(共30张PPT)
第八章
运动和力
第3节
摩擦力
新课导入
上课之前，同学们做个小游戏，游戏规则是这样的：全班分成两个组，每组选择一名同学，两名同学分别把两种数量相同的玻璃球和外面裹着芝麻的巧克力豆，用同样的筷子，从一个盒子夹到另一个盒子中，用时最短的为胜者，并给他们奖励。
提问：
为什么夹玻璃球的同
学夹的慢？
1、两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力.
符号：f
单位：牛
N
2、产生的条件：
（2）有相对运动或相对运动的趋势。
3、摩擦力方向：
摩擦力的方向总是跟相对运动或相对运动趋势的方向相反；作用点在两接触面上。
（1）两物体接触并相互挤压。
（3）接触面粗糙。
(一)摩擦力(f
)
知识拓展:摩擦的种类
①滑动摩擦
②滚动摩擦
③静摩擦
4.测量滑动摩擦力
物体要做什么运动？
摩擦力的大小如何测量
测量摩擦力的工具
弹簧测力计
测量的方法
利用转换法间接测量，通过匀速拉动木块读出测力计的读数即为摩擦力
，F=f
测量的原理
二力平衡
F
B
f
G
FN
（二）探究：
摩擦力的大小与哪些因素有关
问题：摩擦力的大小与什么有关？
猜想：1.接触面所受的压力
2.接触面的粗糙程度
3.
……
依据：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.
原理：二力平衡的条件。
器材：弹簧测力计
,砝码,木块,长木板
实验：分12组进行实验，时间15分钟，每组记录实验数据。
问题：
1、怎样改变木块的压力大小？
2、用什么工具测摩擦力？怎样测？
3、用到什么科学方法？
在木块上放砝码
弹簧测力计
控制变量法
匀速拉动木块,拉力等于摩擦力
原理:
二力平衡的条件
步骤:
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F1；
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F2；
3、在木板上固定好毛巾，放上木块，用弹簧
测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F3
木板
木板
毛巾
分析数据：
次数
接触面的材料
压力变化情况
摩擦力f摩(N)
1
木块与木板
不变
2
木块与棉布
不变
3
木块与毛巾
不变
4
木块上放1个钩码,再放到木板上
变大
5
木块上放2个钩码，再放到木板上
最大
得出结论：
_____________________________________________
_____________________________________________
接触面粗糙程度一定时，压力越大,摩擦力越大。
压力一定时，接触面越粗糙摩擦力越大。
生活中哪些地方用到摩擦力？怎样增大和减小它们呢？
分析与论证：
滑动摩擦力的大小跟物体的接触面的粗糙
程度有关，且跟物体间的压力成正比，而
跟两物体相接触的面积大小无关，跟滑
动的速度也无关。
1.增大有益摩擦
（1）增大接触面的粗糙程度
（2）增大压力
(三)摩擦和利用与防止
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
2.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
（4）使接触面分离
（1）减小压力
磁悬浮列车
气垫船
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
1.下列各种情况中，属于有害摩擦的
是（ ）
A.人走路时鞋底与地面的摩擦
B.狗拉雪撬在雪地上前进时，雪橇与雪地
的摩擦
C.自行车紧急刹车时，车轮与地面的摩擦
D.皮带转动中，皮带与转轮之间的摩擦
检测反馈
【解析】A、人走路时，使人前进的动力是地面对脚的摩擦力，为了防止人走路时摔倒，也要用到鞋底与地面的摩擦．由此可知，鞋底与地面的摩擦是有益的摩擦．故A错误；B、狗拉雪撬在雪地上前进时，雪橇与雪地的摩擦力是雪橇前进的阻力，因此雪橇与雪地的摩擦是有害的摩擦．故B正确；C、自行车刹车时，车轮与地面的摩擦力是阻碍自行车前进的力，为了使自行车尽快停下来就要增大这种摩擦力，所以这种摩擦是有益的摩擦．故C错误；D、皮带转动时，主动轮与皮带之间的摩擦带动了皮带的转动；同时皮带与被动轮之间的摩擦带动了被动轮的转动．若这种摩擦力过小，将会出现皮带打滑的现象．因此说这两者之间的摩擦是有益的摩擦．故D错误．故选B．
1.下列各种情况中，属于有害摩擦的
是（ ）
A.人走路时鞋底与地面的摩擦
B.狗拉雪撬在雪地上前进时，雪橇与雪地
的摩擦
C.自行车紧急刹车时，车轮与地面的摩擦
D.皮带转动中，皮带与转轮之间的摩擦
B
2.假如没有摩擦，下列哪种现象是不可
能发生的？（ ）
A.地面上滚动的球很难停下来
B.手拿不住笔写字
C.人可以在地面上行走如飞
D.用吹灰之力就可以将火车沿铁轨推动
C
【解析】A、地面上滚动的足球靠它与地面间的摩擦停下来，若没有摩擦，足球将很难停下来；故A可能发生，不符题意；B、写字时，手和笔之间有摩擦，我们才能拿住笔；若没有了摩擦，将拿不住笔，B可能发生，不符题意；C、人走路依靠的就是脚与地面的摩擦力，如果没有摩擦力，人便无法走路；故C不可能发生，符合题意；D、由于火车与铁轨之间没有了摩擦，受很小的推力就可以推动铁轨上的火车；故D可能发生，不符题意；故选C．
3.如图所示，描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景．用手分别压在玻璃板上和在桌面上滑动（图甲、乙），然后用另一只手压在手上在桌面上滑动（图丙）．
下面说法中正确的是（ ）
A. 甲和乙是探究滑动摩擦力与接
触面粗糙程度的关系
B. 乙和丙是探究滑动摩擦力与压力
大小的关系
C. 比较甲和乙，感觉甲的阻力大
D. 比较乙和丙，感觉丙的阻力大
【解析】该题中用玻璃板板和桌面来改变接触面的粗糙程度，用另一只手压在手上来改变接触面所受压力．
A、甲图和乙图接触面粗糙程度是不同的，压力大小一样，因此探究的是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，该说法正确；B、乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的，接触面压力的大小是不同的，因此探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系，该说法正确；C、甲图和乙图接触面压力的大小是相同的，甲图的接触面光滑，摩擦力小，所以甲感觉阻力应该比丙小，该选项的说法是不正确的；D、乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的，接触面压力的大小是不同的，丙图压力更大，摩擦力更大，所以丙感觉阻力大，该说法是正确的．
下面说法中正确的是（ ）
A. 甲和乙是探究滑动摩擦力与接
触面粗糙程度的关系
B. 乙和丙是探究滑动摩擦力与压力
大小的关系
C. 比较甲和乙，感觉甲的阻力大
D. 比较乙和丙，感觉丙的阻力大
ABD
4.拔河比赛中，运动员要穿比较新的球鞋，而且不希望地面上有沙子，这是因为比较新的球鞋能增大接触面的粗糙程度从而
，而地面上的沙子使
，从而减小摩擦。
增大摩擦
变滑动摩擦为滚动摩擦
【解析】比较新的鞋底接触面比较粗糙，可以通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力．地面上有沙子，沙子能滚动，滚动摩擦代替滑动摩擦，摩擦力减小．
5.张阳用15N的水平力推着重为10N的小车在水平地面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动，这时小车受到的摩擦阻力是______N；当他仍用水平力以1m/s的速度推着该小车在同一地面做匀速直线运动时，他所用的推力将______（选填“大于”、“小于”或“等于”）15N．
【解析】张阳用15N的水平力推着重为10N的小车在水平地面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动，根据二力平衡的条件，可判断摩擦力和15N水平推力是平衡力，则：f=F=15N；
仍用水平力以1m/s的速度推着该小车在同一地面做匀速直线运动，此时小车仍受平衡力，同一小车，同一地面，摩擦力不变，推力和摩擦力是一对平衡力，故相等．
5.张阳用15N的水平力推着重为10N的小车在水平地面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动，这时小车受到的摩擦阻力是______N；当他仍用水平力以1m/s的速度推着该小车在同一地面做匀速直线运动时，他所用的推力将______（选填“大于”、“小于”或“等于”）15N．
15
等于(共28张PPT)
第八章
运动和力
第2节
二力平衡
新课导入
神舟遨太空，举国心相牵，从着陆场到飞控中心，从北京到全国，这一夜，亿万颗心与三位航天员一起跳动，“飞船调姿”“轨道分离”“制动开始”“推进舱分离”“再入大气层”……..
