高一物理摩擦力教案

2022-10-11 15:54:05 字數 5063 閱讀 3723

在同學回答的基礎上歸納出:一般靜摩擦力的大小沒有乙個確定的值,類似上述情況,當物塊不動處於平衡狀態時,靜摩擦力的大小隨拉力大小的變化而變化,總是等於拉力的大小。靜摩擦力的方向,總是沿接觸面切線方向;跟拉力的方向相反,或者說跟物體間相對滑動趨勢方向相反。

提出問題:當懸掛在繩子下端的砝碼為150g時,物塊才剛開始相對於桌面板滑動,這時物塊所受的靜摩擦力叫什麼?它的大小和方向呢?

教師講解:靜摩擦力增大到某數值後就不再增大了,這時靜摩擦力達到最大值,叫做最大靜摩擦力,用fm表示。最大靜摩擦力的方向,也總是沿接觸面切線方向,跟使物體起動的外力方向相反,或者說跟物體間相對運動趨勢相反。

明確:在一般情況下,如果兩個相接觸的物體之間存在著靜摩擦力的作用,則並不一定處於最大靜摩擦狀態,最大靜摩擦力等於使物體將要開始運動所需的最小推力。

2.滑動摩擦力

邊演示邊提問:一旦物塊滑動後,我們只要掛130g砝碼,就能使物塊維持勻速運動。這時兩物體之間的滑動摩擦力為多大?方向如何?

再做演示實驗,在剛才的大木塊上再放一塊小木塊,發現要掛140g的砝碼,才能使物塊維持勻速運動。這又說明滑動摩擦力的變化遵循什麼規律?

教師講解:這說明了滑動摩擦力的大小跟兩物體間的正壓力n成正比。

演示實驗,將木塊依次放在玻璃上,木板上和毛巾上,用測力計拉木塊,使木塊勻速運動,觀察測力計的示數,發現三種情況下,測力計示數由小到大,說明物體接觸面越粗糙,摩擦力越大。

結論:滑動摩擦力的大小與摩擦面的材料和光滑程度有關,與相互之間的壓力(彈力)成正比,可以寫為f=μn μ是動摩擦因數,因摩擦面的材料和光滑程度決定。動摩擦因數是無單位的,它表示摩擦力跟正壓力之比。

滑動摩擦力的方向,總是沿接觸面切線方向,且跟物體的相對滑動方向相反。

3.學生分組實驗

教師指導一組學生實驗,其他各組同時操作:用測力計沿水平方向拉住物塊,開始用較小的力拉,記下測力計讀數;慢慢增加拉力,再記下測力計讀數;繼續增加拉力,使物塊剛好開始滑動,記下測力計讀數;然後保持物塊勻速運動,記下測力計讀數。

用投影儀打出投影片,讓學生填下表:

問題:你是根據什麼原理來確定摩擦力的大小和方向的?

用投影儀打出投影片中的五種情況,組織學生討論木板對木塊a有沒有摩擦力?

討論答案:

圖1 物塊a與木板接觸,但物塊a與木板沒有相對運動趨勢,因此木板對物塊a沒有靜摩擦力。

圖2 物塊a與木板接觸,a在重力的作用下相對木板有向下運動的趨勢,因此木板對a有向上的靜摩擦力。加大力f時,靜摩擦力不變,f靜大小等於重力mg。

圖3 物塊a與木板接觸,a由於受到重力的作用,有沿木板向下滑的趨勢,因此木板對a有沿斜面向上的靜摩擦力。

圖4 物塊a與木板接觸,沿木板向下勻速滑動,與木板有相對運動,因此木板對a有沿著斜面向上的滑動摩擦力。f滑大小等於重力的沿斜面向下的分力。

圖5 物塊a相對於木板有向右運動的趨勢,但a不與木板接觸,因此木板對a沒有靜摩擦力。當然b對a有水平向左的靜摩擦力。

(三)課堂小結

1.摩擦力產生的條件:有接觸面,不光滑,有壓力,有相對運動或相對運動趨勢。有相對運動時產生滑動摩擦力;有相對運動趨勢時產生靜摩擦力。

2.摩擦力的方向與相對運動或相對運動趨勢方向相反,不一定和物體的運動方向相反,不一定是阻力。

3.滑動摩擦力可由公式f滑=μn計算,或由物體平衡計算。

4.靜摩擦力不是定值,有乙個範圍,即0~fm,由物體運動和其他受力情況決定。

(四)作業與思考

習題:圖6中物塊a重10n,a和桌面間的動摩擦因數μ=0.25,當懸掛物b重3n時,開始沿桌面滑動。

求:(1)b物體重1n時a與桌面間的摩擦力多大?(2)b物體重6n時,a與桌面的摩擦力多大?

