
例2:下列关于弹力和摩擦力的说法中,正确的是(
)
A.相互接触的物体之间必有弹力作用
B.相互有弹力作用的物体必定相互接触
C.相互有弹力作用的物体之间必定有摩擦力存在
D.相互有摩擦力作用的物体之间必有弹力作用
注:有摩擦力一定有弹力;
有弹力不一定有有摩擦力。
活动5【练习】思考：运动的物体一定收到滑动摩擦力吗？
运动的物体一定受到滑动摩擦力吗 静止的物体一定不受滑动摩擦力吗
反例:
光滑面上运动的物体不受滑动摩擦力;
粗糙面上一起匀速运动的物体间不存在滑动摩擦力;
一静止一运动,静止的物体可能受到滑动摩擦力。
活动6【活动】3.探究滑动摩擦力的大小
师:下面,请同学们一起来做一个实验。同学们手按着桌面向前移动,有什么感受 增大压力,再感受一下有什么不同。然后,在桌面上垫一张纸或者一块布,用同样的力按在上面向前移动,感受有什么不同
生:手按在桌面上向前移动,会感受到有阻力阻碍手向前移动。当加大压力,感受到阻力更大了。当用同样大小的压力按在纸上或布上,向前移动,感受到阻力变小了。
师:通过比较,认为滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
生:与正压力有关,还与接触面的粗糙程度有关。
师:对。这一点,其实我们在初中也学过。那么,滑动摩擦力和它们有什么定量的关系吗 我们用实验再来探讨一下。用弹簧测力计拉着木块在桌面上缓慢移动,保证弹簧测力计的示数不变,就可以使木块做匀速运动。这时物块与桌面间的滑动摩擦力是多大 方向如何 再在木块上加不同质量的砝码,同样保持木块匀速运动,这时滑动摩擦力又是多大 为了方便研究,我们可以用表格的形式记录下不同压力时的拉力大小和滑动摩擦力大小。
师:然后怎么处理数据呢 我们可以在坐标纸上画出滑动摩擦力f随压力变化的图像。
师:我看到同学们画出的图像都是经过坐标原点的一条直线。从这个实验中大家得到什么结论呢
生:在其他条件不变的情况下,物体与地面间的滑动摩擦力与他们之间的压力成正比。
师:既然,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,那么,它们间的关系可用经过原点的一次函数来表示。如果用
表示滑动摩擦力,用
表示正压力,则可写为:f=μFN
其中,
是比例系数μ,称为动摩擦因数,无单位。大家猜想动摩擦因数与什么有关
生:动摩擦因数与接触面粗糙程度有关,与物体的材料也有关(与接触面的面积无关)。
注意:①正压力,即两物体接触时产生的弹力
②正压力不一定等于重力,当接触面水平时二者相等,当接触面倾斜时二者不等。
活动7【练习】学会滑动摩擦力大小的计算
水平地面上有一重20N的物体,已知物体与地面间的动摩擦因数是0.1;今要物体沿地面做匀速直线运动,则对物体施加的水平拉力应是(
)
A.20N
B.2N
C.0.2N
D.0N
活动8【讲授】4.滑动摩擦力的方向
师:力是矢量,不仅有大小,还有方向。滑动摩擦力的方向呢
师:当我们手指交叉用力,滑动摩擦力的方向是怎样的 在用弹簧测力计拉物块匀速运动时,滑动摩擦力的方向又是怎样的 同学们得到什么结论呢
生:与物体运动的方向相反
师:先不做评论。举例一:我在白纸上放一个木块,然后以较快的速度抽出白纸,物块受到的摩擦力方向是怎样的 举例二:在水平的传送带上轻轻的放一物块,我们会看到物块会从静止开始运动,物块受到的摩擦力方向是怎样的 。
生:木块在滑动摩擦力带动下向前运动,滑动摩擦力的方向与运动方向相同。所以,滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同。
师:将这些概括起来就是:滑动摩擦力的方向与物体间相对滑动的方向相反,与它们的接触面相切。
注意:①区分“相对滑动”与“滑动”,不能混为一谈。相对滑动是指相对与之接触的物体;滑动是指相对地面。
②滑动摩擦力的方向,与运动方向可能相同也可能相反。
③可知,滑动摩擦力的方向与相应的弹力方向垂直.
活动9【练习】学会滑动摩擦力方向的判断
在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20kg。在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为10
N的拉力F作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g取10
N/kg)[
]
A.10
N,向右
B.10
N,向左
C.20
N,向右
D.20
N,向左
活动10【讲授】5、滑动摩擦力的作用效果
师:滑动摩擦力一定是阻力吗 一定有害吗 举例说明
生:在我们的实验中,物块受到的滑动摩擦力方向与运动方向相反,是阻力;物体置于传送带上,在传送带的带动下从静止开始运动,物块受到的滑动摩擦力方向与运动方向相同,是动力。所以,滑动摩擦力可能是阻力也可能是动力,但它的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
活动11【练习】理解滑动摩擦力的效果
例1、下面关于滑动摩擦力的说法中正确的是(
CD
)
A.滑动摩擦力一定是阻力
B.只要物体相互接触,物体间就一定会产生滑动摩擦力
C.如果物体受滑动摩擦力作用,则在摩擦部位一定存在弹力作用
D.滑动摩擦力总是阻碍着物体间的相对运动