三、摩擦力全国优秀课堂实录

第3节

摩擦力

教学目标

知识与技能

1．能根据生活体验认识摩擦力。

2．能根据二力平衡的条件，用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。

3．通过研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，能表述滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系。

4．认识摩擦在生产和生活中的利用与防止，并能正确说出增大或减小摩擦的方法。

过程与方法

通过科学探究活动，使学生体验控制变量法在物理研究过程中的应用，培养学生乐于参与、勇于创新的意识和设计实验、分析概括的能力。

情感、态度与价值观

1．通过观察与实践使学生了解摩擦在实际中普遍存在，既有利也有弊。培养学生思考问题的辩证观点。

2．通过生活中实例的研究，激发学生用所学知识解决实际问题的热情。

重点

滑动摩擦力的大小与什么因素有关；会解决日常生活中的增大或减小摩擦力的问题。

难点

探究实验的过程和实验数据表格的设计，摩擦力产生的原因和滑动摩擦力的方向。

教学用具

弹簧测力计、带挂钩的长方体木块、表面较光滑的长木板、表面较粗糙的长木板、砝码、多媒体课件。

教学过程

一、创设情境，导入新知

演示：

(1)小车放在桌面上，问小车此时处于什么状态？

(2)当用手推小车时，小车怎样呢？

(3)为什么运动的小车会慢慢停下来？

教师演示，学生观察回答。

小车原来静止，后来推了一下小车运动，再后来慢慢停下来，原因是受到了阻力。引入——摩擦力。

二、自主合作，感受新知

回顾以前学的知识、阅读课文并结合生活实际，完成《探究在线·高效课堂》“预习导学”部分。

三、师生互动，理解新知

(一)摩擦力

1．联系生活实际举例

骑自行车停止踩脚踏板后不管路面多光滑，总会逐渐变慢，最后停下来。

物体的运动最终都要停下来，这是为什么？

引导学生回答，原因是受到了摩擦阻力。

2．感受摩擦力的作用

学生实验：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；脚在地上蹭一蹭，体会脚的感觉。

引导学生分析归纳：有一种阻碍手、脚移动的感觉，而这种感觉实际上是摩擦力对手、脚作用的体现。

如果手没有与桌面接触，或者手按在桌面上不想滑动，是否也会产生这样的感觉？

(不会。) 通过以上的实验和讨论，你感到摩擦力是一个什么样的力？怎样才会产生摩擦力？作用方向如何？

教师引导学生归纳：(1)两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做滑动摩擦力。

(2)摩擦力产生条件：a.两个物体接触且有压力；b.有相对运动或相对运动的趋势；c.接触面不光滑。

(3)摩擦力的方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反。

知识拓展：摩擦分为滑动摩擦、滚动摩擦和静摩擦三种类型。

思考：为什么两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力？

让学生看课文P23图8.3－1，在显微镜下看表面“光滑”的物体表面。使学生了解光滑是相对的，正是由于物体的表面不光滑，所以互相接触的物体当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。

3．测量滑动摩擦力

演示实验：把木块放到水平桌面上，弹簧测力计通过绳子拉着木块前进。

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？

通过思考讨论让学生明确：测滑动摩擦力的工具是弹簧测力计；弹簧测力计测量的是拉力，不能直接测量摩擦力；测量时应用了二力平衡的知识。

总结：只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数。

4．研究影响滑动摩擦力的因素

(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？

(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)设计实验与制订计划

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。

学生思考，回答：每次只改变可能影响滑动摩擦力大小因素中的一个，其他因素保持不变，测出滑动摩擦力大小并记录。

①探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、压力大小的关系。

②实验方法：控制变量法

a．探究滑动摩擦力与压力的关系。

思路：需控制接触面的粗糙程度不变，改变压力大小。

b．探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。

思路：需控制压力大小不变，改变接触面的粗糙程度。

(4)进行实验与收集数据

①用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下弹簧测力计的示数，即为此种情况下的滑动摩擦力。

②在木块上加砝码，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。

④将实验数据填入下表。

实验

序号

实验条件

压力情况

1 2 3

接触面情况

一个木块

一个木块和砝码

一个木块和砝码

弹簧测力计

示数F/N

较光滑长木板

较光滑长木板

较粗糙长木板

2.0 3.2 4.0 (5)分析与论证

由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计的示数不同，即滑动摩擦力大小不同。在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。

由实验2、3可知，压力大小相同，接触面粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，即滑动摩擦力大小不同。在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

探究归纳：滑动摩擦力的大小既跟接触面所受的压力有关，又跟接触面的粗糙程度有关。接触面受到的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。

知识拓展：

①探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系。

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。示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关；示数不同，说明滑动摩擦力的大