如图所示为神舟十号发射前静置在发射架上的图片，你知道此时它受哪几个力的作用，它们有什么关系吗？
F支
G
静止放在桌面上的书
（一）平衡状态
1.受平衡力的物体
静止的电灯
G
F
做匀速直线运动的小汽车
F支
G
F牵
f
2.受非平衡力的物体
物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。
如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。
平衡力
G和F是一对平衡力
F
G
实验
探究二力平衡条件
猜想：
两个力的大小可能要相等
两个力的方向可能要相反
两个力可能要在一条直线上
两个力应该在同一物体上
（二）二力平衡的条件
二力平衡实验
F1与F2大小相等，方向相反，在同一直线上。
小车处于静止（平衡状态）
装置仍如上图，但在两边的绳套上挂等重的钩码。放开塑料板后，塑料板将
。
如图，在两边的绳套上挂不等重的钩码。放开塑料板，塑料板
。
滑向一边
保持平衡
实验一
实验二
两力大小不相等，方向相反，在同一直线上
两力大小相等，方向相反，在同一直线上
实验一
实验二
在实验一和实验二中：
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
不相等
相反
在同一条直线上
改变
相等
相反
在同一条直线上
不改变
……
如图，在两边的绳套上挂等重的钩码，将塑料
板稍向下移动，使两个拉力的方向成一定角度。
放开塑料板，塑料板将
。
向上移动
实验三
两力大小相等，方向不同，不在同一直线上
如图，在两边的绳套上挂等重的钩码。并将塑
料板扭转一个角度，使拉塑料板的细绳相互平
行，但不在同一直线上。放开塑料板，塑料板将
。
转动
实验四
两力大小相等，方向相反，不在同一直线上
实验三
实验四
在实验三和实验四中：
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
相等
成一定角度
不在同一条直线上
改变
相等
相反
不在同一条直线上
改变
……
结合四个实验：
实验
物体在水平方向所受二力的情况
运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
一
不相等
相反
在同一条直线上
改变
二
相等
相反
在同一条直线上
不改变
三
相等
成一定角度
不在同一条直线上
改变
四
相等
相反
不在同一条直线上
改变
二、二力平衡条件
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
简记：同体、等大、反向、共线。
注意：判断两个力是不是一对平衡力
---先判它们是否作用在
同一物体上
1、物体同样受到平衡力的作用，为什
么有时静止，有时处于匀速直线运
动状态？
------------由最初运动状态决定。
2、相互作用力与平衡力的同异
相互作用力
平衡力
相同点
大小
方向
区
别
作用对象
作用时间
力的作用效果
相反，且在同一直线上
相等
相等
相反，且在同一直线上
分别作用在两个物体上
同时作用在同一个物体上
同时产生，同时消失
没有时间关系
两个力分别作用在不同物体上，一般产生的效果不同
两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡状态
（三）二力平衡条件的应用
1.利用二力平衡的条件来判断两个力是否平衡：
f
G
=
=100N
匀速上升的气球
2.利用二力平衡的条件可求出其中一个力的大小和方向：
1.小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是(
)
A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D.小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
检测反馈
【解析】小熊猫倒挂在竹子上受到重力和竹子对小熊猫的作用力，两力大小相等，方向相反，在同一条直线上且作用在同一个物体上，故竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力；小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力两力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，但是作用在两个物体上，故两力是一对相互作用力。
1.小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是(
)
A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D.小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
A
2.如图所示是一架电梯匀速向上运动时的示意图。如果用F表示钢索的拉力，用G表示电梯受到的重力，那么，能正确表示电梯受到的力的示意图的是(
)
C
【解析】电梯匀速向上运动，则电梯受到的拉力和重力是一对平衡力，两力大小相等、方向相反，在示意图上表示两力线段的长度应相等，由图可知C正确。
3.搬运工用600
N的力水平向东拉一重为1
000
N的板车，板车做匀速直线运动，则地面对板车的阻力为_______N，地面对板车的支持力为_______N。
600
1000
【解析】板车在水平方向上做匀速直线运动，则受到的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，故地面对板车
的阻力为600
N；板车在竖直方向上保持静止，则板车受到的支持力和重力是一对平衡力，大小相等，故地面对板车的支持力是1000
N。
4.向日葵因生长在茎顶端的花盘随太阳转动而得名。如图是处于静止状态的向日葵，请在图中作出花盘的受力示意图。
【解析】花盘处于静止状态，则受到的重力和支持力为一对平衡力。重力的作用点在花盘的圆心上，方向竖直向下，则花盘受到的支持力的大小与重力相等，方向竖直向上，作用点在花盘的圆心上。(共33张PPT)
第八章
运动和力
第1节
牛顿第一定律
新课导入
周末，小红和妈妈到杂技团观看马
术表演（如图所示），她看到坐在奔驰
骏马的演员突然腾空而起，惊出一身冷
汗，一会儿又看到演员落下来稳稳地坐
在马背上，她百思不得其解。你能为小
红解释其中的道理吗？
要想使物体运动必须对物体施加力的作用。
生活经验
（一）牛顿第一定律规律的总结
1.静止的粉笔盒，需要用力推才会动。
2.推动的粉笔盒不推便停下来。
3.在光滑的桌面上推一下小车，放手后小车自己也会向前滑行一段距离。
运动并不需要力来维持。
古希腊著名的科学家和哲学家。
他认为:“运动者皆被推动”。“当推一个物体的力不再推它时,原来运动的物体便归于静止”。力是维持物体运动的原因。
亚里士多德
实验探究
1.提出问题
物体如果不受力的作用，会怎样运动？
2.猜想与假设
3.设计实验与制定计划
4.进行实验与收集证据
5.分析与论证
阻力对物体运动的影响实验
2.小车从斜面上滑下后，为什么三次最终都会停下来？
1.每次实验同一辆小车都要从同一高度滑下，为什么？
保证小车滑到水平面上时的速度相同
受到了力的作用------阻力
实验现象分析：
实验
接触面
摩擦力大小
滑块运动距离
1
毛 巾
2
棉
布
3
木
板
大
较小
小
短
较长
长
毛巾—摩擦力很大—运动距离很短
棉布—摩擦力稍小—运动距离较长
木板—摩擦力很小—运动距离很长
假如没有了摩擦力，小车的运动情况将会怎样？
小车将不会停止—小车将做匀速直线运动，永远运动下去。
3.通过本实验你能得出什么结论？