(3)當a物體上再加上重10n的c物體,b物體重6n時,a與桌面的摩擦力多大?

思考題:

1.請舉一二個生活中的例子,來說明靜摩擦力為動力。

2.人在爬繩的過程中,手受到什麼摩擦力?方向怎樣?摩擦力的方向跟人體運動的方向是一致還是相反?

(五)板書

1.靜摩擦力

靜摩擦力產生的條件:相互接觸的物體間有相對運動的趨勢,而又保持相對靜止狀態。靜摩擦力的方向:跟接觸面相切,跟相對運動趨勢的方向相反。

靜摩擦力的大小:0~fm

2.滑動摩擦力

滑動摩擦力產生的條件:相互接觸的物體間發生相對運動時。

滑動摩擦力的方向:跟接觸面相切,跟相對運動的方向相反。

滑動摩擦力的大小:f滑=μn

3.小結(略)

(北京鐵路二中朱寶榮)

摩擦力的教案示例

一、教學目標

1.在物理知識方面要求:

(1)知道摩擦力產生的條件。

(2)能在簡單問題中,根據物體的運動狀態,判斷靜摩擦力的有無、大小和方向;知道存在著最大靜摩擦力。

(3)掌握動摩擦因數,會在具體問題中計算滑動摩擦力,掌握判定摩擦力方向的方法。

(4)知道影響動摩擦因數的因素。

2.通過觀察演示實驗,概括出摩擦力產生的條件及摩擦力的特點,培養學生的觀察、概括能力。通過靜摩擦力與滑動摩擦力的區別對比,培養學生分析綜合能力。

3.滲透物理學方法的教育。在分析物體所受摩擦力時,突出主要矛盾,忽略次要因素及無關因素,總結出摩擦力產生的條件和規律。

二、重點、難點分析

1.本節課的內容分滑動摩擦力和靜摩擦力兩部分。重點是摩擦力產生的條件、特性和規律,通過演示實驗得出關係 f=μn。

2.難點是學生有初中的知識,往往誤認為壓力n的大小總是跟滑動物體所受的重力相等,因此必須指出只有當兩物體的接觸面垂直,物體在水平拉力作用下,沿水平面滑動時,壓力n的大小才跟物體所受的重力相等。

3.在教學中要強調摩擦力有阻礙相對運動和相對運動趨勢的性質。

三、教具

1.演示教具

帶有定滑輪的平板一塊、帶線繩的大木塊、小木塊、玻璃、毛巾、測力計、砝碼。

2.學生實驗材料

每兩位學生一組:物塊一塊、測力計乙隻。

3.投影儀、投影片。

四、主要教學過程

(一)引入新課

力學中常見的三種力是重力、彈力、摩擦力。對於每一種力我們都要掌握它產生的條件,會計算力的大小,能判斷力的方向。在前面我們已經學過了兩種力:

重力和彈力。今天我們學習第三種力——摩擦力。在這三種力中摩擦力較難掌握。

(二)教學過程設計

1.靜摩擦力

演示實驗:

當定滑輪的繩子下端懸掛50g砝碼時,物塊保持靜止狀態。

提出問題:物塊靜止,它受板的靜摩擦力多大?方向如何?你是根據什麼原理判斷的?

當懸掛的砝碼增加到100g時,物塊仍保持靜止狀態。

提出問題:物塊此時所受的靜摩擦力的大小、方向如何變化?設想一下,如果將砝碼b摘去,靜摩擦力又將如何變化?

在同學回答的基礎上歸納出:一般靜摩擦力的大小沒有乙個確定的值,類似上述情況,當物塊不動處於平衡狀態時,靜摩擦力的大小隨拉力大小的變化而變化,總是等於拉力的大小。靜摩擦力的方向,總是沿接觸面切線方向;跟拉力的方向相反,或者說跟物體間相對滑動趨勢方向相反。

提出問題:當懸掛在繩子下端的砝碼為150g時,物塊才剛開始相對於桌面板滑動,這時物塊所受的靜摩擦力叫什麼?它的大小和方向呢?