小与物体运动速度的大小有关。

探究归纳：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。

②探究滑动摩擦力的大小与物体接触面积的关系。

分别将木块平放、侧放在长木板上，用弹簧测力计匀速拉动木块，观察弹簧测力计示数是否相同。示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关；示数不同，说明滑动摩擦力的大小与物体的接触面积有关。

探究归纳：滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关。

典例解读

【例1】关于摩擦力，下列说法正确的是( ) A．相互压紧的粗糙物体间一定存在摩擦力

B．运动的物体一定受到滑动摩擦力

C．静止的物体一定受到静摩擦力

D．相互紧压的粗糙物体之间有相对滑动时，才受滑动摩擦力

【解析】例如木箱放在水平的地面上，虽然木箱底面和地面间有相互挤压，它们相互接触且接触面粗糙，但它们之间由于没有相对运动或相对运动趋势，所以木箱不受摩擦力。A、C选项是错误的。当木箱放在水平运行的传送带上，并随传送带做匀速直线运动时，因为木箱与传送带保持相对静止，且没有相对运动趋势，所以木箱不受滑动摩擦力，故选项B也不对，选项D是正确的。

【答案】D 【例2】用弹簧测力计沿水平方向，拉动水平桌面上的木块。肯定能增大木块受到的滑动摩擦力的操作是( ) A．增大拉木块的力 B．改变木块运动的方向

C．往木块上加砝码

D．增大木块运动的速度

【解析】木块所受滑动摩擦力大小与所受拉力无关，故A错误；木块所受滑动摩擦力与木块的运动方向无关，故B错误；在木块上加砝码，木块对桌面的压力增大，则滑动摩擦力增大，故C正确；木块所受的滑动摩擦力与木块的速度无关，故D错误。

【答案】C 【例3】如图所示，用F＝6 N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，此时弹簧测力计的示数为4 N，则物块B所受摩擦力的大小及方向为( )

A．6 N，水平向右

B．6 N，水平向左

C．4 N，水平向左

D．4 N，水平向右

【解析】以B为研究对象，B在水平方向受弹簧测力计对其向左的拉力和物体A对其向右的摩擦力作用。因为B静止，所以这两个力平衡大小相等，所以所受摩擦力为4 N，方向向右，故选D。

【答案】D (二)摩擦的利用与防止

在日常生活中，哪些地方还存在摩擦？这些摩擦是有益的？还是有害的？请大家分组讨论、交流。

足球场上，摩擦力可以帮助守门员抓稳足球，这个摩擦是有益的；人走路时，鞋底与地面间存在摩擦，这个摩擦是有益的；木块在桌面上滑动时，桌面对木块有摩擦力，这个摩擦

力是有害的；机器转动时，零件间存在摩擦，这个摩擦也是有害的……

教师引导学生阅读课本P25“想想议议”，归纳总结，并举例说明。

1．如何增大有益的摩擦？举例说明。

(1)增大有益摩擦的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；③变滚动为滑动。

(2)举例：自行车刹车时，是通过增大压力来增大摩擦力；皮带传动也是通过增大压力来增大摩擦力的；演奏二胡时，弓弦与琴弦的摩擦使琴弦振动发声，用增大压力的办法来增大弓弦与琴弦间的摩擦力；冬天，在结冰的马路上撒一些细沙以方便路人的行走，是增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；鞋底、汽车的轮胎做得凹凸不平时，都是通过增加接触面的粗糙程度，增大摩擦力的。

2．如何减小有害摩擦呢？举例说明。

(1)减小有害摩擦的方法：①减小压力；②减小接触面的粗糙程度；③变滑动为滚动；④使两个互相接触的摩擦面彼此离开。

(2)举例：各种车轴的轮子做成圆的，就是用滚动代替滑动，减小摩擦；在机器零件间涂上润滑油，使摩擦面不接触，减小摩擦；气垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫，可以减小摩擦；磁悬浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一层薄空气，使摩擦力大大减小。

学生自主阅读P26“科学世界”：减小摩擦的方法。

思考讨论：假如生活中没有摩擦，你的生活会出现什么问题？发生什么变化？

假如生活中没有摩擦，我就寸步难行；假如生活中没有摩擦，我就无法用手拿任何东西；假如生活中没有摩擦，运动的汽车将永远停不下来……

四、尝试练习，掌握新知

《探究在线·高效课堂》“随堂测评”部分。

五、课堂小结，梳理新知

本节课我们通过实验，探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度，接触面之间的压力大小的关系；经历探究过程，体验如何就探究的问题进行猜想与假设；知道增大和减小摩擦力的方法，并能在日常生活中应用这些知识。

六、深化练习，巩固新知

P26“动手动脑学物理”第1、2、3、4、5题。