沪科版第六章+第五节科学探究：摩擦力 53页

第五节　科学探究：摩擦力 【体验1】摩擦力的存在及大小 活动：将手掌平放在不同的接触面上，体会不同的感受 活动1：将手掌平放在桌面上，不用力； 活动2：继续用力，使手相对于桌面向前滑动； 活动3：用另一只手压在手上相对于桌面滑动； 活动4：将手放在平整棉布上，使手相对于棉布滑动。 (1)活动　　　　可以感觉到接触面对手掌有阻碍作用 (2)比较活动2和3，活动　　　感受到的阻力大。 (3)比较活动2和4，活动　　　感受到的阻力大。 提示：(1)2、3、4　(2)3　(3)4 【体验2】摩擦力的改变 活动1：为了使自行车更快地停下来，用力捏车闸； 活动2：观察自行车的轮胎和鞋底，发现有凹凸不平的花纹。 (1)活动1中，通过改变　　　改变摩擦力。 (2)活动2中，鞋底、轮胎表面有什么特点，有什么作用? 提示：(1)压力　(2)接触面凹凸不平，比较粗糙，故可以增大 摩擦力。 1.什么是滑动摩擦力?如何测量滑动摩擦力的大小? 2.影响滑动摩擦力大小的因素有哪些? 3.如何增大和减小摩擦? 探究1 滑动摩擦力 结合“体验1”，思考以下问题 1.在“体验1”中，桌面对手掌的摩擦力的方向与手掌相对运 动的方向　　　(选填“相同”或“相反”)。 提示：摩擦力阻碍手掌向前运动，故桌面对手掌的摩擦力方向 与手掌相对运动的方向相反。 参考答案：相反 2.如何描述滑动摩擦力的方向? 提示：一定要注意语言的严密性，且注意物体的相对运动。 参考答案：滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。 3.结合体验及分析摩擦力产生的条件，简述产生摩擦力的条件 是什么? 提示：可从力产生的条件来分析，通过体验，可以分析当两个 物体不接触时，没有力的作用，接触但是不相互施加力时，也 没有产生摩擦力。 参考答案：(1)两物体要相互接触 (2)两接触面粗糙 (3)两物体间相互挤压 (4)两物体要发生或已发生相对运动 探究2 研究影响滑动摩擦力大小的因素 1.摩擦力的测量：如何测量滑动摩擦力的大小? 提示：因为摩擦力的大小无法显示，故可以通过转化法将其转 化为可以测量的物理量。 参考答案：用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平面上做匀 速直线运动，弹簧测力计的示数反映了摩擦力的大小。 2.实验方法：________________________________________。 参考答案：控制变量法 3.实验设计：如图所示 (1)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系 思路：需控制　　　不变，改变　　　　。如甲、乙两图，利 用不同接触面的木板，改变　　　　。 参考答案：压力　接触面粗糙程度　接触面粗糙程度 (2)探究滑动摩擦力与压力的关系 思路：需控制　　　不变，改变　　　。如丙、丁两图，在木 块上放重物，改变　　　　。 提示：利用控制变量法，控制一个量(探究量)改变，其他量不 变。 参考答案：接触面粗糙程度　压力　压力 4.实验数据及分析 分析实验数据，可得出的实验结论： (1)与接触面粗糙程度的关系：__________________________。 (2)与压力的关系：____________________________________。 序　号 压　力 接触面 弹簧测力计示数 甲 木块 光滑木板 小 乙 木块 粗糙木板 较大 丙 木块 桌面 小 丁 木块和重物 桌面 较大 提示：(1)分析甲、乙两图，压力相同，乙图接触面较粗糙， 滑动摩擦力较大，故可得出压力相同时，接触面越粗糙，滑动 摩擦力越大。 (2)分析丙、丁两图，丁图受到的压力较大，接触面相同，丁 图中滑动摩擦力较大，故可得出接触面粗糙程度相同时，压力 越大，滑动摩擦力越大。 参考答案：(1)压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 (2)接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 5.