让小车停下来的原因不是没有力，恰恰是因为有了力—阻力；假如没有阻力的话，小车将不会停止，将永远运动下去，并且速度不变，方向不变—运动状态不改变。
如果物体不受外力
运动的物体，将
静止的物体，将
做匀速直线运动。
保持静止
。
2、理解：
（1）“一切物体”
（2）“没有受到外力”
——所有物体普遍适用
——
一个特定的条件
（3）“总”
——总是这样，没有例外！
（4）“或”
——两者必居其一，且只是其一，并不是同时存在。
一切物体在没有受到外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
牛顿第一定律
牛顿第一定律：
1、内容：
牛顿第一定律
力是改变物体运动状态的原因。
一个物体的运动状态发生了改变那么这个物体一定受到力的作用。但受到力的作用的物体的运动状态并不一定会发生改变。
力不是维持物体运动状态的原因
1.运动和力的关系
（二）理解定律，了解惯性
2.阻力很小的现象：冰壶
播放
停止
惯性：物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。
（1）惯性是物体的固有属性。
（2）质量---是惯性大小的唯一量度。
惯性与物体的运动状态、所处位置等
外部条件无关。
牛顿第一定律也叫惯性定律
3.惯性
（三）再设情景，定律应用
1.思考：怎样解释撕纸游戏？
有夹子，增大了中部的质量，增大了
惯性。当迅速撕开两边时，中部仍保持静
止状态，所以撕成三截。无夹子，中间纸
条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开
纸条的力左右有差异，所以撕成两截。
2.美国空军UFO档案记载，1952.12.6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000km～15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。
思考：
1.如果没有特别的装置，UFO骤
然停止时，外星人飞行员的命运是怎
样的？
2.人们想象外星人持有惯性消除
器，用来消除自身的惯性，以便应对
速度的迅速变化，你怎么看？
（四）惯性的利弊
①奥运会上运动员跳远视频：
播放
停止
②车祸视频：
播放
停止
模拟实验：撞车后，人的反应是怎样的？
为了安全，行车要系上安全带！
检测反馈
D
1.坐在小汽车前排的司机和乘客都
要在胸前系上安全带，这主要是为了减
轻在下列哪种情况出现时，可能对人的
伤害 （ ）
A.缓慢加速
B.缓慢减速
C.突然起动
D.紧急刹车
【解析】小汽车缓慢加速或缓慢减速，人的速度也会缓慢增大或减小，所以不会使人受伤，故AB选项不合题意；突然启动时，人会向后仰，有靠背支撑，故安全带不起作用，故C不合题意；当紧急刹车时，车停止而人由于惯性会前冲，安全带可以防止人冲向前而受伤，故D项符合题意D．
2.行驶的汽车在刹车后能静止，这是因为（
）
A.汽车的惯性消失了
B.汽车的惯性小于汽车的阻力
C.阻力的作用改变了汽车的运动状态
D.汽车受到平衡力的作用而静止
C
【解析】汽车原来是运动的，刹车后，汽车由于惯性仍保持原来的运动状态，继续向前运动；但在运动过程中会受到摩擦阻力的作用，所以最终要停下来．即这是由于阻力改变了汽车的运动状态．故选C．
3.下列关于利用惯性和防止惯性不
利影响的事例中，正确说法的是（
）
A．在月球上举重比在地球上容易，所以
质量相同的物体在月球上比在地球上惯
性小
B.运动员冲到终点后，还要向前跑一段距
离才能停下来，说明速度大的物体惯性大
C．地球由西向东转，我们向上跳起后，
由于惯性，还会落到原地
D．为了减小运动物体的惯性，坐在小汽
车前排的司机和乘客都应系上安全带
【解析】A、惯性是物体的固有属性，大小只跟质量有关，跟其他任何因数没有关系，故AB错误；C、人具有惯性，会随着地球一起由西向东转，所以跳起后还会落到原地，故C正确；D、驾驶员系安全带是为了防止由于惯性而被撞伤，不是为了减小惯性，故D错误．故选C
3.下列关于利用惯性和防止惯性不
利影响的事例中，正确说法的是（
）
A．在月球上举重比在地球上容易，所以
质量相同的物体在月球上比在地球上惯
性小
B.运动员冲到终点后，还要向前跑一段距
离才能停下来，说明速度大的物体惯性大
C．地球由西向东转，我们向上跳起后，
由于惯性，还会落到原地
D．为了减小运动物体的惯性，坐在小汽
车前排的司机和乘客都应系上安全带
C
4.小刚同学在放学回家的路上，脚被石块绊了
一下，身子向前跌倒（如图甲），过了一会不小心
脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒（如图乙）．
A
、二者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍
保持原来运动状态
B
、二者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍
保持原来运动状态
C
、前者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍
保持原来运动状态；后者脚的运动状态改变，而
上身由于惯性仍保持原来运动状态
D
、前者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍
保持原来运动状态；后者上身的运动状态改变，脚由于惯性仍保持原来运动状态
对这两种情景，下列解释合理的是（
）
【解析】脚被石块绊了一下，身子向前跌倒是因为脚被石头绊住，脚的速度变慢，上身由于惯性，保持原先速度，所以向前倒；当脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒是因为脚踩住西瓜皮，脚的速度变快，上身由于惯性，保持原先速度，所以向后倒．故B、C、D错．故选A
A
、二者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍
保持原来运动状态
B
、二者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍
保持原来运动状态
C
、前者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍
保持原来运动状态；后者脚的运动状态改变，而
上身由于惯性仍保持原来运动状态
D
、前者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍
保持原来运动状态；后者上身的运动状态改变，脚由于惯性仍保持原来运动状态
对这两种情景，下列解释合理的是（
）
A第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
导入一:
创设游戏,引入课题(撕纸游戏),猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截
大家不要动手,先猜一猜.
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速用力撕两边,纸会断成几截
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢 怎样解释我们的游戏呢 其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题——力和运动:用力撕纸,纸条断开,运动起来.运动和力之间到底有什么关系呢 带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律.
