高中物理《A 摩擦力》微课精讲+知识点+教案课件+习题

班班通教学系统 2023-02-12

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知识点：

1.概念

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，叫做摩擦力．

2.分类

摩擦力可以分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力.当两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力叫做静摩擦力．两个物体之间有相对运动时，这时的摩擦力叫做滑动摩擦力．滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的作用力．

3.产生条件

(1)接触面不光滑；

(2)相互接触的物体间有挤压，即存在弹力；

(3)两物体间有相对运动趋势或相对运动．

三个条件同时满足时，才能产生摩擦力．

视频教学：

练习：

例1、如图1，A、B两物体所接触的平面的动摩擦因数为μ，B在水平面上，A与竖直面接触，A、B通过定滑轮连接在一起，A匀速下落，试分析A与竖直面有无滑动摩擦力。

解析：A与竖直面接触、相对运动且接触面粗糙，但无挤压，A不受滑动摩擦力。

例2、如图2，木板B以的对地速度向右滑动，物体A此时以的对地速度向右滑动，A与B接触，且接触面粗糙，问A和B之间有无滑动摩擦力。

解析：满足两个物体相互直接接触、互相挤压、接触面粗糙，但，所以A与B无相对运动，即A与B间无滑动摩擦力。

二、物体对接触面的压力

压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力。其大小不一定等于物体的重力，以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力，可能小于重力，还可能等于重力，也可能与重力无关。但是不论支持面是什么样的，也不论物体受力情况如何复杂，物体对支持面的正压力和支持面对物体的支持力，总是一对作用力和反作用力，所以许多情况下都是通过求物体所受支持力来求得正压力的。

注意：通过如图3所示的物体静止情况下的压力大小，就说明压力与重力无关。

三、滑动摩擦力的方向判断

滑动摩擦力与相对运动方向相反，所谓“相对运动”是指相对接触的物体，而不是相对于别的物体（比如水平地面）。

例1、如图4所示，质量为2㎏的物体，在的水平面上向右运动，在运动过程中还受到一个水平向左的大小为5N的拉力F的作用，分析物体受到的滑动摩擦力方向。

解析：错误的思路是物体所受外力方向既为此题物体的相对运动方向，相对运动方向向左，滑动摩擦力向右。

正确的思路是物体的相对运动方向与外力F无关，此题中相对运动方向为物体对地的速度方向。所以，滑动摩擦力向左，与力F同向。

例2、如图5，A、B两物体所接触的平面的动摩擦因数为μ，物体A处于水平放置的长木板B上，现让A、B都向右运动，且，分析物块A是否受到摩擦力？方向如何？

解析：由于，故A相对于B水平向左运动，因而A所受B的滑动摩擦力方向水平向右。A受滑动摩擦力，方向水平向右。

四、动摩擦因数μ

动摩擦因数，是由相互接触的两个物体的材料及粗糙程度决定的。与接触面积无关，通常情况下不做特殊说明时动摩擦因数μ＜1。

例1、动摩擦因数的大小（　　）

A、跟滑动摩擦力的大小成正比

B、跟正压力的大小成正比

C、跟相对运动的速度大小有关

D、跟相互接触的两物体的材料和接触面粗糙情况有关

解析：动摩擦因数与压力无关、与接触面积大小无关、与滑动摩擦力的大小无关、与相对运动的速度大小无关，所以答案为（D）

例2、一木块沿倾角为θ的固定斜面匀速下滑；那么此时木块与斜面间的动摩擦因数?多大？（此题涉及第一章力的合成和分解知识，学习力的力的合成和分解后就能理解）

解析：设木块的质量为m，重力的两个分力=mgcos和=mgsin，据二力平衡知F==μ=μ，既mgsin=μmgcos，μ=tan。

例3、如图所示，在水平地面上叠放着A、B两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B以相同的速度一起作匀速直线运动。由此可知，A、B间动摩擦因数μ₁和B与地面间的动摩擦因数μ₂有可能是（　　）

A、μ₁=0，μ₂=0；

B、μ₁=0，μ₂≠0；

C、μ₁≠0，μ₂=0；

D、μ₁≠0，μ₂≠0。

解析：物块A和B以相同的速度一起作匀速直线运动，隔离物块A，据二力平衡可知A在水平方向若受滑动摩擦力与匀速直线运动的条件矛盾，所以A不受滑动摩擦力，A和B的接触面可以光滑也可以粗糙，既动摩擦因数有两种可能μ₁=0或μ₁≠0；根据上面的分析知A和B间无摩擦力，隔离物块B据二力平衡可知B与地面间一定有摩擦力，既μ₂≠0。答案为（B、D）