教師講解:靜摩擦力增大到某數值後就不再增大了,這時靜摩擦力達到最大值,叫做最大靜摩擦力,用fm表示。最大靜摩擦力的方向,也總是沿接觸面切線方向,跟使物體起動的外力方向相反,或者說跟物體間相對運動趨勢相反。

明確:在一般情況下,如果兩個相接觸的物體之間存在著靜摩擦力的作用,則並不一定處於最大靜摩擦狀態,最大靜摩擦力等於使物體將要開始運動所需的最小推力。

2.滑動摩擦力

邊演示邊提問:一旦物塊滑動後,我們只要掛130g砝碼,就能使物塊維持勻速運動。這時兩物體之間的滑動摩擦力為多大?方向如何?

再做演示實驗,在剛才的大木塊上再放一塊小木塊,發現要掛140g的砝碼,才能使物塊維持勻速運動。這又說明滑動摩擦力的變化遵循什麼規律?

教師講解:這說明了滑動摩擦力的大小跟兩物體間的正壓力n成正比。

演示實驗,將木塊依次放在玻璃上,木板上和毛巾上,用測力計拉木塊,使木塊勻速運動,觀察測力計的示數,發現三種情況下,測力計示數由小到大,說明物體接觸面越粗糙,摩擦力越大。

結論:滑動摩擦力的大小與摩擦面的材料和光滑程度有關,與相互之間的壓力(彈力)成正比,可以寫為f=μn μ是動摩擦因數,因摩擦面的材料和光滑程度決定。動摩擦因數是無單位的,它表示摩擦力跟正壓力之比。

滑動摩擦力的方向,總是沿接觸面切線方向,且跟物體的相對滑動方向相反。

3.學生分組實驗

教師指導一組學生實驗,其他各組同時操作:用測力計沿水平方向拉住物塊,開始用較小的力拉,記下測力計讀數;慢慢增加拉力,再記下測力計讀數;繼續增加拉力,使物塊剛好開始滑動,記下測力計讀數;然後保持物塊勻速運動,記下測力計讀數。

用投影儀打出投影片,讓學生填下表:

問題:你是根據什麼原理來確定摩擦力的大小和方向的?

用投影儀打出投影片中的五種情況,組織學生討論木板對木塊a有沒有摩擦力?

討論答案:

圖1 物塊a與木板接觸,但物塊a與木板沒有相對運動趨勢,因此木板對物塊a沒有靜摩擦力。

圖2 物塊a與木板接觸,a在重力的作用下相對木板有向下運動的趨勢,因此木板對a有向上的靜摩擦力。加大力f時,靜摩擦力不變,f靜大小等於重力mg。

圖3 物塊a與木板接觸,a由於受到重力的作用,有沿木板向下滑的趨勢,因此木板對a有沿斜面向上的靜摩擦力。

圖4 物塊a與木板接觸,沿木板向下勻速滑動,與木板有相對運動,因此木板對a有沿著斜面向上的滑動摩擦力。f滑大小等於重力的沿斜面向下的分力。

圖5 物塊a相對於木板有向右運動的趨勢,但a不與木板接觸,因此木板對a沒有靜摩擦力。當然b對a有水平向左的靜摩擦力。

(三)課堂小結

1.摩擦力產生的條件:有接觸面,不光滑,有壓力,有相對運動或相對運動趨勢。有相對運動時產生滑動摩擦力;有相對運動趨勢時產生靜摩擦力。

2.摩擦力的方向與相對運動或相對運動趨勢方向相反,不一定和物體的運動方向相反,不一定是阻力。

3.滑動摩擦力可由公式f滑=μn計算,或由物體平衡計算。

4.靜摩擦力不是定值,有乙個範圍,即0~fm,由物體運動和其他受力情況決定。

(四)作業與思考

習題:圖6中物塊a重10n,a和桌面間的動摩擦因數μ=0.25,當懸掛物b重3n時,開始沿桌面滑動。

求:(1)b物體重1n時a與桌面間的摩擦力多大?(2)b物體重6n時,a與桌面的摩擦力多大?

(3)當a物體上再加上重10n的c物體,b物體重6n時,a與桌面的摩擦力多大?

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