2024_2025学年新教材高中物理第3章相互作用第3节摩擦力学案粤教版必修第一册.docVIP

PAGE

12-

第三节摩擦力

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念

知道滑动摩擦力、动摩擦因数及静摩擦力的概念，能够说明相关摩擦力的问题．

科学思维

理解公式f＝μFN，及静摩擦力的范围，能进行相关计算和推理推断，驾驭分析方法解决实际问题．

科学探究

通过对两个试验的探究，学会与他人合作与探究，提高试验实力．

科学看法与责任

驾驭限制变量法，实事求是，在试验中能正确处理试验误差，培育科学探究精神．

学问点一滑动摩擦力

1．定义：在滑动摩擦中，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力，叫作滑动摩擦力．

2．方向：总是与物体相对运动的方向相反，与它们的接触面相切．

3．大小：f跟压力FN成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝μFN．其中μ叫动摩擦因数，它与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关．

“物体相对运动方向”不等同于“物体运动方向”．

1：(1)有压力肯定有滑动摩擦力． (×)

(2)有滑动摩擦力肯定有压力． (√)

(3)滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直． (√)

(4)只有运动的物体才受滑动摩擦力． (×)

(5)将一木块放在粗糙的斜面上处于静止状态，这一木块所受的力是重力、弹力和摩擦力．

学问点二静摩擦力

1．定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力．

2．大小：静摩擦力的大小是可变(选填“不变”或“可变”)的，但有一个最大值，这个最大值叫作最大静摩擦力．

3．方向：总是与物体相对运动趋势的方向相反，与它们的接触面相切．

受静摩擦力作用的物体也可以是运动的，但不是“相对运动”．

2：(1)两个相互接触的物体都运动时，不会产生静摩擦力． (×)

(2)静摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关． (×)

(3)最大静摩擦力的大小跟物体间正压力的大小有关． (√)

(4)最大静摩擦力的大小跟接触面的材料有关． (√)

考点1滑动摩擦力

很多学校里都有猫，同学们也比较喜爱逗着小猫玩．右图是一种常见现象．

请探究：

(1)猫从树上匀速滑下受什么方向的摩擦力？

(2)猫匀速滑下时摩擦力大小是多少？

提示：(1)因是匀速滑动，受向上的滑动摩擦力．

(2)滑动摩擦力大小与猫所受重力大小相等．

[归纳例证]

1．“相对运动”的意义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，“相对运动”可能是因为两个物体一个静止，另一个在运动；可能是因为两个物体一个运动得快，另一个运动得慢；还可能是因为两个物体运动方向相反．所以发生相对运动的物体不肯定都处于运动状态，可能是因为另一个物体在运动造成的．

2．滑动摩擦力产生的条件

(1)两物体相互接触且挤压．

(2)物体间的接触面不光滑．

(3)两物体间存在相对运动．

3．试验探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的定量关系：

(1)试验原理

①限制变量

(ⅰ)保持木块与平板小车间的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，以变更压力，探究f与FN的关系．

(ⅱ)保持压力不变，变更接触面的粗糙程度，探究f与μ的关系．

②两个力的测量方法

(ⅰ)压力的测量

用弹簧测力计测量出木块的重力大小，即为木块对平板小车的压力．(或木块重力加上砝码重力之和)．

(ⅱ)滑动摩擦力的测量

当小车向左缓慢匀速运动，此时弹簧测力计的读数就是木块受到的滑动摩擦力的大小．

(2)试验器材

带滑轮的长木板、电动机、平板小车、毛巾、木块、砝码、细线、弹簧测力计等．

(3)试验与探究

①试验装置如图所示，用电动机带动平板小车向左缓慢匀速运动，留意视察弹簧测力计，当示数稳定时，读出示数，即为木块所受滑动摩擦力大小．记录表格中．

②保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，重复上述步骤4次，把读数记录到表格中．

③保持压力不变，把毛巾平铺在平板小车上表面，重复上面的步骤5次，将弹簧测力计读数记录在表格中．

试验数据记录表

试验次数n

1

2

3

4

5

压力FN/N

接触面1：弹簧

测力计的示数f/N

接触面2：弹簧

测力计的示数f/N

④依据表格中的两组试验数据，用纵坐标表示滑动摩擦力f，用横坐标表示压力FN，作出f-FN图像，从而得出f与FN的关系．

⑤试验结论：同一接触面图线为一条倾斜的直线，直线斜率为eq\f(f,FN)为肯定值，说明f与FN的大小成正比．对不同接触面eq\f(f,FN)不同，eq\f(f,FN)越大，表示接触面越粗糙，把eq\f(f,FN)的值定义为动摩擦因数．

(4)试验数据的处理方法：以f为纵坐标，FN为横坐标，作出图线，图线是过原点的一条倾斜直线，就能说明f与FN成正比．且有动摩擦因数：μ1μ2．

(5)试验留意事项

①桌面要水平，平板小车上表面要平整．

②要