导入二:
演示实验:分别让两个鸡蛋(一生一熟)旋转,再迅速按住,使蛋停下又立即松手,一个不动,另一个却能继续旋转.
提问:猜猜看,两个蛋有何不同
设疑:猜想是否正确 为什么两个蛋会出现两种不同的现象 从这节课开始研究与此有关的内容.
导入三:
周末,小红和妈妈到杂技厅观看马术表演(如图所示),她看到坐在奔驰骏马上的演员突然腾空而起,惊出一身冷汗,一会儿又看到演员落下来稳稳地坐在马背上,她百思不得其解.
你能为小红解释其中的道理吗
导入四:
实验引入:批驳亚里士多德的观点
【演示1】 在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止.
分析:日常生活中也有许多类似的现象(如推桌子).这些现象从表面上看“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来”.即木块的运动需要推力去维持.于是古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”.这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但是沿用两千年是否就一定正确呢 也有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没有能说服别人的理由.
【演示2】 在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止.
分析:推力撤掉,木块还要向前运动,与亚里士多德的观点不符.
分析:木块:静止——运动——静止.两个过程中是否都有力存在 在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态
一、牛顿第一定律规律总结
思路一
1.规律总结过程
伽利略的贡献:理想实验
【演示】 (通过实物投影仪把实验过程反映在大背投电视上)介绍器材.
实验前提条件:每次实验都需小车从斜面上的同一高度下滑,为什么
实验过程:让小车从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小车停下时的位置.
实验记录:
实验次数
表面材料
阻力大小
滑行距离
1
毛巾
最大
最短
2
棉布
较大
较长
3
玻璃
最小
最长
实验分析:
3次实验,小车最终都静止,为什么
3次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题
小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系
若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短
根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论
实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去.”即做匀速运动.
笛卡儿的补充
如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去.
牛顿的成果:补充与概括
师:物体除了运动的以外,还有静止的.那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢
介绍牛顿补充:将保持静止状态.
师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了笛卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢 (对概括出来大致意思的同学给予鼓励)
介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一定律.
2.定律分析
定律成立条件:没有受到力的作用.
运动规律:总保持静止状态或匀速直线运动状态.
师(回应课题引入实验):
回想我们最开始的实验,有推力推木块运动,撤去推力木块停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力的维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛顿的观点正确地解释这个现象呢
[知识拓展] 怎样理解牛顿第一定律:
(1)牛顿第一定律是自然界普遍规律之一,不论是固体、液体、气体,一切物体只要没有受到外力作用,都将“保持静止状态或匀速直线运动状态”.
(2)无外力作用时,物体自身将保持静止状态或匀速直线运动状态,而物体究竟保持什么状态,则由它原来的运动状态决定,原来静止的保持静止;原来运动的保持原来的快慢程度和运动方向,也就是做匀速直线运动.简而言之,一切不受外力作用的物体,总保持原来的运动状态不变.
(3)“无外力作用”与“保持静止状态或匀速直线运动状态”是瞬时对应的,一方面,一旦受到外力作用,物体的运动状态可能立即就将变化,或从静止到运动,或从慢到快,或从快到慢、到静止,或转变运动方向;另一方面,外力一旦消失,物体的运动状态立刻停止变化,即不再改变快慢程度和运动方向.原来运动的物体,将以外力消失时的速度做匀速直线运动,这说明物体的运动是不需要力来维持的,由此我们可以得出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因.
思路二
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关.比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来.
思考:运动和力之间有什么关系呢
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德.
他根据生活、生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.运动需要力维持.
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年.
设问:我们现在知道,他的观点是错误的.那么他有贡献吗
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域.
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略.他观察了球的滚动.
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小.他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减.实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来.
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用.伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑.
质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗
设问:球停下来的原因是什么呢
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人.
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远.于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果.
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果.
假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢
猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去.
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验.
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变.实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放.
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦力,观察小球上升的最大高度怎样变化.重复两次实验.
【思考】
a.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系
b.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差有什么关系
c.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化.重复两次实验.
【思考】
a.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化
b.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,小球沿斜面滚动的最远距离怎样变化 小球将上升到多高的地方
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动.
【思考】
a.如果水平木板足够长,小球会停下来吗
b.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢
[设计意图] 通过层层设疑的方式,给学生指明探究的问题的方向,为结论得出做下铺垫.
实验事实
逻辑推理(无摩擦,右斜面足够长)
右斜面固定
摩擦越小,球滚得越高
球将滚上原来的高度
减小右斜面倾角
倾角越小,球沿斜面滚得越远
球沿斜面滚得很远,一直滚到原来的高度
放平右斜面
球滚得最远
球将一直滚动下去
(2)理想实验的魅力:实验事实+逻辑推理
.
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法.
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步.
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端.这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出.这都得益于伽利略首创的实验研究方法.
[过渡语] 通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论.
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去.运动不需要力维持.
回顾、思考:①静止的车、足球为什么运动起来
②运动的车、足球为什么会停下来
③力和运动之间有什么关系
力是改变物体运动状态的原因.
设问:运动状态改变用什么物理量描述
车由静止变为运动,受到了推力、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力.足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力.
[过渡语] 与伽利略同时代的法国科学家笛卡儿对他的观点进行了补充.
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡儿的补充:如果物体不受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会沿曲线运动,而只保持在直线上运动.
这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础.
[过渡语] 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生.牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一.主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等.
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律.牛顿把伽利略、笛卡儿的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石.
(2)牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
[过渡语] 牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的
二、理解定律,了解惯性
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用.
【思考】 物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢
不能.由于不受力作用的物体是不存在的.许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律.
2.阻力很小的现象:冰壶
(播放视频)从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶.
【思考】 定律中还论述了什么呢
3.惯性
概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质.
设问:做变速运动的物体有惯性吗
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,可知使速度改变需要一段时间.比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离.
可知一切物体都有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”.物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变.
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关
游戏:用嘴吹书.提起书,用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面,用最大力气吹垂下的书.
【思考】 你观察到了什么现象 这个现象能说明惯性和质量的关系吗
惯性与质量关系:质量是惯性大小的量度.
质量只有大小,没有方向,是标量.在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg.
在初中,质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量.
[知识拓展] 惯性是物体的一种性质,它不是力,力是物体对物体的作用,发生力的作用时,必然要涉及两个相互作用的物体,单独一个物体不会出现力的作用,惯性是每个物体都具有的,不需要两个物体的相互作用,惯性只有大小没有方向,因此把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的.
[过渡语] 现在,就可以解释撕纸游戏了.
三、再设情景,定律应用
1.思考:怎样解释撕纸游戏
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性.当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截.无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变.由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截.
[过渡语] 了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非.
2.美国空军UFO档案记载,1952年12月6日黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000
km~15000
km的时速靠近、经过、远离它.在描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止.
【思考】 (1)如果没有特别的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的
(2)人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点.希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析.
