[摩擦力的公式]摩擦力

【jiaoan.jxxyjl.com--高一物理教案】

一、教学目标

1.在物理知识方面要求：

（1）知道摩擦力产生的条件。

（2）能在简单问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力。

（3）掌握动摩擦因数，会在具体问题中计算滑动摩擦力，掌握判定摩擦力方向的方法。

（4）知道影响动摩擦因数的因素。

2.通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。

3.渗透物理学方法的教育。在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律。

二、重点、难点分析

1.本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系 f=μn。

2.难点是学生有初中的知识，往往误认为压力n的大小总是跟滑动物体所受的重力相等，因此必须指出只有当两物体的接触面垂直，物体在水平拉力作用下，沿水平面滑动时，压力n的大小才跟物体所受的重力相等。

3.在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。

三、教具

1.演示教具

带有定滑轮的平板一块、带线绳的大木块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码。

2.学生实验材料

每两位学生一组：物块一块、测力计一只。

3.投影仪、投影片。

四、主要教学过程

（一）引入新课

力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要掌握它产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。今天我们学习第三种力——摩擦力。在这三种力中摩擦力较难掌握。

（二）教学过程设计

1.静摩擦力

演示实验：

当定滑轮的绳子下端悬挂50g砝码时，物块保持静止状态。

提出问题：物块静止，它受板的静摩擦力多大？方向如何？你是根据什么原理判断的？

当悬挂的砝码增加到100g时，物块仍保持静止状态。

提出问题：物块此时所受的静摩擦力的大小、方向如何变化？设想一下，如果将砝码b摘去，静摩擦力又将如何变化？

在同学回答的基础上归纳出：一般静摩擦力的大小没有一个确定的值，类似上述情况，当物块不动处于平衡状态时，静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化，总是等于拉力的大小。静摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向；跟拉力的方向相反，或者说跟物体间相对滑动趋势方向相反。

提出问题：当悬挂在绳子下端的砝码为150g时，物块才刚开始相对于桌面板滑动，这时物块所受的静摩擦力叫什么？它的大小和方向呢？

教师讲解：静摩擦力增大到某数值后就不再增大了，这时静摩擦力达到最大值，叫做最大静摩擦力，用fm表示。最大静摩擦力的方向，也总是沿接触面切线方向，跟使物体起动的外力方向相反，或者说跟物体间相对运动趋势相反。

明确：在一般情况下，如果两个相接触的物体之间存在着静摩擦力的作用，则并不一定处于最大静摩擦状态，最大静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的最小推力。

2.滑动摩擦力

边演示边提问：一旦物块滑动后，我们只要挂130g砝码，就能使物块维持匀速运动。这时两物体之间的滑动摩擦力为多大？方向如何？

再做演示实验，在刚才的大木块上再放一块小木块，发现要挂140g的砝码，才能使物块维持匀速运动。这又说明滑动摩擦力的变化遵循什么规律？12345

教师讲解：这说明了滑动摩擦力的大小跟两物体间的正压力n成正比。

演示实验，将木块依次放在玻璃上，木板上和毛巾上，用测力计拉木块，使木块匀速运动，观察测力计的示数，发现三种情况下，测力计示数由小到大，说明物体接触面越粗糙，摩擦力越大。

结论：滑动摩擦力的大小与摩擦面的材料和光滑程度有关，与相互之间的压力（弹力）成正比，可以写为f=μn μ是动摩擦因数，因摩擦面的材料和光滑程度决定。动摩擦因数是无单位的，它表示摩擦力跟正压力之比。

滑动摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向，且跟物体的相对滑动方向相反。

3.学生分组实验

教师指导一组学生实验，其他各组同时操作：用测力计沿水平方向拉住物块，开始用较小的力拉，记下测力计读数；慢慢增加拉力，再记下测力计读数；继续增加拉力，使物块刚好开始滑动，记下测力计读数；然后保持物块匀速运动，记下测力计读数。

