【連載】物理：人教版-高中 必修1-摩擦力 教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

課文原文（無）

教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)目標(biāo)

1.知道摩擦力的定義及分類.
2.理解靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生條件.
3.會判斷摩擦力的方向及計(jì)算摩擦力的大小.
4.了解最大靜摩擦力的概念．

教學(xué)重難點(diǎn)

1.靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生條件.
2.判斷摩擦力的方向及計(jì)算摩擦力的大小、最大靜摩擦力的概念．

教學(xué)過程

[知識探究]

一、靜摩擦力

[問題設(shè)計(jì)]

1．把木塊放在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向向右拉木塊，如圖1所示．

圖1

當(dāng)測力計(jì)的示數(shù)為1N時，木塊沒有動；逐漸增大拉力到2N時，木塊仍靜止；繼續(xù)增大拉力到4N時，木塊開始移動，此時拉力突然變小到3.8N，此后木塊勻速運(yùn)動，拉力保持3.8N不變．

(1)木塊受到拉力1N時，有相對桌面運(yùn)動的趨勢但沒有運(yùn)動，說明什么呢？

(2)隨著外力的增大，靜摩擦力有什么變化？

(3)靜摩擦力在哪里產(chǎn)生？沿什么方向？

答案　(1)說明桌面對木塊施加一個與拉力方向相反的、大小也為1N的力，這個力就是桌面對木塊的靜摩擦力．

(2)靜摩擦力的大小隨著外力的增大而增大，但有一個最大值．

(3)靜摩擦力產(chǎn)生在相對靜止但有相對運(yùn)動趨勢的物體之間．靜摩擦力的方向與接觸面相切，與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反．

2.在礦山、碼頭、工廠中多用傳送帶將貨物由低處傳送到高處．如圖2所示，傳送帶勻速轉(zhuǎn)動，貨物和傳送帶相對靜止．

圖2

(1)傳送帶靠什么力把貨物送到高處？此力方向如何？

(2)只有靜止的物體才受靜摩擦力嗎？靜摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動嗎？

答案　(1)靜摩擦力．靜摩擦力的方向沿斜面向上(與物體運(yùn)動方向相同)．

(2)不是．靜摩擦力發(fā)生在兩 個相對靜止的物體之間，物體本身可以運(yùn)動．

靜摩擦力阻礙的是相對運(yùn)動趨勢，并不總是阻礙物體的運(yùn)動．靜摩擦力也可以是動力．

[要點(diǎn)提煉]

1．定義：兩個物體之間只有相對運(yùn)動的趨勢，而沒有相對運(yùn)動時產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力．

2．靜摩擦力產(chǎn)生的條件

(1)物體相互接觸且相互擠壓．

(2)接觸面粗糙．

(3)兩物體間相對靜止但有相對運(yùn)動趨勢．

注意　兩物體是“相對靜止”，并不是靜止．

3．靜摩擦力的方向

總是沿著接觸面，并且跟物體間相對運(yùn)動趨勢的方向相反．

注意　(1)與“相對運(yùn)動趨勢的方向相反”，并不是與“運(yùn)動方向”相反．(2)靜摩擦力的效果是阻礙物體間的相對運(yùn)動趨勢，并不是阻礙物體的運(yùn)動．

4．靜摩擦力的大小

(1)靜摩擦力的大小總隨迫使物體發(fā)生相對運(yùn)動的外力的變化而變化，與正壓力大小無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．

(2)靜摩擦力有一個最大值，即最大靜摩擦力Fmax，靜摩擦力的范圍是0<F≤Fmax.

(3)靜摩擦力的大小一般根據(jù)平衡條件求解．如圖3中水平力F＝1N、2N、3N時物塊沒有運(yùn)動，靜摩擦力大小分別為1N、2N、3N.

圖3

[延伸思考]

產(chǎn)生靜摩擦力的條件之一是“兩物體之間有相對運(yùn)動趨勢”．那么，何為“相對運(yùn)動趨勢”？如何判斷“相對運(yùn)動趨勢”的方向？

答案　“相對運(yùn)動趨勢”是指一個物體相對于與它接觸的另一個物體有運(yùn)動的可能，但還處于相對靜止?fàn)顟B(tài)．例如用力推木箱，木箱未動，但木箱有相對地面向前的運(yùn)動趨勢．

“相對運(yùn)動趨勢的方向”是指假設(shè)接觸面光滑時，物體將要發(fā)生相對運(yùn)動的方向．如圖，物體靜止在粗糙斜面上，假設(shè)斜 面光滑時，物體將沿斜面下滑，即物體靜止時，相對(斜面)運(yùn)動趨勢的方向是沿斜面向下．

二、滑動摩擦力

[問題設(shè)計(jì)]

1.用力將黑板擦(毛較長)在黑板上滑動，觀察毛刷的 彎曲方向．如圖4所示，毛刷為什么向后彎曲？

圖4

答案　因?yàn)槊⑺芑瑒幽Σ亮Φ姆较蜓匕迕?，與板擦運(yùn)動方向相反．

2．把手按在桌面上，用力向前滑動，手有什么感覺？增大手與桌面的壓力，感覺有什么不同？這說明什么？閱讀課本，寫出滑動摩擦力的公式．

答案　手受到向后的阻力(滑動摩擦力)．感覺手受到向后的阻力(滑動摩擦力)增大．滑動摩擦力大小隨著壓力的增大而增大．F＝μFN.

