高中物理教科版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用3 摩擦力教案设计

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用3 摩擦力教案设计，共9页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
1．知识与技能
①认识静摩擦力的规律，了解静摩擦力的变化范围及其最大值。
②知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，会简单地计算静摩擦力。
③认识滑动摩擦力的规律，知道滑动摩擦力的产生条件，会判断其方向。
④能计算滑动摩擦力大小，知道动摩擦因数只与接触面地性质有关。
2．过程与方法
①培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。
②让学生学会在实验中控制变量和实验条件。
3．情感态度与价值观
①利用实验和生活实例激发学生学习兴趣。
②培养学生实践认识（规律）实践（解决实际问题）的思想。
【教学重难点】
教学重点：
滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用解决具体问题。
②静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断。
教学难点：
①正压力的确定。
②静摩擦力方向的正确判定。
【教学过程】
一、导入新课
出示图片：汽车紧急刹车
汽车正在行驶，司机突然发现前面有人跑过，于是立即踩下刹车，汽车速度立刻减小，你知道是什么力使汽车速度减小直至停止吗？
出示图片：汽车的轮胎和鞋子的底部花纹
汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹，这些花纹有什么作用？
这些现象都与我们今天学的摩擦力有关。
二、讲授新课
（一）摩擦力
1．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时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。
2．摩擦力的分类
摩擦力可分为：滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦
出示图片日常生活中滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。
（二）滑动摩擦力
1．两个物体相互接触并挤压，当它们沿接触面相对滑动时，每个物体的接触面上都会收到对方施加的阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2．滑动摩擦力的产生条件
①两物体相互接触，且接触面不光滑；
②两物体接触处有压力；
③两物体接触面有相对运动。
3．滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。
注意：
①只要发生相对运动，无论静止还是运动的物体都可以受到滑动摩擦力；
②滑动摩擦力既可以动力也可以是阻力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
4．滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小和接触面的粗糙程度、材质等有关。
通过进一步的定量实验结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比即
表示滑动摩擦力的大小；N表示压力的大小；
是比例常数，没有单位，叫动摩擦因数，的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。
如图木块所受的支持力为N。由于木块对木板的压力大小等于N所以动摩擦因数也可以表示为：
几种材料间的动摩擦因数
例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为。在水平的冰道上，狗要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？g取。
分析：将雪橇抽象为一个物体，雪橇在重力、支持力N、马的拉力F和滑动摩擦力f四个力的作用下，沿水平面匀速前进。根据二力平衡条件，拉力F与滑动摩擦力f的大小相等，而f与N有关，N的大小又等于mg，故可以求得拉力F。
解：雪橇所受重力，查表得。雪橇匀速运动，拉力F与滑动摩擦力f大小相等，即
由于
故
狗要在水平方向用的力，才能够拉着雪橇匀速前进。
（三）静摩擦力
思考讨论：人用平行于地面的力推沙发，但它没有被推动，沙发与地面间存在摩擦力吗？
出示图片：小孩推沙发
因为沙发相对地面有运动的趋势，所以沙发与地面间存在摩擦力。
根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。只要沙发与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。
1．静摩擦力
由于两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而产生的摩擦力叫作静摩擦力。
2．静摩擦力的产生条件
（1）两物体接触且有挤压（即有弹力）。
（2）两物体接触面处有压力；
（3）两物体接触面有相对运动趋势。
针对练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是（ ）
答案：BCD
3．静摩擦力的方向
静摩擦力的方向总是沿着接触面，跟物体相对运动的趋势方向相反。
注意：
①运动的物体可以受到静摩擦力，只要相对静止有相对运动趋势。
②静摩擦力既可以是动力也可以是阻力但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
演示静摩擦力的大小随拉力的变化
1．实验器材
木块、长木板、弹簧测力计
2．实验步骤
①把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。
②逐渐增大拉力F，在增大到一定值之前，木块不会运动，观察弹簧测力计的示数，此种情况下静摩擦力等于拉力。
③继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计的示数有什么变化？
当拉力达到某一数值时木块开始移动的瞬间，此时拉力会突然变小。
④用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的图像。
3．出示静摩擦力大小视频
实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。
4．静摩擦力的最大值
在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。
两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力之间，即
说明：最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些。
在有些情况下认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
滚动摩擦
一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫"滚动摩擦"。它的实质是静摩擦力。
在压力相同的情况下，把滑动变为滚动将会使摩擦大为减小
科学漫步：流体的阻力
气体和液体都具有流动性，统称为流体。物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反。
阅读课文说一说流体的阻力与什么有关？
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大。
流体的阻力还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大。
出示图片：水下流线型船体
流体的阻力还跟物体的形状有关系。头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫作流线型。
课堂练习
1．静止在水平地面上的质量为的物体，与水平面间的动摩擦因数为0.2，当作用在该物体上的水平拉力为时，它所受到的是_______(填“静”或“动”)摩擦力，其大小为_______N。当该力增大到时，物体刚要开始滑动，则物体与地面的最大静摩擦力为_______N。当该力增大到时，物体受到的摩擦力是_______(填“静”或“动”)摩擦力，其大小为_______N。（g取）
答案：静、30、110、动、100
2．下列说法中不正确的是（ ）
A．相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力
B．两物体间有摩擦力，则其间必有弹力
C．两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力
D．两物体间无弹力，则其间必无摩擦力
答案：A
3．如图所示，水平地面上有一货箱，货箱所受的重力，某人用的水平力拉货箱，没有拉动。则货箱受到的静摩擦力大小是（ ）
A．
B．
C．
D．
答案：A
4．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，己知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（ ）
A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定
C．木板受到地面的摩擦力的大小一定等于F
D．当时，木板仍静止
答案：AD
拓展提高
1．如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是（ ）
A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于，方向竖直向上
B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大
C．若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力大小等于
D．若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力大小等于0
答案：AD
2．如图，用手紧握住一个油瓶，并使瓶始终处于竖直方向，下列说法正确的是（ ）
A．瓶中油越多，手必须握得越紧
B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C．不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力大小总是一定的
D．油瓶所受摩擦力为静摩擦力
答案：ACD
三、课堂小结
1．摩擦力方向：与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。
2．摩擦力产生的条件：两物体要相互接触且存在压力；物体接触面粗糙；物体间发生相对运动或物体间有相对运动的趋势。
3．滑动摩擦力的大小：
4．静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。
四、板书
（一）摩擦力
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时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。
（二）滑动摩擦力
1．滑动摩擦力的产生条件
2．滑动摩擦力的大小
f＝μN
（三）静摩擦力
1．静摩擦力的产生条件
2．静摩擦力的大小
静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。材料
动摩擦因数
材料
动摩擦因数
钢—钢
0.25
钢—冰
0.02
木—木
0.30
木—冰
0.03
木—金属
0.20
橡胶轮胎—路面（干）
0.71
皮革—铸铁
0.28
木—皮带
0.40