資源簡介

摩擦力 學案
滑動摩擦力
學習教材“滑動摩擦力”部分以后，完成以下任務。
做一做 實驗探究影響滑動摩擦力大小的因素
提供的實驗器材有：水平長木板、彈簧秤 、木塊、砝碼。
方案1：一個木塊放在水平長木板上，用彈簧秤水平拉木塊，觀察木塊滑動之后彈簧秤的讀數變化。
方案2：一個木塊放在水平長木板上，用力水平拉動長木板，觀察長木板滑動之后彈簧秤的讀數變化。
請同學們思考哪個實驗方案更優化，動手做一做，并分析原因。
(
木塊
方案1
) (
木塊
方案2
)
如果采用方案2，實驗步驟如下：
（1）研究滑動摩擦力f與正壓力FN的關系
1）用彈簧測力計測出木塊和砝碼的重力
2）按方案2所示連接木塊和彈簧測力計，并將木塊和彈簧測力計置于水平放置的長木板上。
3）水平勻速拉動長木板，將木板從木塊下面抽出，記錄測力計的讀數，填入表格當中。
4）在木塊上分別放1個、2個、3個砝碼，重復步驟3）
5）比較數據，分析有什么特點或規律，得出結論。
木塊重力 每個鉤碼重力
鉤碼個數 0 1 2 3
壓力FN/N
拉力f/N
實驗結論：
由滑動摩擦因數的我們可以知道，μ是接觸面同一物體所受兩個不同方向的力的比值。
議一議 要想產生滑動摩擦力，兩物體需要滿足什么條件？如何判斷滑動摩擦力的方向？
靜摩擦力
學習教材“靜摩擦力”部分以后，完成以下任務。
做一做 靜摩擦力大方向如何？用力推毛刷的把手，使毛刷上部稍稍向前移動一些，刷毛的下部仍然靜止，觀察刷毛的彎曲。此時，刷毛下部有向哪個方向運動的趨勢？刷毛下部所受靜摩擦力的方向？請在圖中畫出。并嘗試舉出其他的實例說出你對相對運動趨勢的理解。
要找到相對運動的趨勢方向，可以首先假設接觸面光滑，物體相對滑動的方向就是相對運動趨勢的方向。
想一想 仔細觀察實驗過程，你是如何判斷增大拉力過程的靜摩擦力的大小的？靜摩擦力的大小與哪些因素有關？什么是最大靜摩擦力？最大靜摩擦力的大小與哪些因素有關？
目前，我們可以通過二力平衡來求解靜摩擦力的大小。要通過實驗我們知道在相同壓力下的最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，因此相同接觸面的最大靜摩擦力隨著壓力的增大而增大。
議一議 1. 有摩擦力一定有彈力嗎？有彈力一定有摩擦力嗎？靜止的物體可能受滑動摩擦力嗎？運動的物體可能受靜摩擦力嗎？靜摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同嗎？滑動摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反嗎？請舉例說明。
2. 你知道生活中有哪些利用摩擦力或盡量避免摩擦的例子？如果我們的生活中沒有了摩擦會是什么樣子？與同學們分享交流你的觀點。
問題解決
1. 手握住水杯靜止不動，不斷往杯子里加水，杯子受到的靜摩擦力如何變化；若增大手的握力，杯子受到的靜摩擦力如何變化？分析原因。
2. 由于摩擦，限制了交通工具的速度，若想提速，我們可以采取什么措施？舉例說明。
體系構建 畫出本課題的思維導圖：
學習評價 （3顆星合格，4顆星以上優秀）
內容 評價標準 星數 總數
學習過程 認真參與所有“做一做”“想一想”“議一議”等，獲得3顆星
問題解決 解決一個問題，獲得1顆星
體系構建 構建體系，獲得1-2顆星
STSE 摩擦力的本質。人們對摩擦力的本質，還認識得不是十分清楚。最早對摩擦進行實驗研究的代表性人物是文藝復興時期的達·芬奇。他對表面光滑程度不同的物質的摩擦作了比較，提出物體間的摩擦程度取決于物體表面粗糙程度的大小，表面愈粗糙，摩擦力愈大，即固體表面的凹凸程度是產生摩擦的根本原因。這一想法后來逐步被發展為一種學說——凹凸說。該學說認為：物體表面無論經過何種加工，都必然留下或大或小的凹凸，這種表面凹凸不平的物體相互接觸，就必然產生摩擦。有人對此做過這樣一個比喻：固體表面的接觸，猶如把一列山脈翻過來蓋在另一列山脈上一樣。由于它們的相互咬合，所以只有把凸部破壞掉，才能使之滑動，這便是產生阻礙相對運動的摩擦力的基本原理。這種
學說在很長一段時間里，受到許多人的支持。
對于摩擦力本質的另外一種看法是分子說。這是由英國的物理學家德薩古利埃提出的。他認為，摩擦力產生的原因是摩擦面上的分子力相互交錯所致。該學說指出，物體表面愈是光滑，摩擦面愈是相互接近，表面分子力就愈大，這樣摩擦力也就愈大。但是這種學說由于加工技術上的原因，一直沒有得到實驗的證實，因而入們對此很難接受。進入20世紀以后，分子說逐漸得到很多人的支持。一個叫尤因的人首先指出因摩擦引起的能量損失，是因固體表面分子引力場的相互干涉所致，與凹凸程度無關。而另一名著名的學者哈迪，他進行了大量的實驗，從而證明了分子說的正確性。他首先把兩個物體表面研磨得極光滑，然后來做摩擦實驗，結果發現，兩物體磨得越光滑，它們之間的摩擦力就越少，但是這種光滑水平達到一定程度時，摩擦力反而有所增加，甚至兩個光滑的金屬面能“粘”在一起。而這正好證實了分子說的觀點：當兩個表面的分子互相進入彼此的分子間的引力圈時，兩者間就能產生強烈的粘合作用，并以摩擦力的形式顯示出來。哈迪的實驗為分子說提供了有力的證據，分子說因而獲得了廣泛的承認，并被進一步發展為“粘合說”。但是，凹凸說并沒有因分子說和粘合說的進展而被完全廢棄，它與對立的分子說和粘合說都持之有據，言之有理。有人在這兩者的基礎上提出了包含凹凸說內容的綜合性的現代粘合論。看來，有關摩擦力本質的爭論還將繼續下去，究竟孰是孰非，人們將拭目以待。 同學們如有興趣，將來可從事一些有關摩擦學的研究。
關于摩擦力的研究現狀，同學們可以借助我們的271BAY進行查詢和研究。

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