[要點(diǎn)提煉]

1．定義：當(dāng)一個物體在另一個物體表面滑動時，會受到另一個物體阻礙它滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力．

2．滑動摩擦力產(chǎn)生的條件

(1)兩物體相互接觸且相互擠壓．

(2)接觸面粗糙．

(3)兩物體間有相對運(yùn)動．

3．滑動摩擦力的方向

總是沿著接觸面，并且與相對運(yùn)動的方向相反．

注意　(1)與“相對運(yùn)動的方向相反”，并不是與“運(yùn)動方向”相反．

(2)滑動摩擦力的效果是阻礙物體間的相對運(yùn)動，并不是阻礙物體的運(yùn)動．

4．滑動摩擦力的大小

滑動摩擦力的大小跟壓力成正比．

公式：F＝μFN，μ為動摩擦因數(shù)，取決于相互接觸的兩物體的材料和接觸面的粗糙程度，與接觸面的面積無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，與物體間相對運(yùn)動的速度大小無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．

[典例精析]

一、對摩擦力概念的理解

例1 　關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生，下列說法中正確的是(　　)

A．相互壓緊的粗糙物體間一定有摩擦力

B．有相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢的物體間一定有摩擦力

C．相互壓緊并運(yùn)動的物體間一定有摩擦力作用

D．只有相互壓緊和發(fā)生相對運(yùn)動(或有相對運(yùn)動趨勢)的物體間才可能有摩擦力的作 用

解析　要產(chǎn)生摩擦力，首先要有彈力，其次要接觸面不光滑，還要有相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢，故只有D正確．

答案　D

二、靜摩擦力

例2 　如圖5所示，有一重力不計(jì)的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到將容器剛好盛滿為止，在此過程中容器始終保持靜止，則下列說法中正確的是(　　)

圖5

A．容器受到的摩擦力不變

B．容器受到的摩擦力逐漸增大

C．水平力F可能不變

D．水平力F必須逐漸增大

解析　容器處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上重力與摩擦力平衡，盛滿水前墻面對容器的靜摩擦力一直增大，如果一直沒有達(dá)到正壓力F作用下的最大靜摩擦力，則水平力F可能不變，選項(xiàng)B、C正確．

答案　BC

三、滑動摩擦力

例3 　裝修工人在搬運(yùn)材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出，如圖6所示，則在勻速拖出的過程中(　　)

圖6

A．材料與平 臺之間的接觸面積逐漸減小，摩擦力逐漸減小

B．材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小，拉力逐漸減小

C．平臺對材料的支持力逐漸減小，摩擦力逐漸減小

D．材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變，支持力也不變，因而工人拉力也不變

解析　勻速拉動的過程只能持續(xù)到重心離開臺面的瞬間，材料的重心在臺面上，故材料對臺面的壓力不變，故材料受到的支持力不變，故C錯誤；而在拉動過程中動摩擦因數(shù)不變，由F＝μFN可知摩擦力是不變的，故A、B錯誤；因?yàn)椴牧献鰟蛩僦本€運(yùn)動，摩擦力不變，所以工人的拉力是不變的，故D正確．

答案　D

例4 　質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，如圖7所示，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等，給物體一水平推力F.(取g＝10N/kg)

圖7

(1)當(dāng)推力大小為5N時，地面對物體的摩擦力是多大？

(2)當(dāng)推力大小為12N時，地面對物體的摩擦力是多大？

(3)物體運(yùn)動過程中突然把推力去掉，此時地面對物體的摩擦力是多大？

解析　在地面上，F(xiàn)N＝mg，則滑動摩擦力( 即最大靜摩擦力Fmax)大小為Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N.

(1)當(dāng) 推力F＝5N時，F(xiàn)<Fmax，物體靜止，則由二力平衡知：地面對物體的靜摩擦力的大小F靜＝F＝5N.

(2)當(dāng)推力F＝12N時，F(xiàn)>Fmax，物體滑動，則地面對物體的滑動摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10N.

(3)物體運(yùn)動過程中突然把推力去掉，地面對物體的摩擦力為滑動摩擦力，其大小F滑′＝10N.

