第 八 章 运动和力
第3节 摩擦力
典案二 导学设计
学点一 摩擦力
问题1：感受滑动摩擦：如图8－3－6所示，将手掌压在桌面上，并向前用力滑动，感觉到桌面对手掌有__阻碍__作用。
问题2：滑动摩擦力概念：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。
图8－3－6
图8－3－7
问题3：相互接触的物体表面总是不光滑的，如图8－3－7所示。当相互接触的物体发生__相对__运动时，就会彼此__阻碍__，产生__滑动__摩擦力。
问题4：摩擦力分类：①如图8－3－8甲所示，冰刀在冰面上滑动，此时冰刀与冰面之间的摩擦是__滑动__摩擦；②如图乙所示，车轮在地面上滚动，此时车轮与地面之间的摩擦是__滚动__摩擦；③如图丙所示，手拿住瓶子静止不动，瓶子相对于手有相对运动的趋势，此时瓶子与手之间的摩擦是__静__摩擦。
图8－3－8
学点二 探究影响滑动摩擦力大小的因素
猜想：如图8－3－9所示，分别用手拿一粗糙毛巾在桌面上滑动、单独用手在桌面上滑动、另一只手施加压力压住时滑动，根据手的感觉猜想影响滑动摩擦力大小的因素有__压力大小__、__接触面的粗糙程度__。
图8－3－9
实验原理：如图8－3－10甲所示，用弹簧测力计水平__匀速__拉动木块，使它沿长木板做__匀速直线__运动，根据__二力平衡__的原理，弹簧测力计对木块的拉力__等于__木块受到的摩擦力。
图8－3－10
实验器材：木块、砝码、粗糙程度不同的木板、__弹簧测力计__。
实验步骤：如图乙所示：(1)用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力。
(3)换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力。
实验记录：
数据分析：(1)分析第1次和第2次实验，这两次实验中相同的是__接触面的粗糙程度__，不同的是__压力大小__，比较弹簧测力计的示数，可以得到：滑动摩擦力的大小与__压力大小__有关。
(2)分析第2次和第3次实验，这两次实验中相同的是__压力大小__，不同的是__接触面的粗糙程度__，比较弹簧测力计示数，可以得到：滑动摩擦力的大小与__接触面的粗糙程度__有关。
实验结论：(1)接触面粗糙程度相同时，__压力__越大，滑动摩擦力__越大__；
(2)压力一定时，接触表面越__粗糙__，滑动摩擦力__越大__。
方法总结：研究一个物理量与多个因素的关系时，要控制其他因素不变，改变一个因素来判断这个因素对该物理量的影响，这种方法就叫__控制变量__法。
实验改进：我们在实验中采用的是如图8－3－11甲所示的方式，但是此时弹簧测力计示数不稳定，不容易读取力的大小，其原因是__物体不容易做匀速直线运动__；如图乙所示，拉动木板运动时，木块处于__静止__(选填“静止”或“运动”)状态，木板移动__不能__(选填“能”或“不能”)改变木块的运动状态，所以此时弹簧测力计的示数是稳定的，容易读取示数。
图8－3－11
学点三 摩擦的利用与防止
问题1：增大有益摩擦的方法：①增大__压力__，如图8－3－12甲所示，要让自行车更快地停下来，可以用力捏闸；②增大__接触面的粗糙程度__，如图乙所示，体操运动员上器械前，会在手上涂防滑粉；③变滚动为滑动。
问题2：减小有害摩擦的方法：①减小压力；②使接触面变光滑；③变__滑动__为__滚动__，如图丙所示的滚动轴承就是采用该方法减小摩擦的；④使接触面分离，如加润滑剂等。
图8－3－12
第 八 章 运动和力
第3节 摩擦力
方式一 【活动导入】
导入语：同学们，我们先搞个小活动。下面，我们用手按在桌面上滑动，体验手的感觉，向下用力按着桌面试一试；用手在衣服上蹭一蹭，体会手的感觉；用脚在地上蹭一蹭，体会脚的感觉。
(有一种阻碍手、脚移动的感觉，这种感觉实际上是摩擦力对手、脚作用的体现。)