例4、如图8示，以水平力F压物体A，这时A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ，A物体的质量为m，那么A物体与墙面间的滑动摩擦力大小与重力大小的关系是（）

A．F＜mg

B．F＞mg

C．F＝mg

D．无法确定

解析：A沿竖直墙壁匀速下滑，据二力平衡可知，mg＝μF，既F＝mg/μ，通常情况下不做特殊说明时动摩擦因数μ＜1，说明F＞mg，答案为（B）

五、应用求力的大小

例1、水平地面上的物体，在水平拉力F作用下向前运动，当拉力F增大时，速度也随之增大，物体所受的滑动摩擦力将（　　）

A、增大

B、减小

C、不变

D、不能确定

解析：根据滑动摩擦力，滑动摩擦力与拉力无关、与相对运动的速度大小无关。答案为（C）

例2、质量为m的均匀长方形木料放在水平桌面上，木料与水平面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F拉木料，如图（9）示。当木料的离开桌面时，桌面对它的摩擦力等于多少？

解析：木料均匀，其重心在木料的几何中心上，重力的作用线在支承面以内，木料与桌面之间的弹力大小仍为。滑动摩擦力只与正压力和动摩擦因数有关，与接触面积的大小无关，既滑动摩擦力为。

如果对物体重心的概念不清，理解不深就会误认为，已有探出桌面之外，则对桌面的压力只剩下，故摩擦力大小为μ。其实重心是重力的作用点，重力是物体每一小部分所受重力的合力。

例3、如图10所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0．4。当用水平力向右拉动物体A时，试求：

（1）B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向；

（2）A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向。

解析：（1）物体B相对物体A向左滑动，物体A给物体B的滑动摩擦力方向向右，大小为。

（2）物体A相对地面向右滑动，地面给物体A的滑动摩擦力方向向向左，大小为。

课件：

教案：

【教材分析】

物理的难点在于受力分析，受力分析的难点在于摩擦力的分析。摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。学生在初中对摩擦力已有初步的了解，本节将更加深入地学习摩擦力的产生条件、大小和方向，为以后能对物体进行正确的受力分析奠定了基础。把《摩擦力》这一节分为三个学时。第一学时是《滑动摩擦力》，第二学时是《静摩擦力》，第三学时是《“摩擦力”习题课》。第一学时主要的任务是：探究影响滑动摩擦力大小的有关因素，探究滑动摩擦力的大小与物体间压力的关系。由于时间关系，本课不深入探究滑动摩擦力的方向，留到第三学时《“摩擦力”习题课》来解决。

1、怎样引入“摩擦力”概念？先让学生举出日常生活中常见的摩擦现象，说明摩擦力与人们的生活息息相关，并让两个学生将两本一页一页交叉叠在一起的书向两边拉，充分展示出摩擦力的“威力”。当学生用很大的力拉出平时可随手挪动的书时，对摩擦力就会产生浓厚的兴趣，顺利的引入概念。2、怎样得出滑动摩擦力的定义、产生条件和方向？让学生双手摩擦，感受摩擦力，并引导学生得出滑动摩擦力的定义、产生条件和方向。3、如何探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？给学生提供器材：砂纸、白纸、书，通过小组讨论，研究出实验方案，得出结论：①接触面材料性质一样时，压力越大，滑动摩擦力越大；②压力相同时，接触面材料不同，滑动摩擦力也不同，用砂纸抽出时摩擦力大。4、如何探究滑动摩擦力的大小与压力的定量关系？这是本节的难点，要求学生设计实验能较准确测出滑动摩擦力的大小。教师应加以引导使学生得出正确的设计方案：把测力计固定，拉动下面的木板，这样木板不需匀速拉出，测力计的读数大小也会等于滑块受到的滑动摩擦力，而且测力计在静止中读数，误差较小。

【学情分析】
学习者是高中一年级学生，目前还没有学习力的合成与分解相关知识，只是在初中阶段简单的了解了一下摩擦力的性质。所以在讲述新课的时候要充分考虑学生的接受能力，要让他们在已掌握知识的基础上逐渐学习新课程，避免跨越式教学。

