第三章第二節(jié)磨擦力【教學(xué)目標(biāo)】1.曉得滑動(dòng)磨擦力概念及形成的條件，會(huì)判定滑動(dòng)磨擦力的方向。2.曉得滑動(dòng)磨擦力概念及形成條件，曉得滑動(dòng)磨擦力的大小跟哪些有關(guān)，曉得滑動(dòng)磨擦力跟壓力成反比。3.曉得靜磨擦力概念及形成的條件，會(huì)裁定靜磨擦力的方向，曉得最大靜降擦力的概念。4.曉得最大靜磨擦力略小于滑動(dòng)磨擦力．5.會(huì)依據(jù)物體的平衡條件簡(jiǎn)單地估算靜磨擦力的大小．【核心素質(zhì)發(fā)展】核心知識(shí)1.曉得滑動(dòng)磨擦力概念及形成的條件，會(huì)判定滑動(dòng)磨擦力的方向。2.曉得滑動(dòng)磨擦力概念及形成條件，曉得滑動(dòng)磨擦力的大小跟哪些有關(guān)，曉得滑動(dòng)磨擦力跟壓力成反比。3.曉得靜磨擦力概念及形成的條件，會(huì)裁定靜磨擦力的方向，曉得最大靜降擦力的概念。核心能力1.培養(yǎng)中學(xué)生借助數(shù)學(xué)語(yǔ)言剖析，思索，描述磨擦力概念和規(guī)律的能力；2.培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力；3.讓中學(xué)生學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)中怎樣控制變量和實(shí)驗(yàn)條件。4.通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生剖析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．科學(xué)品質(zhì)1.借助實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；2.培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)踐——認(rèn)識(shí)（規(guī)律）——實(shí)踐（解決實(shí)際問(wèn)題）的思想。3．在研究問(wèn)題時(shí)，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽視次要誘因的思維方式．【教學(xué)重點(diǎn)】1.滑動(dòng)磨擦力形成的條件及規(guī)律，并會(huì)用FFn解決具體問(wèn)題；2.靜磨擦力形成的條件及規(guī)律，正確理解最大靜磨擦力的概念。
3.滑動(dòng)磨擦力大小的估算以及方向的判定．【教學(xué)難點(diǎn)】1．靜磨擦力有無(wú)的判定青河磨擦力方向的判定．2．靜磨擦力大小的簡(jiǎn)單估算．【教學(xué)用品】長(zhǎng)方體鐵塊（每組3塊），彈簧秤、毛巾；玻璃板，刷子（兩個(gè)中學(xué)生一組）。【教學(xué)方式】教師啟發(fā)、引導(dǎo)中學(xué)生思索，討論、交流學(xué)習(xí)成果。探究法、討論法、實(shí)驗(yàn)法。（一）新課導(dǎo)出小學(xué)的時(shí)候你們已然初步學(xué)習(xí)了磨擦力，如今請(qǐng)朋友們來(lái)追憶一下，磨擦力是怎樣形成的？它有哪些特征？你們已然學(xué)過(guò)了磨擦力是互相接觸的物體，做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)形成的，它跟物體間的壓力以及接觸面的粗糙程度有關(guān)。這么，磨擦力的大小應(yīng)該怎么估算呢？相對(duì)靜止的物體之間會(huì)不會(huì)形成磨擦力呢？明天我們就來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。（二）新課內(nèi)容一、摩擦力(1)定義：兩個(gè)互相壓緊表面粗糙的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上形成的制約相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。(2)作用療效：總是制約物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。(3)分類：滑動(dòng)磨擦力、靜磨擦力和滾動(dòng)磨擦力。二、滑動(dòng)磨擦力1．定義：兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上會(huì)形成一種制約相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這些力叫作滑動(dòng)磨擦力。2．方向：順著接觸面，而且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。
3．大小：F＝μFN，F(xiàn)N為壓力，μ為動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)。為動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)，它的數(shù)值跟互相接觸的兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與兩物體間的正壓力及是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)無(wú)關(guān)，μ沒(méi)有單位.4．滑動(dòng)磨擦力形成的條件(1)兩物體接觸且互相擠壓；(2)物體間的接觸面不光滑；(3)兩物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。5．滑動(dòng)磨擦力方向的判定步驟確定研究對(duì)象(2)確定研究對(duì)象與那個(gè)物體之間的磨擦力，就選哪個(gè)物體為參考系。(3)確定研究對(duì)象相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)方向。