追问：如果手没有与桌面接触，或者手按在桌面上静止不动，是否也会产生这样的感觉？(不会)
这就涉及今天我们要学习的一个新物理量——摩擦力。好，下面我们就开始探究摩擦力所蕴含的奥秘吧！板书课题——《第3节 摩擦力》。
方式二 【情景导入】
多媒体播放视频《筷子提米》。
图8－3－1
导入语：视频中的小实验很有意思吧，一根纤细的筷子怎么能提起装在杯子中的大米呢？要想成功地完成这个实验，应该注意什么？
这就涉及我们今天要学习的一个新物理量——摩擦力。下面我们就开始探究摩擦力所蕴含的奥秘吧！板书课题——《第3节 摩擦力》。
方式三 【游戏导入】
一名女生与一名身强力壮的男生在教室内进行拔河比赛。
条件：女生穿普通运动鞋，男生穿旱冰鞋。
教师引导学生分析女生获胜的原因：主要是他们受到的摩擦力不同。
下面我们就开始探究摩擦力所蕴含的奥秘吧！板书课题——《第3节 摩擦力》。
方式四 【情景导入】
多媒体展示生活中的图片，让学生了解摩擦力和现代生活息息相关。
图8－3－2
提出问题：
(1)人为什么能在冰面上快速滑行？
(2)人为什么能在水泥面上快速轮滑？
(3)汽车的轮胎上为什么常有凹凸的花纹？
(4)足球守门员为什么要戴上手套？
(5)登山运动员为什么要穿防滑鞋？
这就涉及我们今天要学习的一个新物理量——摩擦力。好，下面我们就开始探究摩擦力所蕴含的奥秘吧！板书课题——《第3节 摩擦力》。
用玩具小汽车替代人拉动小木块做摩擦力实验
图8－3－3
教材设计的演示实验是利用弹簧测力计来研究摩擦力的变化情况，如图8－3－3所示，该方法结构简单、操作方便。但实验中用手拉弹簧，由于手的拉力很难保持大小不变，在拉动木块时既要保证测力计始终水平又要使木块匀速直线运动，很难做到，因此实验现象不明显，教学效果不理想。
所以，保持匀速直线运动拉动木块，是本实验的难点。
解决方法：用玩具小汽车代替手拉弹簧测力计。把小汽车放在水平木板上，在小汽车后面挂上弹簧测力计，接着，开动玩具小汽车使其拉动小木块慢速前进。实验中小汽车能够拉动小木块匀速直线前进，弹簧测力计的读数一直是稳定的。接着让小汽车速度加快，然后再保持匀速直线前进，弹簧测力计的读数先变大然后又恢复到原来的示数。然后继续研究滑动摩擦力与接触面积的关系、与接触面的粗糙程度的关系、与接触面上的压力的关系，都可获得较好的效果。
[中考解读] 本节在中考中常考内容是：①摩擦力及其测量；②探究影响摩擦力大小的因素；③摩擦力与生活。一般考查探究影响摩擦力大小的因素时以实验探究为主，考查控制变量方面居多，关于生活中摩擦的利用和防止则是以生活实例为考查背景，贴近生活。本节考查题型一般为选择题、填空题和实验探究题。
[考点对接] 1.测量滑动摩擦力
[源起教材P23] 实验
图8.3－2 水平匀速拉
动木块
测量滑动摩擦力
如图8.3－2，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。根据前面学过的二力平衡知识，可知弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。……
图8－3－4
例1 [岳阳中考] 用弹簧测力计拉着木块在水平面上匀速运动，保持弹簧测力计示数稳定，则( )
A．木块受到的拉力大于摩擦力
B．木块相对弹簧测力计是运动的
C．木块受到的重力和水平面对木块的支持力是一对平衡力
D．在木块上放一钩码后，继续拉动木块匀速运动，弹簧测力计示数变小
[答案] C
[考点对接] 2.研究影响滑动摩擦力大小的因素
[源起教材P24] 实验
图8.3－3 研究影响滑动摩
擦力大小的因素
研究影响滑动摩擦力大小的因素
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。看起来，影响滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面所受的压力
接触面的粗糙程度
……
