摩擦力

j.Co M 第三讲 摩擦力 教学设计
一、内容及其解析
1.内容：摩擦力的定义，探究静摩擦力的方向和大小，以及静摩擦力在生活中的简单应用。
2.解析：本节课要学的内容是第三章《相互作用》中的第三节摩擦力，是本节内容的第一个课时，针对普通班的实际情况和教材设计，主要学习摩擦力的定义，探究静摩擦力的方向和大小，以 及静摩擦力 在生活中的简单应用。其核心就是探究静摩擦力的方向和大小。理解它关键就是要会判断物体之间是否具有相对运动的趋势。在初中阶段学生已接触到摩擦力概念，以及二力平衡的相关应用，定性地学习了滑动摩擦力，并知 道了增大和减小摩擦的一些方法，通过分组实验定性地研究滑动摩擦力与表面粗糙程度有关等。本节课内容中关于摩擦力的定义和探究静摩擦力的方向和大小就是在此基础上的发展。
二、目标及其解析
（一）教学目标
1. 进一步理解摩擦力的概念；
2. 通过实验探究的方法，知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力方向及其大小；
3. 知道什么是最大静摩擦力；
4. 能够分析生活中既常见又较简单有关静摩擦力现象。
（二）解析
知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向及其大小，主要是指在初中所学摩擦力的概念上，结合具体实例，归纳静摩擦力的产生需要满足：（1）两物体相互接触，相互挤压（有弹力的产生）；（2）接触面不光滑；（3）具有相对运动的趋势。这三个条件缺一不可。“具有相对运动的趋势”就是指如果两 物体接触面光滑，那么一个物体相对于与之接触的另一物体的位置将随时间发生变化（即发生相对运动）。而静摩擦力就是阻碍物体间发生相对运动趋势，所以静摩擦力的方向一定沿着接触面，与物体发生相对运动 趋势的方向相反。而静摩擦力的大小则需要结合二力平衡的有关知识，由于两物体处于相对静止状态 ，但物体间又具有相对运动的趋势，静摩擦力则要平衡抵消外力的作用，使之运动状态不发生变化。由此可见静摩擦力的大小随外力的变化而变化，不是唯一确定的值。随着外力的增大，而静摩擦力的作用是有限的，物体终究是要运动的。物体运动后所受的摩擦力就不是静摩擦力，而是下节课所要学的滑动摩擦力。所以我们把静摩擦力的最大值Fmax定义为物体刚开始运动时的拉力。这里说“拉力”是不确切的，但由于学生还没有学习合力的有关概念，所以只能就具体问题进行。待第三章学完后再进行说明总结。所以静摩擦力的大小没有固定的公式，它随着相对运动趋势的强弱在0到最大静摩擦力Fmax之间变化。
三、问题诊断分析
静摩擦力大小随相对运动趋势强弱的变化而变化也是学生可能遇到的问题（或困难、障碍），而产生这一问题（或困难、障碍）的原因是静摩擦力的大小没有固定的公式，求解其大小 时一般要根据平衡条件，需要设计到其他力，存在一定的综合性。要解决这 一问题（或困难、障碍），学生学完第三章和第四章后，才能真正理解。所以，就本节课而言，关键就是通过具体实例的分析，让学生初步了解静摩擦力大小随相对运动趋势强弱的变化而变化，知道静摩擦力大小介于0和最大静摩擦力Fmax之间，而不是一个固定的值。
四、教学支持条件分析
在探究静摩擦力大小是利用视频展示静摩擦力大小随拉力变化的过程；利用多媒体展示静摩擦力在日常生活和生产中的简单应用。
五、教学过程设计
一、摩擦力
一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力
1．产生：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
2．产生条件：相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤 压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面 的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变；而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3．方向：总与接触面相切，且与相对运动方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。
【例一 】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：
（1）木块的运动方向。
（2）木块相对于传送带的运动方向。
（3）木块所受滑动摩擦力的方向。
4．大小：与压力成正比 F＝μFN
①压力FN与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。
②μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。在通常情况下，μ<1。
③计算公式表明：滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。
5．滑动摩擦力的作用点：在两个物体的接触面上的受力物体上。
【例二】在东北的林场中，冬季常用马拉的雪橇运木材，雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板．如果冰面是水平的，雪橇和所装的木材的总质量是5.0t（吨），滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027，马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进？
三、静摩擦力
1．产生：两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。
2．产生条件：
①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；
②接触面粗糙；
③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。
所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑．没有静摩擦力，则由于重力的作用，物沿斜面下滑。
跟滑动摩擦力条件的区别是：
3．大小：两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间
0＜F≤Fmax
实际大小可根据二力平衡条件判断。
4．方向：总跟接触面相切，与相对运动趋势相反
①所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向。比如物体静止在粗糙斜面上，假没没有摩擦，物体将沿斜面下滑，即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上，与物体相对运动趋势的方向相反。
②判断 静摩擦力的方向可用假设法。其操作程序是：
A．选研究对象----受静摩擦力作用的物体；
B．选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；
C．假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向
D．确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反
③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的 运动方向相反。
5．静摩擦力的作用点：在两物体的接触面受力物体上。
【例三】下述关于静摩擦力的说法正确的是：（ ）
A. 静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反；
B．静摩擦力的大小与物体的正压力成正比；
C．静摩擦力只能在物体静止时产生；
D．静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反．
【例四】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动，不计手指与黑板擦之间的 摩擦力，当把推力增加到2F时，黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍？
七、 课堂小结
1、摩擦力
2、滑动摩擦力

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