【學習目标】
1.知道滑動摩擦力是如何産生的;
2.掌握影響滑動摩擦力的大小的因素;
3.知道摩擦力的利用和防止;
4.能用平衡的觀點解決有關摩擦力的問題。
要點一、摩擦力
1.定義:兩個相互接觸并擠壓的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這種力就叫做滑動摩擦力。
2.方向:與相對運動的方向相反。
3.測量:利用彈簧測力計可以粗略測量滑動摩擦力的大小。(二力平衡)
要點诠釋:
1.摩擦力的實際作用點是在兩個物體的接觸面上。
2.滑動摩擦力産生的條件:(1)接觸面粗糙;(2)接觸并擠壓;(3)相對運動。
3.測量滑動摩擦力時,用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木闆做勻速直線運動。根據二力平衡的知識,可知彈簧測力計的示數與木塊受到的滑動摩擦力大小相等。
4.滑動摩擦與滾動摩擦的區别:一個物體在另一個物體表面上滑動時産生的摩擦叫做滑動摩擦。一個物體在另一個物體表面上滾動時産生的摩擦叫做滾動摩擦。在相同條件下,滾動摩擦往往比滑動摩擦小得多。
要點二、研究影響滑動摩擦力大小的因素
1.實驗方法:控制變量法。在本實驗中,影響滑動摩擦力的因素有多個,所以實驗探究過程中我們要用控制變量法,在研究滑動摩擦力與壓力之間的關系時,要保持接觸面的粗糙程度等因素不變,而在研究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系時,要保持壓力等因素不變。
2.提出猜想:影響滑動摩擦力的因素可能有,接觸面所受的壓力、接觸面的粗糙程度。
3.實驗器材:木塊、彈簧測力計、表面粗糙程度不同的長木闆兩塊、砝碼。
4.實驗步驟:
(1)用彈簧測力計勻速拉動木塊,使它沿水平長木闆滑動,從而測出木塊與長木闆之間的滑動摩擦力。
(2)在木塊上面放一個砝碼,改變木塊對長木闆的壓力,測出此種情況下的摩擦力。
(3)換用材料相同,但表面粗糙的長木闆,保持木塊上的砝碼不變,測出此種情況下的摩擦力。
5.實驗結論:滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大。滑動摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
要點诠釋:
1. 因為彈簧測力計本身有重量,為了保證水平拉力,牽引木塊時,要握住彈簧測力計的外殼;使木塊在水平面上做勻速直線運動的關鍵是拉力要均勻,集中注意力盯住彈簧測力計的指針,一直拉到底,在指針不顫動時讀數。(這個實驗方法在操作和讀數時都不太方便)
2.實驗拓展:驗證“滑動摩擦力的大小還可能與接觸面積有關”。方法:把木塊側放,改變和木闆的接觸面積,保持對木闆的壓力比不變、接觸面的粗糙程度不變,測出此時木塊與長木闆之間的摩擦力。決定摩擦力大小的因素中沒有“接觸面積”,物體間摩擦力的大小跟接觸面的“大小”無關,而是跟接觸面的“粗糙程度”有關。
3.實驗改良:可以把彈簧測力計固定如圖所示,水平連續拉動木闆(不需要木闆勻速直線運動),這樣木塊相對于地面是靜止的,受到平衡力的作用,彈簧測力計的示數還是木塊與木闆間的滑動摩擦力。(這個實驗方法操作和讀數的時候都便捷,不需要保證勻速拉)
要點三、摩擦的利用和防止
1.利用:增大有用摩擦,可以增大壓力,增大接觸面的粗糙程度。例如:鞋底有花紋(增加粗糙程度);自行車更快停下來,可以用力捏閘(增加壓力)。
2.防止:減小有害摩擦,減小壓力 ,減小接觸面的粗糙程度。例如:冰壺運動員通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦;軸承,變滑動為滾動(改變摩擦方式);氣墊導軌,使小車與接觸面隔開(減小粗糙層度)。
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