[设计意图] 通过游戏和UFO的学习,来调动学生的参与积极性,来达到良好的学习效果.
[过渡语] 一般来说,事物具有两面性.同样,惯性也具有利和弊.
四、惯性的利弊
(1)思考
①生活中利用惯性的事例,例如:播放奥运会上运动员跳远镜头.
②惯性在生活中的不利一面,例如:车祸.
(2)模拟实验:撞车后,人的反应
(利用小车、塑料块模拟撞车实验,并从实验现象联系生活情景,以此可以想到防止撞车危害的有效措施)
学生先思考后观看视频,学生用刚才学习的惯性知识回答问题.
谈谈看法:如何减少车祸的发生
学生讨论.
[设计意图] 让学生通过实验更加深刻体会惯性的利弊,从而明白要辩证地看待惯性现象.
1.坐在小汽车前排的司机和乘客都要在胸前系上安全带,这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时,可能对人的伤害
( )
A.缓慢加速
B.缓慢减速
C.突然启动
D.紧急刹车
解析:小汽车缓慢加速或缓慢减速,人的速度也会缓慢增大或减小,所以不会使人受伤,故AB选项不合题意;突然启动时,人会向后仰,有靠背支撑,故安全带不起作用,故C不合题意;当紧急刹车时,车停止而人由于惯性会前冲,安全带可以防止人向前冲而受伤,故D项符合题意.故选D.
2.行驶的汽车在刹车后能静止,这是因为( )
A.汽车的惯性消失了
B.汽车的惯性小于汽车的阻力
C.阻力的作用改变了汽车的运动状态
D.汽车受到平衡力的作用而静止
解析:汽车原来是运动的,刹车后,汽车由于惯性仍保持原来的运动状态,继续向前运动;但在运动过程中会受到摩擦阻力的作用,所以最终要停下来,即这是由于阻力改变了汽车的运动状态.故选C.
3.下列关于利用惯性和防止惯性不利影响的事例中,正确说法是
( )
A.在月球上举重比在地球上容易,所以质量相同的物体在月球上比在地球上惯性小
B.运动员冲到终点后,还要向前跑一段距离才能停下来,说明速度大的物体惯性大
C.地球由西向东转,我们向上跳起后,由于惯性,还会落到原地
D.为了减小运动物体的惯性,坐在小汽车前排的司机和乘客都应系上安全带
解析:A.惯性是物体的固有性质,大小只跟质量有关,跟其他任何因素都没有关系,故AB错误;C.人具有惯性,会随着地球一起由西向东转,所以跳起后还会落到原地,故C正确;D.司机和乘客系安全带是为了防止由于惯性而被撞伤,不是为了减小惯性,故D错误.故选C.
4.小刚同学在放学回家的路上,脚被石块绊了一下,身子向前跌倒(如图甲),过了一会不小心脚踩到一块西瓜皮,身子向后摔倒(如图乙).对这两种情景,下列解释合理的是
( )
A.二者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来运动状态
B.二者上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来运动状态
C.前者上身的运动状态改变,而脚由于惯性仍保持原来运动状态;后者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来运动状态
D.前者脚的运动状态改变,而上身由于惯性仍保持原来运动状态;后者上身的运动状态改变,脚由于惯性仍保持原来运动状态
解析:脚被石块绊了一下,身子向前跌倒是因为脚被石块绊住,脚的速度变慢,上身由于惯性,保持原先速度,所以向前跌倒;当脚踩到一块西瓜皮,身子向后摔倒是因为脚踩住西瓜皮,脚的速度变快,上身由于惯性,保持原先速度,所以向后倒,故B,C,D错.故选A.
1.伽利略的理想实验:证明力是改变物体运动状态的原因.
2.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
①“一切”:世间万物,无一例外;②“总”:物体固有的性质;③“或”:静止与匀速直线运动在受力上等同.
3.惯性:一切物体固有的性质;质量是惯性唯一的量度.
一、教材作业
【必做题】
教材第19页动手动脑学物理的2,3,4题.
【选做题】
教材第19页动手动脑学物理的1题.
第2节 二力平衡
导入一:
情境引入:
神舟遨太空,举国心相牵,从着陆场到飞控中心,从北京到全国,这一夜,亿万颗心与三位航天员一起跳动,“飞船调姿”“轨道分离”“制动开始”“推进舱分离”“再入大气层”……
如图所示为“神舟十号”发射前静置在发射架上的图片,你知道此时它受哪几个力的作用,它们有什么关系吗
导入二:
复习引入:
师:牛顿第一定律的内容是什么
生:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
师:是否只有不受力的物体才能保持静止,才能做匀速直线运动 生活中你发现有静止或做匀速直线运动的物体吗
生:有静止或做匀速直线运动的物体.
师:能不能反过来说,凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到外力呢
生:小组讨论后,用生活中的事例说明.
列举:在平直公路上匀速行驶的汽车、静止在桌面上的花瓶、沿直线匀速行驶的列车、被起重机吊在空中匀速上升的重物等.
[设计意图] 通过复习牛顿第一定律,设疑,再让学生举出生活中的实例,容易激发学生的学习兴趣,自然引入新课.
[过渡语] 牛顿第一定律说不受力时物体保持静止状态或匀速直线运动状态,而在现实中物体受了力仍会保持静止状态或匀速直线运动状态,这是怎么回事 你想知道吗
一、平衡状态
原来,牛顿第一定律是在理想状况下,而在现实中我们把物体受了力仍保持静止或匀速直线运动的状态,称为平衡状态,所受力称为平衡力.
现在请大家说出身边的平衡力.小组讨论.
学生讨论:比如放在桌子上不动的书,挂在天花板上的电灯,匀速运动的小车等物体的受力情况.
在学生讨论的基础上,展示几组实例,利用这些例子使学生认识到:当一个物体受几个力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态,从而得出“力的平衡”的概念,指出这时作用在物体上的各个力的效果互相平衡,或者说几个力互相平衡.
[设计意图] 让学生充分发表自己在平时生活中观察到的物理现象,举出身边一两个受力物体的实例,分析它们的受力情况及运动状态,把抽象物理概念具体化,学生易于接受.
物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡.
出示三个物体受非平衡力的视频.
[设计意图] 从实例中使学生认识到物体在几个力的作用下,并不一定就能保持静止或匀速直线运动状态,那么,物体受到几个力的作用,要使物体保持静止或匀速直线运动状态,这几个力满足什么条件 这样自然过渡,使学生对下一步的实验探究充满好奇和求知欲.
[过渡语] 在几个力平衡中,二力平衡是最简单的,我们来研究一下二力平衡的情况.
二、二力平衡的条件
思路一
实验探究:二力平衡的条件
引导学生从力的大小、方向等进行猜想.
学生猜想:与力的大小、方向、作用点有关.
那么两个力在什么情况下处于平衡状态 请利用桌面提供的器材完成下面的探究实验.(4人一组进行探究实验)
学生根据实验目的和提供的器材,分小组讨论设计实验.
