6.4 探究滑动摩擦力 导学案

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6.4 探究滑动摩擦力 导学案

设计实验探滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度和压力的关系

研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关说课

滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验题

一、6.4 探究滑动摩擦力 导学案

【学习目标】⑴知道一个物体在另一个物体表面上滑动和滚动时，都会产生摩擦；⑵知道影响滑动摩擦力大小的因素。知道增大和减小摩擦的方法，了解摩擦在现实生活中的应用；⑶经历“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程，领悟其中的科学方法。

【独立自学】

一、生活中的摩擦

1、思考下列现象：

⑴自行车在水平道路上行进时，如果不蹬脚踏板，无论路面多么光滑，总会慢慢停下来，为什么?

⑵旱冰运动员穿的溜冰鞋的鞋底为什么装有小轮子？

⑶饮料瓶的瓶盖表面上为什么常刻有些竖条纹？

⑷为什么沾油的手很难将杯子拿起来？

2、动一动：在木板上推动毛刷向左滑动，观察刷毛向_________（左/右）弯曲；毛刷不动，向左抽动木板，观察刷毛_________（左/右）弯曲。

3、⑴如图6.4-1 一个物体在另一个物体表面上_________滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。

滑动摩擦中阻碍物体_________的力，叫做滑动摩擦力。

方向：与物体_________的方向相反；

作用点：在接触面上，常画在重心上。

⑵如图6.4-2 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做_________。

⑶如图6.4-3 一个物体在另一个物体表面上相对静止且有相对运动趋势时产生的摩擦叫做静摩擦 。

总结摩擦力产生的条件：①物体要_________；②表面要_________；③物体间要有 _________。

练习：

1、卷笔刀削铅笔时，铅笔与转孔间的摩擦是_________摩擦；圆珠笔写字，钢珠与纸间的摩擦是_________摩擦；人用力推桌子，桌子未动，是因为桌子与地面之间有_________摩擦。

2、下列现象中哪些会产生摩擦力？（ ）

A、静止在水面桌面上的书 B、在草地上滚动的足球 C、手握住瓶子

D、用力推桌子，没推动 E、走路时 F、写字时笔尖与纸之间

3、画出下列摩擦力的示意图

二、探究滑动摩擦力

1、用弹簧测力计测量滑动摩擦力大小

使木块在弹簧测力计拉力的作用下，沿_________桌面_________运动，弹簧测力计拉力的大小就_________滑动摩擦力的大小。（摩擦力难以直接测量，物理学中常用_________法来处理问题。）

练习：用2N的水平拉力拉着重8N的小车，在水平地面上匀速前进，这小车受到的摩擦力为_________ N。

2、滑动摩擦力的大小与哪些因素有关?写出你的猜想。

3、设计实验进行探究滑动摩擦力大小

⑴实验器材：长木板、长方体木块、毛巾、砝码和弹簧测力计。 ①用_________测摩擦力的大小；②在木块上增加砝码来_________；③在木板上铺毛巾_________。

⑵实验方法：_________

⑶实验步骤：（如下图）

（a）用弹簧测力计水平拉木块使其在光滑木板上匀速滑动；

（b）在木板上平铺上一条毛巾，用弹簧测力计水平拉木块使其在毛巾上匀速滑动。

（c）在木块上放一个砝码，用弹簧测力计水平拉木块使其在毛巾上匀速滑动；

⑷实验结论：

①由ab可得：在_________相同时，接触面越_________，滑动摩擦力_________ 。

②由bc可得：在_________相同时，压力_________，滑动摩擦力_________。

练习：下图是探究滑动摩擦力大小的实验。实验器材：长木板、长方体木块、铁块和_________。

⑴上表是通过实验设计并记录的实验数据表格(一部分)：⑵通过表格数据可以发现，当压力与接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与木块运动的速度_________。

⑶如果要探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系，操作步骤应是：a.__________________ ；b._________________。

⑷比较甲、乙两图发现，弹簧测力计的示数_________。

⑸乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使_________相同，使_________不同；比较乙、丙两图发现，弹簧测力计的示数_________。