(4)確定研究對(duì)象的磨擦力的方向高一物理摩擦力筆記圖片，力Ｆ的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。例1：下列情況中，兩物體間不存在磨擦力的是（A．車輛在道路上制動(dòng)時(shí)輪胎與橋面間B．A物體疊置于B物體上共同沿光滑雪面勻速滑行時(shí)A、B物體間C．皮帶傳動(dòng)裝置運(yùn)行不抱死時(shí)皮帶與凸緣間解析：車輛制動(dòng)，輪胎與橋面有擠壓且相對(duì)滑動(dòng)，形成滑動(dòng)磨擦力；皮帶傳動(dòng)時(shí)，皮帶與車鉤間有擠壓和相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)，且不抱死，故形成靜磨擦力；壓道機(jī)輪在橋面上擠壓、滾動(dòng)，可形成滾動(dòng)磨擦力。所以A、C、D情況均形成磨擦。兩物體共同勻速運(yùn)動(dòng)，其間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故不形成磨擦力。答案：B點(diǎn)評(píng)：根據(jù)接觸面不光滑、有擠壓和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)這一磨擦力形成條件進(jìn)行判定是基本的剖析技巧。
光滑是理想情況，意味著磨擦極小可以忽視。B項(xiàng)情況中，必須結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就能確定疊放物體間無(wú)磨擦。練習(xí)1：如圖所示，質(zhì)量為的鐵塊在放在水平桌面上的木板上滑行，木板靜止，它的質(zhì)量為M，已知鐵塊與木板間、木板與桌面間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)為，這么木板所受桌面給的磨擦力的大小和方向？三、靜磨擦力1.定義：兩個(gè)只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間形成的磨擦力。2.方向：順著接觸面而且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。3.大小：范圍為0＜FFmax，F(xiàn)max為最大靜磨擦力，與正壓力有關(guān)，正壓力越大Fmax越大。4．靜磨擦力形成的條件(1)兩物體接觸且互相擠壓；(2)物體間的接觸面不光滑；(3)兩物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。5．靜磨擦力方向的判定步驟確定研究對(duì)象(2)確定研究對(duì)象與那個(gè)物體之間的磨擦力，就選哪個(gè)物體為參考系。(3)確定研究對(duì)象相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向。(4)確定研究對(duì)象的磨擦力的方向，力Ｆ的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。例2：下述關(guān)于磨擦力的說(shuō)法，正確的是（A．相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體間一定存在磨擦力B．磨擦力總是制約物體的運(yùn)動(dòng)C．運(yùn)動(dòng)物體遭到的磨擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反D．相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間，也可能有磨擦力的互相作用解析：磨擦力形成的條件是：兩個(gè)物體接觸且有彈力的互相作用，接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)），二者缺一不可，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；相對(duì)靜止的兩個(gè)物體間，可能有靜磨擦力的互相作用，故選項(xiàng)D正確，磨擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的方向相反，所以，磨擦力的方向不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，也不一定總是阻力，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。
解答：D點(diǎn)評(píng)：一提及磨擦力，有些中學(xué)生總覺(jué)得磨擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，是阻力，要妨礙物體的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然，磨擦力可能是阻力，也可能是動(dòng)力。要正確理解磨擦力的方向及其作用，關(guān)鍵是要正確理解“相對(duì)運(yùn)動(dòng)（相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)）”。3：如圖所示，一鐵塊置于水平桌面上，在水平方向上共受三個(gè)力，F(xiàn)1，F(xiàn)2和磨擦力，處于靜止?fàn)顟B(tài)。其中F1=10N，F(xiàn)2=2N。若撤掉力F1則鐵塊在水平方向遭到的合外力為（A.10N向左B.6N往右C.2N向左D.0解：因?yàn)殍F塊原先處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以所受磨擦力為靜磨擦力。根據(jù)力的平衡有F1-F2-f=0此時(shí)靜磨擦力為8N方向向左。撤掉F1后，鐵塊水平方向遭到向左2N的力，有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，因?yàn)镕2大于最大靜磨擦力，所以所受磨擦力仍為靜磨擦力。此時(shí)－F2+f′=0選項(xiàng)正確。