抽1~2个小组同学说出方案.
引导组装实验器材如图所示.(图1)
(1)首先将吸盘固定在玻璃板上,挂上滑轮,再将系于卡片两对角线的细线分别跨过左右吸盘上的滑轮;
(2)在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个力方向相反,且在一条直线上.看一看,在什么情况下卡片处于平衡状态 在什么情况下卡片不能平衡 (图2)
(3)把小卡片转过一个角度,使小卡片受到的两个拉力不在一条直线上,但大小相等、方向相反.松手后,卡片能保持平衡吗 (图3)
(4)使小卡片受到的两个拉力在一条直线上,且大小相等、方向相反.用剪刀剪断卡片后,卡片能保持平衡吗 (图4)
学生进行实验探究收集证据.
提问:刚才的实验是怎么做的 看到什么现象 得出什么结论
学生汇报刚才的实验情况,最终得出结论:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,则这两个力就彼此平衡.
教师总结:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡.
将条件归纳成口诀:“同体、等大、反向、共线”.
[设计意图] 在“探究二力平衡的条件”的实验中,教材中提到的器材是用两端带滑轮的桌面、两端带挂钩的小车、细线及钩码等.学校中这样的小车不多,无法进行分组探究,更重要的是教材中对“两个力要同时作用在同一物体上”这一要素没有体现,经过改进实验,二力平衡的四个条件学生都能通过亲手实验探究出来,学生印象更为深刻.
思路二
【猜想】 两个力平衡,它的条件是什么 你认为怎样
教师可以提示学生从力的大小、方向、作用点这三个要素来考虑.
【师生活动】 学生分组实验,研究二力平衡的条件.
将系于小车两端的线,分别跨过左右支架上的滑轮,如图所示.
(1)步骤1:在两边加上钩码,作用在小车上的两个力方向相反,且在同一条直线上,看一看,在什么情况下小车处于平衡状态 在什么情况下小车不能平衡 (如图所示)
(2)步骤2:把小车转过一个角度,使小车受到两个拉力不在一条直线上,大小相等、方向相反.松手后,小车能保持平衡吗
(3)教师提出问题:观察、分析、总结满足什么条件小车能静止 学生讨论,进行归纳总结.
小结归纳:
二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,那么这两个力就彼此平衡.八字口诀:“同体、等大、反向、共线”.
【巩固】 物体受到平衡力作用时,能保持静止或匀速直线运动状态.当物体在液体中处于悬浮或漂浮状态时,它所受到的浮力和重力就是一对平衡力(以后将学到).物体受到非平衡力作用时,运动状态就会发生改变.
[过渡语] 力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据二力平衡的条件来判断物体所受的两个力是否平衡;或根据平衡状态找出平衡力,利用二力平衡条件求其中一个力.
三、二力平衡条件的应用
(1)利用二力平衡的条件来判断两个力是否平衡.
师:图中物体是否能保持平衡状态 为什么
学生:A.两个力不在一条直线上;B.两个力大小不相等;C.是一对平衡力;D.两个力不是作用在同一个物体上.
(2)利用二力平衡的条件可求出其中一个力的大小和方向.
出示三个典型物体受力情况的课件(先让学生分析受力情况,教师再课件展示).
讨论分析:
(1)放在桌面上的书受到的支持力和重力是一对平衡力;(2)电灯受到的拉力和重力是一对平衡力;(3)气球受到的浮力和重力是一对平衡力.
[设计意图] 对二力平衡的知识强调后,趁热打铁,出示实例进行受力分析,能够起到紧扣重点、越过难点的作用,进一步巩固所学的内容,培养解决问题的能力.
[知识拓展] 二力平衡条件的应用:
(1)由平衡力中的一个力确定另一个力;
(2)由物体的运动情况确定物体的受力情况,进而判断各力间的关系;
(3)由物体的受力情况确定物体的运动情况.
1.小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上,当它倒挂在竹子上静止时,下列说法正确的是
( )
A.竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
B.小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力
C.小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力
D.小熊猫很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中
解析:小熊猫倒挂在竹子上受到重力和竹子对小熊猫的作用力,两力大小相等,方向相反,在同一条直线上且作用在同一个物体上,故竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力;小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力两力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,但是作用在两个物体上,故两力是一对相互作用力.故选A.
2.如图所示是一架电梯匀速向上运动时的示意图.如果用F表示钢索的拉力,用G表示电梯受到的重力,那么,能正确表示电梯受到的力的示意图的是( )
解析:电梯匀速向上运动,则电梯受到的拉力和重力是一对平衡力,两力大小相等、方向相反,在示意图上表示两力线段的长度应相等,由图可知C正确.故选C.
3.搬运工用600
N的力水平向东拉一重为1000
N的板车,板车做匀速直线运动,则地面对板车的阻力为
N,地面对板车的支持力为
N.
解析:板车在水平方向上做匀速直线运动,则受到的拉力和阻力是一对平衡力,大小相等,故地面对板车的阻力为600
N;板车在竖直方向上保持静止,则板车受到的支持力和重力是一对平衡力,大小相等,故地面对板车的支持力是1000
N.
【答案】 600 1000
4.向日葵因生长在茎顶端的花盘随太阳转动而得名.如图是处于静止状态的向日葵,请在图中作出花盘的受力示意图.
解析:花盘处于静止状态,则其受到的重力和支持力为一对平衡力.重力的作用点在花盘的重心上,方向竖直向下,则花盘受到的支持力的大小与重力相等,方向竖直向上,作用点在花盘的重心上.
【答案】 如图所示.
一、力的平衡
1.物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡.
2.静止或匀速直线运动状态叫做“平衡状态”.
二、探究二力平衡的条件
1.物体受两个力作用时保持平衡状态,叫做二力平衡,是最简单的平衡.
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡(四个条件).物体将保持静止状态或匀速直线运动状态(即平衡状态).
三、二力平衡的应用
1.物体处于平衡状态——受平衡力.
2.物体受平衡力——处于平衡状态.
一、教材作业
【必做题】
教材第22页动手动脑学物理的1,2,3题.
【选做题】
教材第22页动手动脑学物理的4题.
第3节 摩擦力
导入一:
我们来做游戏:上课之前,同学们做个小游戏,游戏规则是这样的:全班分成两个组,每组选择一名同学,两名同学分别把两种数量相同的玻璃球和外面裹着芝麻的巧克力豆,用同样的筷子,从一个盒子夹到另一个盒子中,用时最短的为胜者,并给他们奖励.
提问:为什么夹玻璃球的同学夹的慢
学生回答(学生利用生活中掌握的知识会解释原因),引入新课.
[设计意图] 游戏引入,提高学生兴趣.
导入二:
(1)观看视频演示实验一
问:筷子为何可以提起水杯
(2)学生动手实验二
(教师边演示边引导学生动手做下面实验)将甲、乙两本教材的书页依次交叠在一起,压一下书后,提起乙书,甲书没有从乙书中滑落,两同学用力拉两书背,也不能拉动.