⑹实验结论：在接触面的粗糙程度相同时，压力_________，摩擦力_________；在压力相同时，接触面越_________，摩擦力_________。

三、增大摩擦与减小摩擦的方法

练习1：下列各种摩擦中，属于有害摩擦的是 _________ ，属于有益摩擦的是 _________ （填序号）。

(1)机器运转时，各部件之间的摩擦； (2)拔河比赛时，手与绳子之间的摩擦；

(3)自行车行进时，后轮胎与地面间的摩擦； (4)吃饭时，筷子与食物之间的摩擦。

练习2：尝试说出下列做法所利用的物理原理。

①自行车刹车时，要用力捏闸；（ ）

②在旧的锁空内加些油，锁就容易开了；（ ）

③雨天在泥泞的路上铺些稻草，可以防止行人滑倒。（ ）

练习3：钢丝钳钳口上有纹，这是利用_________的方法来_________摩擦。在其转动部分安装轴承是利用__________________的方法来减小摩擦。

【当堂诊学】

1．关于摩擦力，下列说法中正确的是（ ）。

A．两个物体相互接触时就一定有摩擦力 B．一般情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小

C．一个物体质量越大，它受到的摩擦力越大 D．一切摩擦力都是有害的

2．下列事例中，目的是为了增大摩擦的是（ ）。

A. 拉链不好拉时，可在拉链上抹一点蜡 B. 游泳运动员穿高科技泳衣“鲨鱼皮”参加比赛

C. 提起酒瓶时，用手紧握瓶颈 D. 磁悬浮列车行驶时，车身悬在空中。

3．下列现象中可以减小摩擦的是（ ）。

A．拔河时用力握住绳子

B．旅行箱的下面安装小轮子

C．钢笔帽拧得太紧不易打开，要把笔帽拧开，往往在手与钢笔之间垫一块毛巾

D．为了把桌面上的污渍擦干净，常常用较大的力压抹布

4．下列事例中，通过改变压力的大小来改变摩擦的是（ ）。

A.陷在泥泞中的汽车，车轮打滑时，常在车轮下铺一些碎石或稻草

B.往生锈的锁里滴一些油便于开锁

C.自行车紧急刹车时，要用力捏紧车闸使自行车尽快停下

D.高低杠运动员上杠前，在手上涂镁粉

5．无论是锯木头的锯子还是锯钢铁的锯子，它们的锯齿都是东倒西歪不在一个平面上，这是因为（ ）。

A．这样能使锯齿更锋利

B．这样使锯条更耐受撞击

C．锯条用的太久，锯齿被撞歪了

D．可以使锯口变宽，减小材料对锯条的摩擦力

6．汽车分等级通过变速器和后轮相连，当汽车由静止开始向前运动时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向是（ ）。

A．前轮受到的摩擦力向前，后轮的向后

B．前轮受到的摩擦力向后，后轮的向前

C．前、后轮受到的摩擦力都向后

D．前、后轮受到的摩擦力都向前

7．摩擦与我们的生活息息相关，假如没有摩擦，下列现象不可能发生的是（ ）。

A．老师仍能用粉笔在黑板上写字

B．人无法行走

C．火柴难以划燃

D．自行车刹车失灵

8．重5N的茶杯静止在水平桌面上，受到的摩擦力大小为_________N。

*9．如左下图某同学用F＝40N的水平力把G＝10N的木块压在竖直的墙面上，木块恰能匀速下滑．此时木块受到的摩擦力大小是_________N，方向为_________（选填“竖直向上”或“竖直向下）；若减小水平方向的压力，木块受到的摩擦力将_________（选填“变大”、变小”或“不变”）．

10．如下中图所示,同一水平桌面上放有体积相等的正方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想。写出实验的步骤及判断方法。

答：

11．某小组正在探究“滑动摩擦力的大小与接触面积、接触面湿度是否有关”。他们选择了一块各侧面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块作为研究对象。

⑴该实验所用到的测量工具是_________。

⑵右上表是实验记录的数据，通过分析表中序号为_________的实验记录，可得到的初步结论是：滑动摩擦力的大小与_________无关；表中序号为3、4、5的实验记录，则可说明滑动摩擦力的大小与_________有关。

⑶在此基础上，小明猜想：滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关。请你利用图中已有器材验证小明的猜想，写出你的做法。________________________________________

____________________

【知识树】

附答案

【独立自学】

一、生活中的摩擦

1、略

2、动一动：在木板上推动毛刷向左滑动，观察刷毛向　右　（左/右）弯曲；毛刷不动，向左抽动木板，观察刷毛　左　（左/右）弯曲。

3、⑴如图6.4-1 一个物体在另一个物体表面上 滑动 滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。