交流与评估 (1)为什么使木块在木板上做匀速直线运动? 提示：当木块处于静止状态或者做匀速直线运动时，摩擦力的 大小等于弹簧测力计的示数，示数稳定便于测量。 参考答案：便于测量摩擦力的大小。 (2)试猜想滑动摩擦力的大小与接触面积和速度有关吗?如何设 计实验验证猜想? 提示：因为滑动摩擦力与多个因素有关，故在探究时，需采用 控制变量法。 参考答案：①探究与接触面积的关系 思路：保证压力和接触面粗糙程度、物体运动速度不变，只改 变接触面积的大小。 操作：用同一个长方体木块，首先平放在水平面上，使其在水 平面上做匀速直线运动，然后将同一个长方体木块竖放在同一 个水平面上，以相同的速度做匀速直线运动，比较弹簧测力计 的示数。 ②探究与运动速度的关系 思路：保证压力和接触面粗糙程度、接触面积不变，只改变物 体运动速度。 操作：用同一个长方体木块，首先平放在水平面上，以一定的 速度使其在水平面上做匀速直线运动，增大速度，仍然使其做 匀速直线运动，比较弹簧测力计的示数。 探究3 摩擦力的增大和减小 1.结合“体验2”及影响滑动摩擦力的因素，简述增大和减小 摩擦的方法。 (1)增大的方法：_____________________________________。 (2)减小的方法：_____________________________________。 提示：“体验2”的活动1中，用力捏车闸，压力大，滑动摩擦 力较大，活动2中，接触面凹凸不平，接触面比较粗糙，滑动 摩擦力较大。且根据影响滑动摩擦力的因素，可得出增大和减 小摩擦的方法。 参考答案：(1)增大压力、增大接触面粗糙程度 (2)减小压力、减小接触面粗糙程度 2.在生活中，其他改变摩擦的事例，如 (1)机器上安装滚动轴承。 (2)门轴上的合页加润滑剂。 通过事例，简述一下改变摩擦力的其他方法是什么? 提示：(1)安装滚动轴承，将滑动摩擦变为滚动摩擦，滚动摩 擦小于滑动摩擦。 (2)门轴上的合页加润滑剂，使相互接触面分离，减小了摩擦 力。 参考答案：变滑动为滚动、使接触面分离 一、滑动摩擦力 1.定义：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的_____ _______________的力。 2.摩擦力产生的条件： (1)两物体要相互_____。 (2)两接触面_____。 (3)两物体间相互_____。 (4)两物体要发生或已发生_________。 阻碍 物体间相对运动 接触 粗糙 挤压 相对运动 3.滑动摩擦力的方向：与物体相对运动的方向_____。 4.影响摩擦力大小的因素： (1)滑动摩擦力的大小与接触面的_________有关。在其他条件 相同时，接触面越_____，滑动摩擦力越___。 (2)滑动摩擦力的大小与_____有关。在其他条件相同时，压力 _____，滑动摩擦力_____。 相反 粗糙程度 粗糙 大 压力 越大 越大 二、增大摩擦和减小摩擦的方法 1.增大摩擦的方法： (1)_____接触面的粗糙程度。 (2)_____接触面间的压力。 2.减小摩擦的方法： (1)_____接触面的粗糙程度。 (2)_____接触面间的压力。 (3)变_____摩擦为_____摩擦。 (4)使接触面_____。 增大 增大 减小 减小 滑动 滚动 分离 【拓展延伸】1.摩擦力的种类 (1)滑动摩擦力：两个互相接触的物体做相对运动时，在接触 面上产生的一种阻碍相对运动的力。 (2)滚动摩擦：一个物体在另一个物体表面滚动时产生的力， 如轮子或球状物体的滚动。 (3)静摩擦：当物体将要发生相对运动时，在接触面上产生的 一种阻碍相对运动趋势的力。 2.摩擦力的方向 (1)滑动摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反。 (2)静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。 考点1 探究影响滑动摩擦力大小的因素 【典例1】(2012·株洲中考)在“探究摩擦力的大小与哪些因 素有关”的实验中，用弹簧测力计匀速拉动物块的三次实验如 图所示。