初中物理粤沪版八年级下册4 探究滑动摩擦力多媒体教学课件ppt
展开滑动摩擦力探究影响滑动摩擦力的大小的因素滚动摩擦摩擦在生活中的应用
从身边的问题出发推出的木块在桌面上滑动为什么慢慢停下来?
释疑解难“相对”的含义“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言,即指物体之间的相对静止或相对运动,都是以施力物体为参照物的,而不一定是物体相对地的运动,相对地面静止的物体可能受滑动摩擦力。
不一定是物体的运动方向
总结归纳:(1)滑动摩擦:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦。(2)滑动摩擦力(f):滑动摩擦中阻碍物体相对运动的力。(3)滑动摩擦力的方向:跟相对运动方向相反。(4)滑动摩擦力的作用点:在接触面上。
3. 生活中的滑动摩擦
直观感受用手压在桌面上拖动,感受一下拖动时桌面作用在手上的阻力(摩擦力)。手对桌面压得越紧(接触面之间的压力越大),手拖动就越困难(受到的摩擦力越大)。然后在桌面上铺上毛巾(毛巾要固定在桌面上),手再压在毛巾上拖动,就比手在平滑的桌面上拖动更难些(说明手所受的摩擦力更大)。
如图2所示,当匀速向左水平拉动木板M,待木块N稳定时,弹簧测力计的示数为F,此时木块N所受摩擦力的方向是向______(填“左”或“右”);当由慢到快向左水平拉动木板M时,弹簧测力计示数______ (填“等于”“大于”或“小于”)F。
思路导引:对木块N在水平方向受力分析,如图3 所示。摩擦力方向向左,无论M如何拉动,木块N受到的摩擦力都为滑动摩擦力,滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,压力和接触面粗糙程度不变,则摩擦力大小不变,所以弹簧测力计示数不变。
滑动摩擦力的方向木板M相对于木块N向左运动,那么木块N相对于木板M向右运动,滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反,故木块N所受摩擦力方向向左。
摩擦力的受力示意图摩擦力的作用点可以画在受力物体的重心上,也可画在接触面上。
1. [中考• 眉山] 如图4 所示,图甲是某运动员在2022 年北京冬奥会上沿赛道向上滑行的某一情景。请你在此情景的示意图乙中以O点为力的作用点,画出她受到的重力G人和此时赛道对她产生的摩擦力f 的示意图。
探究影响滑动摩擦力的大小的因素
1. 测量滑动摩擦力大小(1)常规方法测量滑动摩擦力
(2)实验设计:更准确地测量滑动摩擦力
拉动长木板时不需要保持匀速直线运动。
2. 探究影响滑动摩擦力的大小的因素实验目的: 探究影响滑动摩擦力的大小的因素。实验器材:弹簧测力计、带挂钩的木块、砝码、毛巾。设计实验
总结归纳: 滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力的大小有关。接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力越大。
思想方法利用转换法测滑动摩擦力滑动摩擦力的大小无法直接测出,当用弹簧测力计水平拉着木块匀速滑动时,弹簧测力计示数的大小就反映了滑动摩擦力的大小,在这里将滑动摩擦力的大小转换为拉力的大小。
思想方法利用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素滑动摩擦力是产生在发生相对运动的两个接触面上,可能与接触面的粗糙程度,接触面之间的压力大小,接触面积大小有关。在探究某一个因素的变化怎样影响滑动摩擦力时,必须保持其他因素不变,否则,你就无法知道滑动摩擦力的大小变化是由哪个因素的变化引起的,这就是在探究多因素问题时必须注意的控制变量法。
拓展延伸实验表明:滑动摩擦力的大小跟压力成正比,则有F=μFN 。μ由接触面的粗糙程度决定,FN表示压力。注:μ是比例常数(它是两个力的比值,没有单位),叫动摩擦因数,反映接触面本身特性,它的数值跟接触面材料及接触面情况(粗糙程度) 有关,它与接触面积的大小无关。
[中考·金昌]小宇要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:A. 接触面所受的压力大小 B. 接触面的粗糙程度C. 物体运动的速度接下来小宇通过如图5所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做__________运动。
思路导引:进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(2)要验证猜想B,需按照_______(填“甲”“乙”或“丙”)两个图进行对比实验。
思路导引:要验证猜想B,即滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,需按照甲、丙两个图进行对比实验。
(3)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是_______________________________________________。
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
思路导引:比较甲、乙图的实验知,接触面的粗糙程度相同,乙图中压力大,弹簧测力计的示数大,故乙图物体受到的滑动摩擦力也大。实验结论是接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)在本次实验中运用的探究方法是转换法和___________。
思路导引:由(2)(3)知,本实验采用了控制变量法,所以在本次实验中运用的探究方法是转换法和控制变量法;
(5)小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后长木板______(填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。
思路导引:如图丁所示,物体相对地面处于静止状态,受到的弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等。改进后长木板不一定要做匀速直线运动。
如图6所示,一长方体木块,置于同一粗糙水平面上,甲图木块竖放,乙图木块平放,丙图木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动长方体木块所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙。则下列关系正确的是( )A. F甲< F乙< F丙 B. F甲> F乙> F丙C. F甲< F乙=F丙 D. F甲=F乙< F丙
思路导引:木块无论是平放还是竖放,因为其重力不变,所以其对接触面的压力大小相同。
滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小只和接触面的粗糙程度和压力大小有关,和接触面积、物体的速度无关。
总结归纳:(1)滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时受到的摩擦。(2)相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小。
1. 增大有益摩擦的方法
2. 减小有害摩擦的方法
深度思考事物的两面性:任何事物都有其两面性,既有其有利的一面,也有其有害的一面。我们在选择利用时要学会比较分析,发扬其优点避开其缺点;或者学习其长处避开其短处。例如:摩擦既有有益的摩擦也有有害的摩擦,对于有益的摩擦我们要想办法去增大;对于有害的摩擦我们要想办法去减小。
[中考·北京] 如图7 所示的四个实例中,为了减小摩擦的是( )A. 汽车轮胎上刻有花纹 B. 瓶盖上刻有竖条纹C. 脚蹬面做得凹凸不平 D. 储物箱下装有滚轮
思路导引:汽车轮胎上刻有花纹、瓶盖上刻有竖条纹、脚蹬面做得凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,A、B、C 不符合题意;储物箱下装有滚轮,是用滚动代替滑动减小摩擦力,D 符合题意。
1. 概念(1)滑动摩擦:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦。(2)滑动摩擦力:滑动摩擦中阻碍物体相对运动的力。(3)滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦。
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