问:使甲书不能从乙书中拉动的直接原因是什么
(3)用水平力推讲台桌,讲台桌为何不动
用手握住水杯,水杯为何不动
从实验中,可以分析出这种力不是以前所学的重力或弹力,而是一种新的力——摩擦力.
导入三:
动手实验,用心体验:让学生用手按在桌面上滑动,体会手的感觉.
(1)手平放在桌面上,用力推或拉,使手在桌面上运动,感受有没有一个阻碍手运动的力;
(2)手平放在桌面上,用力推或拉,但保持手不动,感受有没有一个阻碍手运动的力;
(3)手平放在桌面上,保持手不动,也不用力推或拉,感受有没有一个阻碍手运动的力;
比如老师使用板擦擦黑板,笔在纸上写字,学生用橡皮擦去铅笔字,这些都是一个物体在另一物体上滑动,可以感受到阻碍.
[设计意图] 从生活现象引入,学生感觉自然.
一、摩擦力
1.摩擦力定义
学生发表体会,引导得出摩擦力定义.
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力.
结合课件展示分析:摩擦力是怎样产生的 并归纳出摩擦力产生的条件.
2.摩擦力产生的条件
(1)互相接触并挤压(有弹力);
(2)有相对运动或有相对运动趋势;
(3)接触面粗糙.
[知识拓展] (1)滑动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦;
(2)滚动摩擦是指一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦;
(3)静摩擦:两个相互接触的物体,在外力作用下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叫静摩擦.如推桌子却没推动,这时在桌子与地面间就产生了静摩擦,它阻碍了桌子与地面间的相对运动趋势,其方向总是与桌子相对运动趋势的方向相反,由于桌子仍保持静止状态,所以静摩擦力总与外力平衡,当外力逐渐增大时(但桌子仍没有运动起来),静摩擦力也随之增大,当外力增大到某一程度,桌子运动起来后,在接触面间产生的就不再是静摩擦力.
3.组织学生讨论下列问题,理解摩擦力的概念(三要素)
摩擦力产生在什么地方
摩擦力的方向是怎样的
[设计意图] 通过讨论,培养学生的参与意识和合作能力.
分析动画课件,总结得出结论:
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反(正确).
摩擦力的方向与物体运动的方向相反(错误).
4.测量滑动摩擦力
【演示】 把木块放到长木板上,弹簧测力计通过挂钩拉着木块前进.思考:木块在水平方向受哪些力 画出力的示意图.怎样知道木块所受摩擦力的大小
进一步提问让学生思考:
用什么工具来测量滑动摩擦力
弹簧测力计能直接测量滑动摩擦力吗
用弹簧测力计测量滑动摩擦力的原理是什么
测量时要让拉力与滑动摩擦力相等,木块必须做怎样的运动 拉力的方向必须满足什么条件 桌面不水平行不行
总结:只有把木块放在水平支持面上,让弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数.
[过渡语] 摩擦力是一种力,力是有大小的,那么摩擦力的大小与哪些因素有关呢
二、探究摩擦力的大小与哪些因素有关
思路一
(1)学生讨论,教师引导学生进行猜想:滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关 可能与压力有关 可能与物体运动速度有关 可能与接触面积的大小有关
(2)学生提出猜想后,对一些同类的猜想进行归类,同时引导学生设计实验方案,用实验来验证自己的猜想是否正确.
教师引导学生归纳实验方法:控制变量法.
(参考数据表格)
猜想因素
不变因素
变化因素
摩擦力
实验结论
压力的大小
接触面粗糙程度
(3)验证:滑动摩擦力大小与压力大小的关系
①小组讨论得出不变因素为:接触面的粗糙程度,需要改变的因素是:压力的大小,通过改变长方体木块上钩码数量实现.
②器材确定:弹簧测力计、钩码、长方体木块、长木板.
③实验步骤:将长木板放置于水平桌面上,用弹簧测力计水平拉动长方体木块使其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的钩码重复上面步骤,并记录相关数据.
④分析数据,归纳结论.
在其他条件不变时,摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关,压力越大,摩擦力越大.
⑤讨论反思实验过程,小结注意事项和实验方案的不足并提出改进措施.
(4)验证:摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系.
①小组讨论得出不变因素为:压力大小;需要改变的因素是:接触面的粗糙程度,通过在桌面上铺棉布、毛巾来实现.
②器材确定:弹簧测力计、长方体木块、长木板、毛巾、棉布.
③实验步骤:将长木板放置于水平桌面上,用弹簧测力计水平拉动长方体木块使其在长木板上匀速滑行,记下测力计的示数.在长板上分别铺上棉布、毛巾重复上面步骤,并记录相关数据.
④分析数据,归纳结论.
在其他条件不变时,摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大.
⑤讨论反思实验过程,小结注意事项和实验方案的不足与改进措施.
归纳总结:
摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大.
摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大.
思路二
(1)提出问题:根据你的生活经验,请你猜想一下滑动摩擦力的大小可能跟哪些因素有关
学生思考,回答.
[设计意图] 培养科学探究能力.
(2)猜想或假设:滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关,可能与压力有关,可能与物体运动速度有关,可能与接触面积的大小有关.
(3)设计实验:影响滑动摩擦力大小的因素可能不止一个,那我们在设计实验时应该注意运用怎样的科学研究方法 如果我们先探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系,应怎样改变压力大小 怎样改变接触面的粗糙程度
请设计实验步骤和实验记录的表格.
每次只改变可能影响滑动摩擦力大小的因素中的一个,其他因素保持不变,测出滑动摩擦力大小并记录.
实验次数
接触面的材料
压力变化情况
摩擦力f摩/N
1
木块与木板
不变
2
木块与棉布
不变
3
木块与毛巾
不变
4
木块上放1个钩码,再放到木板上
变大
5
木块上放2个钩码,再放到木板上
最大
(4)进行实验与收集证据:按设计好的步骤进行实验,将实验数据记录在表格中.
(5)得出结论:在压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;在接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大.
摩擦力与物体运动速度和接触面积是否有关,请同学们继续探究.
下面的实验记录表格供参考.
实验次数
木块放置方式
接触面积大小
弹簧测力计示数
摩擦力f摩/N
1
平放
大
2
侧放
小
3
立放
最小
学生总结:摩擦力与物体运动速度和接触面积无关.
引导学生总结影响滑动摩擦力的大小的因素:接触面的粗糙程度和压力的大小.滑动摩擦力大小与速度大小、接触面积大小无关.
[过渡语] 摩擦对我们的生活是有益的还是有害的 (学生自由辩论,两分钟时间,最后教师总结性发言:摩擦力,让人欢喜让人忧!对于有益摩擦,要想方设法增大它,对于有害摩擦,要想方设法减少它.)