滑动摩擦中阻碍物体 相对运动 的力，叫做滑动摩擦力。

方向：与物体 相对运动 的方向相反；

作用点：在接触面上，常画在重心上。

⑵如图6.4-2 一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做　滚动摩擦　。

⑶如图6.4-3 一个物体在另一个物体表面上相对静止且有相对运动趋势时产生的摩擦叫做 静摩擦 。

总结摩擦力产生的条件：①物体要 接触 ；②表面要 粗糙 ；③物体间要有 相对运动或者相对运动的趋势 。

练习：

1、卷笔刀削铅笔时，铅笔与转孔间的摩擦是　滑动 摩擦；圆珠笔写字，钢珠与纸间的摩擦是 滑动 摩擦；人用力推桌子，桌子未动，是因为桌子与地面之间有 静 摩擦。

2、下列现象中哪些会产生摩擦力？（ BCDEF ）

3、画出下列摩擦力的示意图

二、探究滑动摩擦力

1、用弹簧测力计测量滑动摩擦力大小

使木块在弹簧测力计拉力的作用下，沿 水平 桌面 匀速 运动，弹簧测力计拉力的大小就 等于 滑动摩擦力的大小。（摩擦力难以直接测量，物理学中常用　等效　法来处理问题。）

练习：用2N的水平拉力拉着重8N的小车，在水平地面上匀速前进，这小车受到的摩擦力为 2 N。

2、滑动摩擦力的大小与哪些因素有关?写出你的猜想。

答案：(1)与物体运动的速度有关：(2)与物体间的接触面积大小有关：(3)与物体间的接触面的粗糙程度有关；(4)与压力大小有关。

3、设计实验进行探究滑动摩擦力大小

⑴实验器材：长木板、长方体木块、毛巾、砝码和弹簧测力计。 ①用 弹簧测力计 测摩擦力的大小；②在木块上增加砝码来 增大压力 ；③在木板上铺毛巾 改变接触面的粗糙程度 。

⑵实验方法：控制变量法

⑶实验步骤：（如下图）

⑷实验结论：

①由ab可得：在 压力 相同时，接触面越　粗糙　，滑动摩擦力　越大　 。

②由bc可得：在 接触面的粗糙程度 相同时，压力　越大　，滑动摩擦力　越大　。

练习：下图是探究滑动摩擦力大小的实验。实验器材：长木板、长方体木块、铁块和　弹簧测力计　。

⑴下表是通过实验设计并记录的实验数据表格(一部分)：

⑵通过表格数据可以发现，当压力与接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与木块运动的速度　无关　。

⑶如果要探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系，操作步骤应是：a.　把木块平放在长木板上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F1 　；b.　把木块侧放在长木板同一面上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F2　。

⑷比较甲、乙两图发现，弹簧测力计的示数　变大　。

⑸乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使　压力　相同，使　接触面粗糙程度　不同；比较乙、丙两图发现，弹簧测力计的示数　变大　。

⑹实验结论：在接触面的粗糙程度相同时，压力　越大　，摩擦力　越大　；在压力相同时，接触面越　粗糙　，摩擦力　越大　。

三、增大摩擦与减小摩擦的方法

练习1：下列各种摩擦中，属于有害摩擦的是 ⑴ ，属于有益摩擦的是 ⑵⑶⑷ （填序号）。

(1)机器运转时，各部件之间的摩擦； (2)拔河比赛时，手与绳子之间的摩擦；

(3)自行车行进时，后轮胎与地面间的摩擦； (4)吃饭时，筷子与食物之间的摩擦。

练习2：尝试说出下列做法所利用的物理原理。

①自行车刹车时，要用力捏闸；（ 增大压力来增大摩擦力 ）

②在旧的锁空内加些油，锁就容易开了；（ 使接触面变光滑来减小摩擦力 ）

③雨天在泥泞的路上铺些稻草，可以防止行人滑倒。（ 增大接触面粗糙程序来增大摩擦 ）

练习3：钢丝钳钳口上有纹，这是利用 增大接触面的粗糙程度 的方法来 增大 摩擦。在其转动部分安装轴承是利用 以滚动代滑动 的方法来减小摩擦。

【当堂诊学】

1．关于摩擦力，下列说法中正确的是（ B ）。

2．下列事例中，目的是为了增大摩擦的是（ C ）。

3．下列现象中可以减小摩擦的是（ B ）。

4．下列事例中，通过改变压力的大小来改变摩擦的是（ C ）。

5．无论是锯木头的锯子还是锯钢铁的锯子，它们的锯齿都是东倒西歪不在一个平面上，这是因为（ D ）。

6．汽车分等级通过变速器和后轮相连，当汽车由静止开始向前运动时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向是（ B ）。变速器和后轮相连，所以后轮主动向前转，相对于地面向后运动，受到向前摩擦力