【教学目标的确定】

1.知识和技能：①通过实验认识滑动摩擦力的产生条件和滑动摩擦力的方向。②通过实验探究认识影响滑动摩擦力大小的有关因素。 ③通过实验探究滑动摩擦力的的大小与物体间压力的关系④能用动摩擦因素计算滑动摩擦力。

2.过程与方法：①通过探究滑动摩擦力的的大小与物体间压力的关系的方案确定，培养学生具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。

②掌握控制变量的科学研究方法。

3．情感、态度与价值观 : 利用生活实例激发学生学习兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。认识科学技术对于社会发展和人类生活的影响。能说明生活、生产中采用应用摩擦力的实例，发展观察能力.

【教学重点和难点分析】

重点：滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断 ;静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断。静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。

难点:摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。静摩擦力大小的简单计算

【教学方法】

自主学习、分析归纳、观察提问、讨论分析、应用举例、练习巩固

【教学过程设计】

教师活动

学生活动

达到目标

引入课题

1、表演魔术（夹笔）。

2、让学生伸出手掌下压桌面，保持压力不变，沿着桌面前推手掌，感受静摩擦力和滑动摩擦力。

3、展示课题：摩擦力（一）

——静摩擦力

1、学生观察、试着模仿。

2、根据老师要求实验。

激发学生好奇心和学习欲望。

自学导练

提出问题：

1、请你阅读课本第57页“静摩擦力”标题下一、二两段内容，回答下列问题，建立静摩擦力的概念：

（1）教材插图中甲和乙两种情形中：人分别轻轻推和用力推箱子，箱子都没有动，此时箱子在水平方向受到了哪几个力的作用？

（2）相互接触的物体相对静止时，是不是也可能产生摩擦力？这种摩擦力叫什么摩擦力？

（3）甲和乙两种情形下木箱所受摩擦力大小是否相等？这种摩擦力的变化规律又是怎样的？

2、回答下列问题，总结产生静摩擦力的条件：

（1）如果将一木块轻轻放在光滑的水平面上，木块会滑动吗？

（2）如果将一木块轻轻放在光滑的斜面上，木块会滑动吗？木块是否受到摩擦力？

（3）如果将一木块轻轻放在粗糙的水平面上，木块会滑动吗？木块是否受到摩擦力？

（4）如果将一木块轻轻放在粗糙的斜面上，木块可能静止吗？这时木块有没有相对运动的趋势？木块是否受到静摩擦力？

（5）通过以上情况的比较，请你总结一下静摩擦力产生的条件。

（教师通过“端瓶子”实验说明产生弹力是产生静摩擦力的必要条件）

学生阅读教材，思考和回答问题。

归纳：

1、概念：当一个物体在另一物体表面有相对运动趋势时，物体受到另一个物体表面阻碍相对运动趋势的力，叫做静摩擦力。【学生归纳】

2、产生条件：（1）接触面粗糙；（2）有相对运动的趋势；（3）接触面间有相互作用的弹力。（学生参与、观察实验）【学生归纳】

学生解读：

①“相对”：物体以另一物体为参考系。

②“趋势”：通俗地说，表面相对静止，内心却有“欲望”，之所以想相对滑动，是由于外力的驱使；之所以没动，是因为摩擦力的制约。

1、培养学生自学能力和分析归纳能力；2、以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力；

3、让学生初步了解静摩擦力，为下面的进一步探究打下基础。

解疑精讲

过渡：研究任何一种力，我们都要去弄清楚其大小和方向的规律。

指导学生做一做课本第57页实验，或鼓励学生自己设计实验，探究静摩擦力大小的变化规律。

教师利用自制器材演示，对学生的结论进一步验证。

让学生自己设计实验方案，比较各方案的优缺点。

学生得出结论：静摩擦力的大小随外力而变化，但有一个最大限度，叫“最大静摩擦力”，且最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。（最大静摩擦力出现在将要产生相对滑动时）（挣脱难于维持）