三、摩擦的利用与防止
1.增大有益摩擦
教师:摩擦力是普遍存在的.在很多场合,摩擦力是有益的.请大家说说摩擦力的有益之处.(学生回答)
人走路时不打滑多亏了摩擦力.我们拿起一个茶杯,靠的就是手和杯子之间的摩擦力.缝纫机的大轮带动小轮转动,那是皮带和轮子之间有摩擦力的缘故.
凡是摩擦有益的场合,我们应该设法增大摩擦,根据摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,请大家举例说明在什么场合用什么方法增大有益摩擦.(学生举例并分析)(多媒体演示)
大家想象,生活中一旦失去了摩擦力会变成什么样子 (可以发挥学生的想象,学生的思维在这里被有效激活)
2.减小有害摩擦
教师:摩擦力并不是都有好处,在有些场合是有害的,必须设法减小它.大家想想,减小有害摩擦的方法有哪些 (学生讨论并回答)
机器的各个部件之间的摩擦不仅浪费动力,而且造成机件的磨损,影响机器的寿命.
由于摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,要减小有害摩擦,应该使物体表面更光滑.但是,利用这种方法还不能使摩擦力减小到令人满意的程度.
试一试:利用滚动代替滑动来减小摩擦.
现在,我们再做一个实验.在木块和木板之间放一排圆铅笔,使木块做匀速直线运动,测出拉力的大小.(学生操作)
结果如何 为什么
由实验可知:利用滚动代替滑动可以减小摩擦,这就是所有的车辆都安上轮子的道理.机器的转动部分安装滚动轴承,轴承内圈和外圈之间装有很多光滑的钢球或钢柱(展示轴承),这样,转动时的滚动摩擦非常小.(多媒体演示)
找一找:你在生活中见到哪些增大或减小摩擦的实例 就以自行车为例.请举例说明.(可以找一辆自行车,对着自行车,学生热烈讨论)
还有一种减小摩擦的方法是使两个互相接触的摩擦面彼此离开.加润滑油可以在摩擦面间形成一层油膜,运动部件只在油膜上滑动,减小了摩擦.利用压缩气体在摩擦面之间形成一层气垫,使摩擦面脱离接触,可以使摩擦变得更小,气垫轴承、气垫船就是利用气垫来减小摩擦的.(多媒体演示)
1.下列各种情况中,属于有害摩擦的是
( )
A.人走路时鞋底与地面的摩擦
B.狗拉雪橇在雪地上前进时,雪橇与雪地的摩擦
C.自行车紧急刹车时,车轮与地面的摩擦
D.皮带转动时,皮带与转轮之间的摩擦
解析:A.人走路时,使人前进的动力是地面对脚的摩擦力,为了防止人走路时摔倒,也要用到鞋底与地面的摩擦,由此可知,鞋底与地面的摩擦是有益的摩擦,故A错误;B.狗拉雪橇在雪地上前进时,雪橇与雪地的摩擦力是雪橇前进的阻力,因此雪橇与雪地的摩擦是有害的摩擦,故B正确;C.自行车紧急刹车时,车轮与地面的摩擦力是阻碍自行车前进的力,为了使自行车尽快停下来就要增大这种摩擦力,所以这种摩擦是有益的摩擦,故C错误;D.皮带转动时,主动轮与皮带之间的摩擦带动了皮带的转动;同时皮带与被动轮之间的摩擦带动了被动轮的转动,若这种摩擦力过小,将会出现皮带打滑的现象,因此说这两者之间的摩擦是有益的摩擦,故D错误.故选B.
2.假如没有摩擦,下列哪种现象是不可能发生的
( )
A.地面上滚动的足球很难停下来
B.手拿不住笔写字
C.人可以在地面上行走如飞
D.用吹灰之力就可以将火车沿铁轨推动
解析:A.地面上滚动的足球靠它与地面间的摩擦停下来,若没有摩擦,足球将很难停下来,故A可能发生,不符合题意;B.写字时,手和笔之间有摩擦,我们才能拿住笔,若没有了摩擦,将拿不住笔,B可能发生,不符合题意;C.人走路依靠的就是鞋与地面的摩擦力,如果没有摩擦力,人便无法走路,故C不可能发生,符合题意;D.由于火车与铁轨之间没有了摩擦,用很小的推力就可以推动铁轨上的火车,故D可能发生,不符合题意.故选C.
3.如图所示,描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景.用手分别压在玻璃板上和在桌面上滑动(图甲、乙),然后用另一只手压在手上在桌面上滑动(图丙).下面说法中正确的是
( )
A.甲和乙是探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B.乙和丙是探究滑动摩擦力与压力大小的关系
C.比较甲和乙,感觉甲的阻力大
D.比较乙和丙,感觉丙的阻力大
解析:A.甲图和乙图接触面粗糙程度是不同的,压力大小一样,因此探究的是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,该说法正确;B.乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的,接触面压力的大小是不同的,因此探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系,该说法正确;C.甲图和乙图接触面压力的大小是相同的,甲图的接触面光滑,摩擦力小,所以感觉甲的阻力应该比乙小,该选项的说法是不正确的;D.乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的,接触面压力的大小是不同的,丙图压力更大,摩擦力更大,所以感觉丙的阻力大,该说法是正确的.故选ABD.
4.拔河比赛中,运动员要穿比较新的球鞋,而且不希望地面上有沙子,这是因为比较新的球鞋能增大接触面的粗糙程度从而 ,而地面上的沙子使 ,从而减小摩擦力.
解析:比较新的鞋底接触面比较粗糙,可以通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力.地面上有沙子,沙子能滚动,滚动摩擦代替滑动摩擦,摩擦力减小.
【答案】 增大摩擦力 滚动摩擦代替滑动摩擦
5.张阳用15
N的水平力推着重为10
N的小车在水平地面上以0.5
m/s的速度做匀速直线运动,这时小车受到的摩擦力是
N;当他仍用水平力以1
m/s的速度推着该小车在同一地面做匀速直线运动时,他所用的推力将 (选填“大于”“小于”或“等于”)15
N.
解析:张阳用15
N的水平力推着重为10
N的小车在水平地面上以0.5
m/s的速度做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,可判断摩擦力和15
N水平推力是平衡力,则:f=F=15
N;仍用水平力以1
m/s的速度推着该小车在同一地面做匀速直线运动,此时小车仍受平衡力,同一小车,同一地面,摩擦力不变,推力和摩擦力是一对平衡力,故相等.
【答案】 15 等于
1.摩擦力的概念
2.影响滑动摩擦力大小的因素
:压力大小、接触面的粗糙程度.
3.摩擦的利用与防止
(1)增大有益摩擦:增大压力
、使接触面更粗糙.
(2)减小有害摩擦:减少压力
、使接触面更光滑、用滚动代替滑动、使接触面脱离接触(加润滑油、气垫).
一、教材作业
【必做题】
教材第26页动手动脑学物理的1,2,3题.
【选做题】
教材第26页动手动脑学物理的4,5题.
