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1、2022年人教版高中物理必修1 第3章第3節(jié) 摩擦力(教案)
【知識與技能】
1、知道摩擦力的概念及分類,知道這兩種摩擦力的分類
2、知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會判斷靜摩擦力的大小和方向
3、知道滑動摩擦力產(chǎn)生的條件,會判斷滑動摩擦力的大小和方向
4、知道最大靜摩擦力與滑動摩擦力的關(guān)系。
5、了解動摩擦因數(shù)μ的決定因素,會用實驗測量計算μ
6、知道日常生活中如何防止和利用摩擦力。
【過程與方法】
1、通過觀察演示實驗,概括出摩擦力產(chǎn)生的條件及摩擦力的特點,培養(yǎng)學生的觀察、概括能力。
2、通過靜摩擦力與滑動摩擦力的區(qū)別對比,培養(yǎng)學生分析綜合能力。
3、在研究影響滑
2、動摩擦力因素問題中學會運用控制變量的方法
【情感態(tài)度與價值觀】
1、10. 從探究中獲得積極的情感體驗和認真、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學精神
通過對生活中有益摩擦和有害摩擦的分析,對學生進行辯證唯物主義的教育
【教學過程】
★重難點一、靜摩擦力★
★靜摩擦力的有無和方向判斷
1.假設(shè)法
假設(shè)接觸面光滑,不存在摩擦力,然后分析這兩個物體是否發(fā)生相對運動.若無相對運動,說明這兩物體間就沒有相對運動趨勢;若有相對運動,則一物體相對另一物體的運動方向即為相對運動趨勢的方向,其反方向就是靜摩擦力的方向.
2.平衡條件法
當相互接觸的兩物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時,可根據(jù)二力平衡條件判斷
3、靜摩擦力是否存在.
特別提醒
1. 靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān),但最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比。最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力大一些。
2. 靜摩擦力可以是阻力,也可以充當動力。
3. 靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的物體之間,但物體不一定靜止。
【典型例題】下列有關(guān)靜摩擦力的說法正確的是
A.兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力 B.受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的
C.靜摩擦力對物體的運動總是起阻礙作用 D.靜摩擦力只可以充當動力
【答案】B
★重難點二、滑動摩擦力★
★對摩擦力的理解
1.相對運動(相對靜止)的理解
相對運動(相對靜止
4、)是指對于兩個物體來說,每個物體相對對方是運動的(或靜止的),即它們以對方為參考系是運動的(或靜止的).運動(或靜止)是指以其他物體(研究地面上物體的運動時,通常以地面為參考系)為參考系時它們是運動的(或靜止的).
2.“三個方向”的辨析
(1)運動方向:物體的運動方向一般指物體相對地面(地面為參考系)的運動方向.
(2)相對運動方向:物體間的相對運動方向,指以其中一個物體A為參考系,另一個物體B的運動方向,即為物體B相對物體A的運動方向,反之也可.
(3)相對運動趨勢的方向:由于兩物體間靜摩擦力的存在導致的能發(fā)生而沒有發(fā)生的相對運動方向.
3.作用效果
(1)摩擦力阻礙的是接觸物
5、體之間的相對運動或相對運動趨勢,不一定阻礙物體的運動.
(2)摩擦力可以是阻力也可以是動力,如勻速前進的自行車,后輪受到的摩擦力為動力,前輪受到的摩擦力為阻力.
特別提醒
(1)“相對”的含義:“相對”指的是研究對象相對于與其接觸的物體而言,即指物體之間的相對靜止或相對運動,都是以施力物體為參考系的,而不一定是物體相對地的運動。
(2)靜止的物體可能受到滑動摩擦力,運動的物體可能受到靜摩擦力。
(3)摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同,也可以與物體的運動方向相反。
★摩擦力大小的計算
1.滑動摩擦力的大小
(1)公式法:根據(jù)公式F=μFN計算。
①正壓力FN是物體與接觸面間
6、的壓力,不一定等于物體的重力,F(xiàn)N的大小根據(jù)受力情況確定。
②動摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān)。
(2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(勻速運動、靜止)時,根據(jù)二力平衡條件求解。
2.靜摩擦力的大小
(1)大小范圍:0
7、公式F= μFN計算,且靜摩擦力與正壓力無關(guān)。
【典型例題】如圖所示,輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為20 N/cm,用其拉著一個重200 N的物體在水平面上運動.當彈簧的伸長量為4 cm時,物體恰在水平面上做勻速直線運動.
(1)求物體與水平面間的動摩擦因數(shù);
(2)當彈簧的伸長量為6 cm時,物體受到的水平拉力有多大?這時物體受到的摩擦力有多大?
(3)如果在物體運動的過程中突然撤去彈簧,而物體在水平面上能繼續(xù)滑行,這時物體受到的摩擦力有多大?
【答案】(1)0.4(2)120N.80N(3)80 N.
【解析】(1)物體做勻速直線運動,由二力平衡條件可得滑動摩擦力F1=F=kx=2
8、0×4N =80 N,故物體與水平面間的動摩擦因數(shù)
(2)當彈簧的伸長量為6 cm時,物體受到的水平拉力F'= kx'= 20×6N=120N.
這時物體受到的摩擦力F2仍為滑動摩擦力,大小不變,即 F2=F1=80 N.
(3)如果在物體運動的過程中突然撤去彈簧,而物體在水平面上能繼續(xù)滑行,這時物體受到的摩擦力F3仍為滑動摩擦力,大小不變,即F3= F1= 80 N.
★摩擦力知識小結(jié)★
1.作用效果
(1)摩擦力阻礙的是接觸物體之間的相對運動或相對運動趨勢,不一定阻礙物體的運動。
(2)摩擦力可以是阻力也可以是動力,如勻速前進的自行車,后輪受到的摩擦力為動力,前輪受
9、到的摩擦力為阻力。
2.摩擦力種類的判斷
二、四種方法判斷摩擦力的有無
(1)條件判斷法:根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件判斷摩擦力的有無。
①物體間接觸且擠壓;
②接觸面粗糙;
③物體間有相對運動或有相對運動趨勢。
(2)假設(shè)法:假設(shè)兩物體間無靜摩擦力,看物體是否相對滑動,判斷思路如下:
(3)力的作用效果判斷法:如果相互接觸的物體間存在摩擦力,則必有相應(yīng)的作用效果:平衡其他作用力或改變受力物體的運動狀態(tài),可據(jù)此確定有無靜摩擦力。
(4)相互作用判斷法:若甲對乙有摩擦力,則乙對甲也有摩擦力,并且甲、乙所受摩擦力的方向相反。
三、“三步法”判斷摩擦力的方向
(1)找出摩擦力的施力物體,并選擇此施力物體為參照物。
(2)判斷受力物體的相對運動方向或相對運動趨勢方向。
(3)根據(jù)“摩擦力與其相對運動方向或相對運動趨勢方向相反”確定摩擦力的方向。