例2 [绵阳中考] 在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，某同学提出如下猜想：
猜想1：与两物体接触面的粗糙程度有关；
猜想2：与两物体之间的压力大小有关。
(1)为了验证上述猜想，他采用了如图8－3－5所示的装置进行实验，使固定物体上表面水平，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在固定物体上滑动。为了用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力的大小，应让木块沿水平方向做________运动。
图8－3－5
(2)实验时，他用弹簧测力计测出木块所受重力为1.0 N，已知每个钩码质量为50 g。通过在木块上面添加钩码来改变木块与固定物体之间的压力大小；通过更换木块下面的固定物体来改变接触面之间的粗糙程度。该同学准备了较长的木板和铁板作为可供选择的固定物体。他做了3次实验，并将实验数据记录在表格中。分析________(填写实验序号)两次实验数据，可以初步验证猜想1；分析________(填写实验序号)两次实验数据，可以初步验证猜想2。
实验
序号
固定
物体
木块上放置钩码
的数量/个
弹簧测力计
示数/N
1
木板
1
0.5
2
木板
2
0.6
3
铁板
1
0.3
[答案] (1)匀速直线 (2)1和3 1和2
[考点对接] 3.增大和减小摩擦的方法
[源起教材P25] 想想议议
图8.3－5的三幅图中，哪些是要增大摩擦的？哪些是要减小摩擦的？通过什么方法增大或减小摩擦？
图8.3－5 摩擦的利用与防止
例3 [长春中考] 下列实例中，能增大摩擦的是( )
A．行李箱下安装轮子 B．自行车的车轴处加润滑油
C．轮胎表面凹凸不平的花纹 D．气垫船行驶时船体与水面脱离
[答案] C
如果没有了摩擦力会变成什么样
摩擦是一种极为普遍的现象，摩擦在实际生活中的例子也很多，如抓住物体需要摩擦，皮带传动需要摩擦，铁钉固定在墙上也要靠摩擦等等。但摩擦也会给我们的日常生活带来麻烦。例如：机器开动时，滑动部件之间因摩擦而浪费动力，还会使机器的部件磨损，缩短寿命。我们有时希望地球上从来就没有摩擦力，但如果真的没有摩擦力，人们的生活又会发生什么样的变化呢？
首先，也是最基本的，我们无法行动，脚与地面之间没有了摩擦，人们简直寸步难行。自行车车轮与地面间光滑，自行车又怎能向前运动呢？汽车要么还没发动就打滑，要么就是开动的车子根本就停不下来，没有阻碍它运动的力，就只能无限滑下去，最后与其他车相撞造成一起又一起的交通事故。而对于飞机，无论是活塞发动机或者涡轮喷气发动机，没有摩擦都无法启动。
其次，我们无法拿起任何东西。我们能拿东西靠的就是摩擦力，摩擦力来自于物体本身的凹凸和我们手上的指纹，若是没有了摩擦，物体光滑，我们也没有了指纹，想拿东西却和它作用不上，只能干着急，不仅拿不起东西，拧盖子、扭把手，一系列的力的作用都无法进行。
没有了摩擦，生活处处困难重重：想写字却拿不起笔，笔也不能和纸产生摩擦写出字；想吃饭，碗筷却拿不住，筷子怎么也夹不住菜，想喝水又提不起杯子；想穿衣服却拿不起、穿不上；想工作劳动，但任何工具都一次次从手上滑落……如果没有了摩擦，那么以后我们就再也不能够欣赏美妙的用小提琴演奏的音乐等，因为弓和弦的摩擦产生振动才发出了声音。
总之，假如没有摩擦的存在，人们的衣、食、住、行都很难解决，更别提发展了。
有资料说，某国家已研制出所谓的“超润滑材料”，可将它用到军事上，一旦战争暴发，将这种超润滑材料洒到对方的公路上、铁路的铁轨上和飞机起飞的跑道上，使对方的战车、运兵车、火车无法运行，军用物资无法运送；飞机不能起飞，失去制空权……用以谋求战争的胜利，这种超润滑材料所起的作用还真有点战略意义呢！
我们可能幻想过如果没有摩擦，干什么事情都将不会有阻力，可等我们真正到了没有摩擦力的世界，才感受到摩擦力的重要。摩擦力有利也有弊，我们应该尽量减少那些有害摩擦，学会利用摩擦造福人类。