比较甲、乙两图可知，摩擦力的大小与　　　　有 关；比较　　　　两图可知，摩擦力的大小还与接触面的粗糙 程度有关。 【思路导引】解题关键点：利用控制变量法，两两图形对比找 变量和不变量。 【精讲精析】本题考查影响滑动摩擦力大小的因素。甲、乙两 图都是木板表面，物块的多少不同，压力不同，乙图压力大， 乙中弹簧测力计的示数大，所以比较甲、乙两图可知，摩擦力 的大小与压力有关；甲、丙两图，压力相同，接触面不同，所 以比较甲、丙两图可知，摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度 有关。 答案：压力　甲、丙 【方法归纳】间接测量法和控制变量法的应用 (1)弹簧测力计的示数反映滑动摩擦力的大小。 (2)比较图形或数据中压力或者接触面不同时，对应的摩擦力 的大小，得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。 考点2 摩擦力的增大和减小 【典例2】(2012·宁夏中考)下列措施中，为了减小摩擦力的 是(　　) A.浴室脚垫做得凹凸不平　　B.下坡时，捏紧刹车闸 C.汽车轮子上加防滑链 D.旱冰鞋装有滚轮 【思路导引】解题关键点是比较压力或者接触面粗糙程度。 【精讲精析】选D。本题考查减小摩擦力的方法。浴室脚垫做 得凹凸不平，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩 擦力，A错；下坡时，捏紧刹车闸，是在接触面的粗糙程度一 定时，通过增大压力，增大摩擦，B错；汽车轮子上加防滑 链，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦力， C错；旱冰鞋装有滚轮，是用滚动代替滑动减小摩擦力，D对。 【方法归纳】判断“增大”和“减小”摩擦力的方法 (1)增大摩擦的方法：可以从压力或接触面的粗糙程度的改变 情况来考虑。若压力增大或接触面变粗糙，则摩擦力会增大。 (2)减小摩擦的方法：可以从压力或接触面的粗糙程度的改变 情况及接触面是否脱离、是否用滚动代替滑动等方面来考虑。 1.下列现象中，属于滑动摩擦的是(　　) A.刹车时，自行车车轮与闸皮间的摩擦 B.在台球桌上运动的小球与桌面的摩擦 C.滑旱冰时，鞋与地面间的摩擦 D.骑自行车前进时，车轮与地面间的摩擦 【解析】选A。本题考查对滑动摩擦力的判断。刹车时，自行 车车轮与闸皮间发生相对滑动，并且也产生了阻碍物体运动的 力，故A选项正确；台球在台球桌上运动是滚动，而滚动时产 生的摩擦叫滚动摩擦，所以B选项错误；滑旱冰时，也是鞋上 的轮子在滚动，所以，这时产生的摩擦是滚动摩擦，故C选项 错误；自行车在行驶时，车轮与地面的摩擦是滚动摩擦，故D 选项错误。 2.在2012年伦敦奥运会单杠比赛时，运动 员在上单杠之前，总要在手上抹些镁粉； 而在单杠上做回环动作时，手握单杠又不 能太紧(如图)。这样做的目的是(　　) A.前者是增大摩擦，后者是减小摩擦 B.前者是减小摩擦，后者是增大摩擦 C.两者都是减小摩擦 D.两者都是增大摩擦 【解析】选A。本题考查摩擦力的有关知识。运动员比赛前在 手上抹一些镁粉，是通过增大接触面的粗糙程度的方法来增大 摩擦力，这样有利于运动员握紧器械，提高动作的质量。而做 回环动作时，手不能将杠握得太紧，这是通过减小压力的方法 来减小摩擦力。 3.(2012·泰州中考)在下列事例中，属于有害摩擦的是(　　) A.夹取食物时筷子与食物的摩擦 B.机器转动时转轴受到的摩擦 C.走路时鞋子与地面的摩擦 D.爬杆时手与杆的摩擦 【解析】选B。本题考查摩擦力的种类。筷子与菜之间如果没 有摩擦，则无法夹取食物，故是有益的；机器轴上的摩擦对轴 有磨损作用，故是有害的；如果脚与地面无摩擦，人将无法走 路，所以是有益的；爬杆时手与杆之间如果没有摩擦，则手抓 不到杆，无法爬杆，也是有益的。故选B。 4.(2012·聊城中考)如图所示，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 C.F甲