7．摩擦与我们的生活息息相关，假如没有摩擦，下列现象不可能发生的是（ A ）。

8．重5N的茶杯静止在水平桌面上，受到的摩擦力大小为 0 N。

*9．如左下图某同学用F＝40N的水平力把G＝10N的木块压在竖直的墙面上，木块恰能匀速下滑．此时木块受到的摩擦力大小是 10 N，方向为 竖直向上 （选填“竖直向上”或“竖直向下）；若减小水平方向的压力，木块受到的摩擦力将 变小 （选填“变大”、变小”或“不变”）．

10．如下中图所示,同一水平桌面上放有体积相等的正方体木块和铁块各一个。现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想。写出实验的步骤及判断方法。

答：⑴将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下测力计示数F1；⑵将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，记下测力计示数F2.。⑶若F1＞F2，则说明木块下表面更粗糙；若F1＝F2，则说明木块和铁块下表面粗糙程度相同；若F1＜F2，则说明铁块下表面更粗糙。

11．某小组正在探究“滑动摩擦力的大小与接触面积、接触面湿度是否有关”。他们选择了一块各侧面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块作为研究对象。

⑴该实验所用到的测量工具是 弹簧测力计 。

⑵右上表是实验记录的数据，通过分析表中序号为 1、2、3 的实验记录，可得到的初步结论是：滑动摩擦力的大小与 接触面积的大小 无关；表中序号为3、4、5的实验记录，则可说明滑动摩擦力的大小与 接触面的干湿程度 有关。

⑶在此基础上，小明猜想：滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关。请你利用图中已有器材验证小明的猜想，写出你的做法。

控制面积和接触面的干湿程度相同，用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块；观察弹簧测力计的示数是否相同，从而得出结论。

一、设计实验探滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度和压力的关系

器材：弹簧测力计，滑块一个，棉布，毛巾
步骤：1.用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上作匀速直线运动，记下此时弹簧测力计的示数；
2.把装置放在棉布上，同样用弹簧测力计拉着滑块作匀速直线运动，记下此时弹簧测力计的示数；
3.再把装置放在毛巾上，用弹簧测力计拉着滑块作匀速直线运动，记下此时弹簧测力计的示数；
4.比较三次的示数，得出结论。
结论：物体所受的滑动摩擦力大小和接触面的粗糙程度有关；当压力不变时，接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力就越大，反之则越小。

二、研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关说课

（1）如图，木块在弹簧测力计水平拉力作用下进行匀速直线运动，弹簧测力计显示拉力大小，木块水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小．
（2）（a）、（b）实验在接触面粗糙程度一定时，压力不同，滑动摩擦力大小不同，探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系．
（a）、（c）实验压力大小一定，接触面粗糙程度不同，滑动摩擦力大小不同，探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系．
（3）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时，只控制了接触面粗糙程度不变，没有控制压力大小不变．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡条件；（2）压力大小；（a）、（c）；（3）没有控制压力大小不变．

三、滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验题

探究目的：滑动摩擦力大小和压力、接触面粗糙程度之间的关系
　　实验器材：斜面、小车、砝码、毛巾、木板、玻璃板
　　方法：控制变量法、转换法
　　步骤：让小车从斜面上同一高度下滑（到达斜面底端时速度相等）
　　1、控制小车及车上砝码总质量不变，小车分别滑上毛巾、木板、玻璃表面，比较 滑动的距离S1 S2 S3，得出滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系
　　2、只将木板放在水平面上，改变小车上砝码的质量，比较小车在长木板上滑动的距离S4 S5 S6 得出滑动摩擦力和压力的关系
　　结论：滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度、压力大小有关。接触面越粗糙，压力越大滑动摩擦力越大。