用投影仪打出投影片，让学生填下表：

问题：你是根据什么原理来确定摩擦力的大小和方向的？

用投影仪打出投影片中的五种情况，组织学生讨论木板对木块a有没有摩擦力？

讨论答案：

图1 物块a与木板接触，但物块a与木板没有相对运动趋势，因此木板对物块a没有静摩擦力。

图2 物块a与木板接触，a在重力的作用下相对木板有向下运动的趋势，因此木板对a有向上的静摩擦力。加大力f时，静摩擦力不变，f静大小等于重力mg。

图3 物块a与木板接触，a由于受到重力的作用，有沿木板向下滑的趋势，因此木板对a有沿斜面向上的静摩擦力。

图4 物块a与木板接触，沿木板向下匀速滑动，与木板有相对运动，因此木板对a有沿着斜面向上的滑动摩擦力。f滑大小等于重力的沿斜面向下的分力。

图5 物块a相对于木板有向右运动的趋势，但a不与木板接触，因此木板对a没有静摩擦力。当然b对a有水平向左的静摩擦力。

（三）课堂小结

1.摩擦力产生的条件：有接触面，不光滑，有压力，有相对运动或相对运动趋势。有相对运动时产生滑动摩擦力；有相对运动趋势时产生静摩擦力。

2.摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，不一定和物体的运动方向相反，不一定是阻力。

3.滑动摩擦力可由公式f滑=μn计算，或由物体平衡计算。

4.静摩擦力不是定值，有一个范围，即0～fm，由物体运动和其他受力情况决定。

（四）作业与思考

习题：

图6中物块a重10n，a和桌面间的动摩擦因数μ=0.25，当悬挂物b重3n时，开始沿桌面滑动。求：（1）b物体重1n时a与桌面间的摩擦力多大？（2）b物体重6n时，a与桌面的摩擦力多大？（3）当a物体上再加上重10n的c物体，b物体重6n时，a与桌面的摩擦力多大？

思考题：

1.请举一二个生活中的例子，来说明静摩擦力为动力。

2.人在爬绳的过程中，手受到什么摩擦力？方向怎样？摩擦力的方向跟人体运动的方向是一致还是相反？

（五）板书

1.静摩擦力

静摩擦力产生的条件：相互接触的物体间有相对运动的趋势，而又保持相对静止状态。静摩擦力的方向：跟接触面相切，跟相对运动趋势的方向相反。

静摩擦力的大小：0～fm

2.滑动摩擦力

滑动摩擦力产生的条件：相互接触的物体间发生相对运动时。

滑动摩擦力的方向：跟接触面相切，跟相对运动的方向相反。

滑动摩擦力的大小：f滑=μn12345

3.小结（略）

（北京铁路二中 朱宝荣）

摩擦力的教案示例

一、教学目标

1.在物理知识方面要求：

（1）知道摩擦力产生的条件。

（2）能在简单问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力。

（3）掌握动摩擦因数，会在具体问题中计算滑动摩擦力，掌握判定摩擦力方向的方法。

（4）知道影响动摩擦因数的因素。

2.通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。

3.渗透物理学方法的教育。在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律。

二、重点、难点分析

1.本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系 f=μn。

2.难点是学生有初中的知识，往往误认为压力n的大小总是跟滑动物体所受的重力相等，因此必须指出只有当两物体的接触面垂直，物体在水平拉力作用下，沿水平面滑动时，压力n的大小才跟物体所受的重力相等。

3.在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。

三、教具

1.演示教具

带有定滑轮的平板一块、带线绳的大木块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码。

2.学生实验材料

每两位学生一组：物块一块、测力计一只。

3.投影仪、投影片。

四、主要教学过程

（一）引入新课

力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要掌握它产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。今天我们学习第三种力——摩擦力。在这三种力中摩擦力较难掌握。

（二）教学过程设计

1.静摩擦力

演示实验：

当定滑轮的绳子下端悬挂50g砝码时，物块保持静止状态。

提出问题：物块静止，它受板的静摩擦力多大？方向如何？你是根据什么原理判断的？

当悬挂的砝码增加到100g时，物块仍保持静止状态。

提出问题：物块此时所受的静摩擦力的大小、方向如何变化？设想一下，如果将砝码b摘去，静摩擦力又将如何变化？

在同学回答的基础上归纳出：一般静摩擦力的大小没有一个确定的值，类似上述情况，当物块不动处于平衡状态时，静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化，总是等于拉力的大小。静摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向；跟拉力的方向相反，或者说跟物体间相对滑动趋势方向相反。

提出问题：当悬挂在绳子下端的砝码为150g时，物块才刚开始相对于桌面板滑动，这时物块所受的静摩擦力叫什么？它的大小和方向呢？

教师讲解：静摩擦力增大到某数值后就不再增大了，这时静摩擦力达到最大值，叫做最大静摩擦力，用fm表示。最大静摩擦力的方向，也总是沿接触面切线方向，跟使物体起动的外力方向相反，或者说跟物体间相对运动趋势相反。