答案　(1)5N　(2)10N　 (3)10N

[課堂要點(diǎn)小結(jié)]

摩擦力的比較

靜摩擦力滑動摩擦力說明

產(chǎn)生條件相同點(diǎn)①相互接觸；②相互擠壓；③接觸面粗糙最大靜摩擦力比滑動摩擦力稍大；在有些計(jì)算中可認(rèn)為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力

不同點(diǎn)有相對運(yùn)動趨勢有相對運(yùn)動

力的三要素大小不同點(diǎn)被動力，與壓力無關(guān)，大小為0<f≤fmax 與壓力成正比，公式f＝μf<="" span="">N

方向相同點(diǎn)①與運(yùn)動方向無直接 關(guān)系，可與運(yùn)動方向同向，也可與運(yùn)動方向反向或者成某一夾角；②與接觸面相切；③與同一接觸面上的彈力方向垂直

不同點(diǎn)與相對運(yùn)動趨勢方向相反與相對運(yùn)動方向相反

作用點(diǎn)相同點(diǎn)在接觸面上，作力的圖示時，可根據(jù)等效原理畫到物體的重心上

[自我檢測]

1.(靜摩擦力)置于水平地面上的物體在沿水平方向的拉力作用下，仍處 于靜止，則物體所受靜摩擦力的大小(　　)

A．與壓力成正比

B．等于水平拉力

C．小于滑動摩擦力

D．在物體上疊放另一物體，該物體受到的靜摩擦力不變

答案　BD

解析　靜摩擦力的產(chǎn)生取決于使物體產(chǎn)生相對運(yùn)動趨勢的外力的作用，也就是等于平行于接觸面切線方向的外力的大小，與壓力大小無關(guān)，故B、D正確．

2．(靜摩擦力)用手握住瓶子，使瓶子在豎直方向懸空靜止，如圖8所示．關(guān)于瓶子所受的摩擦力，下列說法正確的是(　　)

圖8

A．握力越大，摩擦力越大

B．只要瓶子不動，摩擦力的大小就與握力的大小無關(guān)

C．如果握力加倍，則摩擦力的方向由向下變成向上

D．手越干越粗糙，摩擦力越大

答案　B

解析　只要瓶子靜止，根據(jù)二力平衡的知識，瓶子在豎直方向上受到的靜摩擦力與重力總是等大反向，與握力大小無關(guān)．B項(xiàng)正確．

3．(滑動摩擦力的理解)以下關(guān)于滑動摩擦力的說法中，正確的是(　　)

A．滑動摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反

B．滑動摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動

C．滑動摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動方向相反

D．兩個相互接觸的物體發(fā)生相對滑動時，它們都要受到滑動摩擦力的作用

答案　C

解析　滑動摩擦力的方向總是與物體的相對運(yùn)動方向相反，但與物體的運(yùn)動方向既可能相同，也可能相反，既可能促進(jìn)物體的運(yùn)動，也可能阻礙物體的運(yùn)動，A、B錯誤，C正確．摩擦力的產(chǎn)生必須具備三個條件，兩個相互接觸的物體發(fā)生相對滑動時，接觸面間相互擠壓和粗糙的條件不一定具備，此時物體間不一定有摩擦力，D錯誤．

4．(摩擦力大小的計(jì)算)用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物體時，物體恰能被拉動；物體運(yùn)動后只需18N的拉力即可使物體做勻速直線運(yùn)動．該物體靜止在水平地面上，若用15N的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為________；若用30N的水平力拉該物體，物體受到的摩擦力大小為________；物體與地面間的動摩擦因數(shù)為________．

答案　15N　18N　0.3

解析　水平力為20N時恰能拉動物體，說明最大靜摩擦力Fmax＝20N．若用F1＝15N的力拉物體，由于F1 Fmax，物體受滑動摩擦力，大小為F滑＝18N．又由F滑 ＝μFN得μ＝F滑/FN＝18N/60N＝0.3.

聲明：以上內(nèi)容來自網(wǎng)絡(luò)，若有侵權(quán)，請聯(lián)系我們，立即刪除！所有的觀點(diǎn)由網(wǎng)友個人想法，不代表本公司也持此立場，感謝大家支持！

重慶英沐教育科技有限公司

YMU教育

重慶YMU教育_醫(yī)學(xué)繼續(xù)教育學(xué)分卡

重慶YMU教育_小學(xué)初中高中教育課后輔導(dǎo)

重慶YMU教育_執(zhí)業(yè)醫(yī)師護(hù)士藥師資格考試考前輔導(dǎo)

www.kawsbarofficials.com

www.ymujiaoyu.com

YMU教育(www.kawsbarofficials.com)，全國熱線電話：023-89119533；提供繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育學(xué)分、中小學(xué)課后輔導(dǎo)、美年大健康·慈銘體檢大牌定制健康體檢等服務(wù)；