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1、研究摩擦力教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向.
2、會(huì)運(yùn)用公式F=μFN進(jìn)行計(jì)算,知道動(dòng)摩擦因數(shù)與什么有關(guān)
3、知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷靜摩擦力的方向,掌握求靜摩擦力大小的方法.
4、知道最大靜摩擦力的概念.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
1、 重點(diǎn):滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力大小及方向的確定.
2、 難點(diǎn):靜摩擦力大小及方向的確定.
三、教學(xué)方法:,觀察演示,總結(jié)
四、教具: 木刷,木塊,測(cè)力計(jì)
五、課時(shí):1節(jié)
六、教學(xué)過(guò)程
(一)質(zhì)量為m的木刷放在水平桌面上,木刷受幾個(gè)力?大小、方向如何?各是什么性質(zhì)的力?畫(huà)出木刷受力示意圖?
解答:
2、木刷受重力和彈力作用,重力方向豎直向下,大小等于mg;還受支持力(彈力)作用,依二力平衡原理可知彈力FN=mg.受力圖如圖所示.
導(dǎo)出新課:如果用水平向右的外力F1拉木刷,使其滑動(dòng),觀察木刷底下鬃毛的形狀,這是為什么?再次分析物體受幾個(gè)力作用.
(二)滑動(dòng)摩擦力
(1)產(chǎn)生:觀察上面的現(xiàn)象可知:毛刷與桌面接觸,并且相對(duì)于桌面滑動(dòng),而桌面由于粗糙,在接觸面處產(chǎn)生了一個(gè)作用于毛刷上的阻礙其相對(duì)于桌面運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擦力.
兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí),要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.
(2)方向:毛刷的鬃毛向著相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)
3、的反方向傾斜,說(shuō)明毛刷受到的摩擦力跟毛刷相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的方向相反.如圖中F2所示.
滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切,并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,這里的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是指相對(duì)于與之接觸的物體的運(yùn)動(dòng).
如圖所示:
(3)大小:
實(shí)驗(yàn):將木塊放在長(zhǎng)方形木板上,用測(cè)力計(jì)水平勻速拉動(dòng)木塊,再分別在木塊上放置不同的砝碼,仍分別勻速拉動(dòng)木塊,記下每次測(cè)力計(jì)讀數(shù)及木塊與砝碼的總質(zhì)量,填入表中
1
2
3
4
5
重力G
壓力FN
摩擦力F
F/FN
結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比,也就是跟一個(gè)物體對(duì)
4、另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比.
公式F=μFN,其中μ是比例常數(shù),叫做動(dòng)摩擦因數(shù).
必須指出,滑動(dòng)摩擦力是與壓力成正比,而不是與物體的重力成正比,在上面的實(shí)驗(yàn)中壓力與重力大小相等只是特例,在很多情況下,壓力并不等于重力,例如斜面上的物體,同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積以及相對(duì)速度大?。ā?)無(wú)關(guān).
將上述實(shí)驗(yàn)中的木板換成硬紙板,重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)比例系數(shù)μ與前次不等,說(shuō)明μ值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān),材料不同,兩物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同.
學(xué)生閱讀教材《幾種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)》表.
例題:教材第9頁(yè)(例題)
(三)靜摩擦力
演示實(shí)驗(yàn):用不大的力通過(guò)測(cè)力計(jì)水平拉靜止在桌面上
5、的木塊,木塊雖有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但仍靜止,讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù),分析木塊水平方向上受幾個(gè)力?
由二力平衡可知,木塊除受到拉力以外,還受到了與拉力等大反向的作用力,這個(gè)力是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力,所謂“靜”,是指木塊相對(duì)于桌面靜止.
繼續(xù)增大拉力,木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),說(shuō)明靜摩擦力隨外力的增大而增大.
1.產(chǎn)生:靜摩擦力產(chǎn)生于相互接觸的物體且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而保持相對(duì)靜止的接觸面之間.
2.方向:靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.
,
木塊相對(duì)于桌面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),木塊受到的靜摩擦力方向向左,即與物體相對(duì)于桌面向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.
3.大小:靜摩擦力總等
6、于沿接觸面方向物體受到的外力,而與壓力無(wú)關(guān).
在上面的實(shí)驗(yàn)中,增大拉力,發(fā)現(xiàn)木塊靜止到一定的時(shí)候就由“靜”變?yōu)椤皠?dòng)”了.說(shuō)明靜摩擦力有一個(gè)限度,靜摩擦力的最大值Fmax叫做最大靜摩擦力,最大靜摩擦力等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)的外力,因此,靜摩擦力F的值為
0<F≤Fmax
例題:粗糙水平地面上有一質(zhì)量為m的木箱,它與地面間的最大靜摩擦力Fmax大于滑動(dòng)摩擦力,接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給木箱施一水平推力,推力大小由零逐漸增大,使木箱由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài),畫(huà)出地面對(duì)木箱的摩擦力F′隨推力F變化的圖象.
當(dāng)外力在小于F0以前,木箱受靜摩擦力作用,靜摩擦力的大小與外力F相等,故圖線為過(guò)原點(diǎn)
7、的45°傾斜直線;當(dāng)外力等于F0時(shí),物體受最大靜摩擦力Fmax=F0,以后物體開(kāi)始滑動(dòng),且受滑動(dòng)摩擦力F′=μFN=μmg不變,故圖線為水平直線.
閱讀課文最后自然段:靜摩擦力常見(jiàn)的例子.
(四)課堂小結(jié):
產(chǎn)生條件:接觸、擠壓、相對(duì)滑動(dòng)
大?。篎=μFN
滑動(dòng)摩擦力 方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反
作用點(diǎn):接觸面上
摩擦力
產(chǎn)生條件:接觸、擠壓、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
靜摩擦力 大小:0<F≤Fmax
方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
作用點(diǎn):接觸面上
(五)課外作業(yè)
思考題:
1.請(qǐng)舉一二個(gè)生活中的例子,來(lái)說(shuō)明靜摩擦力為動(dòng)力。
2.人在爬繩的過(guò)程中,手受到什么摩擦力?方向怎樣?摩擦力的方向跟人體運(yùn)動(dòng)的方向是一致還是相反?