明确：在一般情况下，如果两个相接触的物体之间存在着静摩擦力的作用，则并不一定处于最大静摩擦状态，最大静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的最小推力。

2.滑动摩擦力

边演示边提问：一旦物块滑动后，我们只要挂130g砝码，就能使物块维持匀速运动。这时两物体之间的滑动摩擦力为多大？方向如何？12345

再做演示实验，在刚才的大木块上再放一块小木块，发现要挂140g的砝码，才能使物块维持匀速运动。这又说明滑动摩擦力的变化遵循什么规律？

教师讲解：这说明了滑动摩擦力的大小跟两物体间的正压力n成正比。

演示实验，将木块依次放在玻璃上，木板上和毛巾上，用测力计拉木块，使木块匀速运动，观察测力计的示数，发现三种情况下，测力计示数由小到大，说明物体接触面越粗糙，摩擦力越大。

结论：滑动摩擦力的大小与摩擦面的材料和光滑程度有关，与相互之间的压力（弹力）成正比，可以写为f=μn μ是动摩擦因数，因摩擦面的材料和光滑程度决定。动摩擦因数是无单位的，它表示摩擦力跟正压力之比。

滑动摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向，且跟物体的相对滑动方向相反。

3.学生分组实验

教师指导一组学生实验，其他各组同时操作：用测力计沿水平方向拉住物块，开始用较小的力拉，记下测力计读数；慢慢增加拉力，再记下测力计读数；继续增加拉力，使物块刚好开始滑动，记下测力计读数；然后保持物块匀速运动，记下测力计读数。

用投影仪打出投影片，让学生填下表：

问题：你是根据什么原理来确定摩擦力的大小和方向的？

用投影仪打出投影片中的五种情况，组织学生讨论木板对木块a有没有摩擦力？

讨论答案：

图1 物块a与木板接触，但物块a与木板没有相对运动趋势，因此木板对物块a没有静摩擦力。

图2 物块a与木板接触，a在重力的作用下相对木板有向下运动的趋势，因此木板对a有向上的静摩擦力。加大力f时，静摩擦力不变，f静大小等于重力mg。

图3 物块a与木板接触，a由于受到重力的作用，有沿木板向下滑的趋势，因此木板对a有沿斜面向上的静摩擦力。

图4 物块a与木板接触，沿木板向下匀速滑动，与木板有相对运动，因此木板对a有沿着斜面向上的滑动摩擦力。f滑大小等于重力的沿斜面向下的分力。

图5 物块a相对于木板有向右运动的趋势，但a不与木板接触，因此木板对a没有静摩擦力。当然b对a有水平向左的静摩擦力。

（三）课堂小结

1.摩擦力产生的条件：有接触面，不光滑，有压力，有相对运动或相对运动趋势。有相对运动时产生滑动摩擦力；有相对运动趋势时产生静摩擦力。

2.摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，不一定和物体的运动方向相反，不一定是阻力。

3.滑动摩擦力可由公式f滑=μn计算，或由物体平衡计算。

4.静摩擦力不是定值，有一个范围，即0～fm，由物体运动和其他受力情况决定。

（四）作业与思考

习题：

图6中物块a重10n，a和桌面间的动摩擦因数μ=0.25，当悬挂物b重3n时，开始沿桌面滑动。求：（1）b物体重1n时a与桌面间的摩擦力多大？（2）b物体重6n时，a与桌面的摩擦力多大？（3）当a物体上再加上重10n的c物体，b物体重6n时，a与桌面的摩擦力多大？

思考题：

1.请举一二个生活中的例子，来说明静摩擦力为动力。

2.人在爬绳的过程中，手受到什么摩擦力？方向怎样？摩擦力的方向跟人体运动的方向是一致还是相反？

（五）板书

1.静摩擦力

静摩擦力产生的条件：相互接触的物体间有相对运动的趋势，而又保持相对静止状态。静摩擦力的方向：跟接触面相切，跟相对运动趋势的方向相反。

静摩擦力的大小：0～fm12345

2.滑动摩擦力

滑动摩擦力产生的条件：相互接触的物体间发生相对运动时。

滑动摩擦力的方向：跟接触面相切，跟相对运动的方向相反。

滑动摩擦力的大小：f滑=μn

3.小结（略）12345

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