可见，两个物体间实际发生的静摩擦力可以是一个变力，它的大小可以在0与f_max之间，即0＜f≤f_max。

让学生养成科学探究的习惯，培养其科学探究精神和实事求是的态度。

拓展：最大静摩擦力的大小与哪些因素有关？（提出问题，让学生去猜想体验，设计实验进行探究）

提出问题：拿稳后，增大压力，静摩擦力增大吗？（实际发生的静摩擦力不变，依然等于重力，但最大静摩擦力增大了，心里踏实）

魔术（瓶中的神奇小球）。

实验后学生体验：

1、学生用手压桌面往前推，改变压力和粗糙程度，体会最大静摩擦力的变化。

2、学生体验用尽量小的压力端起瓶子的感觉，将接触面涂上洗手液，用同样的压力端瓶子，瓶子将下滑，说明最大静摩擦力减小（比重力小），要想拿稳，必须增大压力。说明最大静摩擦力与压力和接触面的粗糙程度均有关。（压力相同，接触面越粗糙，最大静摩擦力越大；接触面相同，压力越大，最大静摩擦力越大。）

1、让学生体验科学探究的过程，培养学生科学探究的能力，同时加强实验的操作能力。

2、培养学生通过生活中的简单事例，去分析包含的物理规律。

引导学生探究静摩擦力方向。提出问题：判断下面各图中接触面上是否存在静摩擦力，并分析物块或猴子受静摩擦力的方向。

（学生坐凳子体验，或放铅笔模拟光滑）

学生思考，作出判断。（根据静摩擦力总是阻碍物体相对运动趋势，所以其方向跟接触面相切，与物体相对运动趋势方向相反）

学生讨论：相对运动趋势方向如何判断？（观察毛刷上毛的倾斜方向）

引导学生总结判断静摩擦力有无和方向的两种方法：

①假设“光滑”法（又称解除法）：可假设接触面是光滑的，看物体间是否会发生相对运动。光滑时相对运动方向就是不光滑时的相对运动趋势方向。a受b的静摩擦力方向与a相对于b的运动趋势方向相反。

②状态分析法：根据运动状态，运用平衡条件或牛顿定律来判断。

1、让学生

在练习中去思考总结，形成方法。

2、引导学生发挥主观能动性，学会用“等效”的方法来分析物理问题。

反馈形成

反馈练习：

1、下列关于静摩擦力的说法中，不正确的是（）

a．静摩擦力的方向总与物体的运动方向相反

b．静摩擦力的大小与相应的正压力成正比

c．静摩擦力只能在物体静止时产生

d．静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势方向相反

2、如图，木块放在粗糙的水平面上，外力f₁、f₂沿水平方向作用在木块上，木块处于静止状态，其中f₁=10n，f₂=2n。若撤去力f₁，则木块受到的摩擦力是（）

a．8n，方向向右 b．8n，方向向左

c．2n，方向向右 d．2n，方向向左

3、如图，一辆汽车在平直的公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向：

（1）汽车由静止加速运动时（木箱和车面无相对滑动）；

（2）汽车刹车时（二者无相对滑动）；

（3）汽车匀速运动时（二者无相对滑动）。

4、用手握着一个玻璃杯，处于静止状态。如果将手握得更紧，手对玻璃杯的静摩擦力将_______，如果手的握力不变，而向杯中倒入一些水（杯仍处于静止状态），手对杯的静摩擦力将________。

学生思考，得出自己的答案。

通过练习，掌握学情，及时发现问题，解决学生的疑惑。

小结

教师引导学生小结。

课件展示，视频播放：静摩擦力与我们的世界……

生活中有些静摩擦力有害，有些有益不可缺少，掌握它的产生条件，弄清原因，为我所用，这是我们探寻未知世界的目的所在。当然，由于现在我们的知识有限，我们的探究是浅显的，静摩擦力产生的真正原因是什么，它的本质是什么，等等这些问题我们还不是特别清楚，但这没有关系，重要的是科学探究方法的体验，希望在今后的学习中我们始终保持科学探究的习惯和热情。

小结：

静摩擦力：

1、概念

2、产生条件

3、静摩擦力大小的规律（对“最大静摩擦力”的理解）

4、静摩擦力方向

让学生对本节课进行梳理，形成知识体系。

课后探讨

教师展示：

1、冬天下雪结冰时，我们走在冰面上有什么感觉？此时为了保证汽车安全行驶，人们采取了什么措施？

2、人走路时，脚受到的静摩擦力方向如何？

学生课后思考、研究。