八年级物理第2卷8.3摩擦教案2(新教育版)

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.