剖析：磨擦力問(wèn)題主要應(yīng)用在剖析物體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況，所謂運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，通常被解釋為物體要?jiǎng)舆€未動(dòng)這樣的狀態(tài)。沒(méi)動(dòng)是由于有靜磨擦力存在，妨礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成，使物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為一種趨勢(shì)。由此可以確定運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向的方式是假定靜磨擦力不存在，判定物體沿那個(gè)方向形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向就是運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向。若果除去靜磨擦力無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，靜磨擦力就不存在。
練習(xí)2.關(guān)于磨擦力，下述說(shuō)法正確的是（A.磨擦力的方向總是和物體運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。B.互相接觸的物體間正壓力減小，磨擦力一定減小。C.靜止的物體遭到的靜磨擦力的大小和接觸面材料的粗糙程度無(wú)關(guān)。D.運(yùn)動(dòng)的物體可能遭到靜磨擦力。四、板書(shū)設(shè)計(jì)五、作業(yè)布置課堂作業(yè)：課本p67全部六、小結(jié)中學(xué)生在中學(xué)早已學(xué)習(xí)了磨擦力的概念，在生活青少年接觸到了大量的有關(guān)磨擦力的現(xiàn)象和問(wèn)題，為此，中學(xué)生對(duì)磨擦力并不陌生，而且中學(xué)生對(duì)靜磨擦力的認(rèn)識(shí)是不完整的，存在著因思維定勢(shì)而引起的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，非常是對(duì)靜磨擦力方向的認(rèn)識(shí)有一定的困難。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和生活例子可以使中學(xué)生實(shí)現(xiàn)由現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而徹底澄清一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。七、視野拓展關(guān)于磨擦現(xiàn)象的本質(zhì)討論從15世紀(jì)至18世紀(jì)，科學(xué)家們提出了一種解釋磨擦本質(zhì)的凸凹漸開(kāi)線說(shuō)，這個(gè)理論覺(jué)得磨擦是因?yàn)橄嗷ソ佑|的物體表面粗糙不平形成的.兩個(gè)物體接觸擠壓時(shí)，接觸面上好多凸凹部份就互相嚙合.假如一個(gè)物體沿接觸面滑動(dòng)，兩個(gè)接觸面的突起部份相碰撞，形成破裂、磨損，就產(chǎn)生了對(duì)運(yùn)動(dòng)的制約.圖3－3－12繼凸凹漸開(kāi)線說(shuō)以后，美國(guó)學(xué)者德薩左利厄斯于1734年提出了黏附說(shuō).他覺(jué)得形成磨擦的真正原因在于接觸面間的分子力作用.表面越光滑，接觸越緊密，分子力的影響就越大.根據(jù)這些觀點(diǎn)，經(jīng)過(guò)充分碾磨的玻璃表面間的磨擦力將減小，與凸凹漸開(kāi)線說(shuō)的結(jié)論相反.后來(lái)的實(shí)驗(yàn)證明黏附說(shuō)是合20世紀(jì)以來(lái)，隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，對(duì)磨擦理論的研究進(jìn)一步深入，到20世紀(jì)中期，誕生了新的磨擦黏附論.新的磨擦黏附論覺(jué)得，兩個(gè)互相接觸的表面，無(wú)論做得多么光滑，從原子尺度看還是粗糙的，有許多微小的隆起.把這樣的兩個(gè)表面置于一起，微隆起的底部發(fā)生接觸微隆起之外的部份接觸面間有10－8或更大的間隙.這樣，接觸的微隆起的底部承受了接觸面上的法向壓力.假如這個(gè)壓力很小，微隆起的底部發(fā)生彈性形變；倘若法向壓力較大高一物理摩擦力筆記圖片，超過(guò)某一數(shù)值（每位突起上約千分之幾牛頓），超過(guò)材料的彈性限度，微隆起的底部便發(fā)生塑性形變，被壓成平頂，如圖3－3－12所示.這時(shí)，互相接觸的兩個(gè)物體之間的距離變小，小到分子（原子）引力發(fā)生作用的范圍，于是，兩個(gè)緊壓著的接觸面上形成了原子性黏合.這時(shí)要使兩個(gè)彼此接觸的表面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，必須對(duì)其中的一個(gè)表面施加一個(gè)切向力，來(lái)克服分子（原子）間的引力，割斷實(shí)際接觸區(qū)生成的接點(diǎn)，這就形成了磨擦.在現(xiàn)代磨擦理論中，還加進(jìn)了靜電作用.光滑表面磨擦過(guò)程中可能帶上異號(hào)電荷，它們之間的靜電作用，也是磨擦力形成的一個(gè)誘因.綜上所述，磨擦現(xiàn)象的機(jī)理是復(fù)雜的，是必須在分子尺度范圍內(nèi)能夠加以說(shuō)明的.因?yàn)榉肿恿Φ碾姶疟拘裕ゲ亮φf(shuō)究竟也是由電磁互相作用造成的.讀后一題：物體表面越光滑，磨擦力越小嗎？答案：上述理論早已否定了“物體表面越光滑，磨擦力越小”的說(shuō)法.在特別光滑的物體表面之間，磨擦力是存在的.我們常常使用的“表面光滑”的含義與此不同，我們說(shuō)的“表面光滑”，是指無(wú)磨擦或磨擦質(zhì)數(shù)等于0的表面，即沒(méi)有磨擦力.這是教學(xué)上的一種約定.