【新课导入】

请大家思考这样一个问题:“8个10岁的小朋友去拉一辆重达134吨的列车,列车能动起来吗?”

是的,能动起来。你的自信从何而来?我们一起来看这样一段实验视频。

这段《加油向未来》的节目片段显示:8个小朋友在30秒内把134吨的列车拖出了四五米的距离。

真的有点蜉蝣撼树的感觉了。他们为什么能拖动这样重的列车呢?因为这是一辆磁悬浮列车,使用磁悬浮原理,让列车悬浮在轨道上。列车和轨道之间,什么力大大减小了呢?

对,就是摩擦力。可见摩擦力对于我们生活的的影响是非常大的。

【新课教学】

我们来认识摩擦力这个新朋友的性格特点。它具有双重人格。常用的一种写作手法叫做“动静结合”。摩擦力亦如此:“有动有静,动静结合”。

大家每天念叨着:“我想静静。。”都比较想“静静”,所以先分析“静摩擦力”。

做一个小实验:轻轻地往前推自己的课桌,注意一定要温柔,不要把桌子推动。好,我们来分析一下刚才推桌子的过程。同学们去推桌子,桌子就会受到一个向右的力。设想:如果桌子所在的地面像冰面一样光滑,那它受大家这么一推是不是肯定会向右运动呀?对!因为力是改变物体运动状态的原因。但是桌子现在没有动,说明什么?说明地面并不光滑,也就是说桌子除了受到手的推力外,还受到另外一个与推力方向相反的阻力的作用,与之保持二力平衡,这个力我们称之为摩擦力。因为是在桌子和地面没有发生相对运动的情况下产生的,所以称之为“静摩擦力”,用f来表示。刚才我们运用的分析方法:“假设法”。(抹油法)

【板书】

摩擦力又叫什么(3.2摩擦力)(1)

两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力称之为静摩擦力。在这个概念中要注意两个关键词:“相对”和“趋势”。怎么理解呢?

趋势”:打个比方,在中国往往事情是这样,一个罪犯杀了人,那么根据我国的法律可以给予他一个制裁;而在美国事情却不是这样,一个人如果被发现有实施杀人的动机或者意识,警方就可以依法枪毙他。所以你就发现很多新闻报道:“什么什么州警方误判击毙黑人青年弗洛伊德”。两者的不同:一个是事情发生以后才做出反应;而另一个是事情还没有发生就已经出手,就好比是我们的摩擦力。动摩擦力,是在物体确确实实发生了相对运动后才出现的,后发制人;而静摩擦力呢,不需要等到相对运动的发生就先下手为强,只要你有这个趋势,我就会挺身而出现。

相对”:什么是相对呢?通过一道例题感受。一块木板B,其上垒着一个木箱A。A,B之间的接触面是粗糙的。现在拉着B,使A和B以相同的速度向右运动。请问

:(1)A,B之间是否有摩擦力作用?

(2)A,B之间的摩擦力是静摩擦力还是动摩擦力?

此情此景,肯定是静摩擦力。为什么呢?有的同学想:“A,B两物体不都是运动的吗?而静摩擦力不应该是静止的物体才有?”原因就在于“相对”二字。静止是相对于两个发生摩擦力物体之间的相对静止,也就是说参考系应该是彼此,不需要考虑它们相对于地面如何运动。

摩擦力又叫什么(3.2摩擦力)(2)

所以,“趋势”、“相对”两个关键词极为重要,是判断摩擦力类型的核心所在。

静摩擦力的方向:静摩擦力是一种阻碍相对运动趋势的力。所以它的方向总是:沿着接触面,并且与物体相对运动的趋势相反。图中B由于受到外力的牵引,是不是相对于A有向右的趋势呀?A会不会像朱自清《背影》中的父亲那样目送B离开?不会!那么A就会给B一个向左的静摩擦力;同理,A对B有向右趋势,B就会给A一个向右的摩擦力。

静摩擦力的大小:还是推桌子。桌子虽然没有被推动,但我们逐渐使劲,根据二力平衡,是不是和推力相平衡的摩擦力也会增大呢?对,这个摩擦力的增大有一个临界值,直到桌子快被推动的一刹那达到一个最大静摩擦力Fmax为止。再往后,两个物体就会发生相对运动,二者之间就不是静摩擦力了。所以,静摩擦力的范围是0<f≤Fmax.

产生静摩擦力的条件有三:

  1. 两物体相互接触且存在正压力(挤压)——产生弹力;
  2. 接触面粗糙;
  3. 两物体间有相对运动的趋势。

这三个条件必须同时满足,缺一不可。

那么,静摩擦力在生活中有哪些应用呢?比方说大家常见的传送带,其上的物体为什么

掉不下来呢?还有人抓握一个物体,物体为什么能牢牢地在手中掌握而掉不下来呢?【传送带flash、人抓握物体图片】,就是因为传送带和物体之间、手和物体之间存在一个静摩擦力的作用,阻碍了两者的相对运动趋势。所以说静摩擦力对于我们的正常生活是很重要的!没有静摩擦力,你连笔也拿不起来,书也拿不上,饭也吃不上,就连裤子也提不起来。就是呀!你试得抱着海豚给它穿个裤子。。。

做一个实验,大家切身感受静摩擦力在生活中的存在。故事的主人公,大家一定不陌生,就是李雷&韩梅梅。他们说的两句著名的台词:“Hello ,Li lei! Hello ,Han mei mei. How are you? Fine, thank you! And you?”李雷和韩梅梅从小一起长大,话说就来到了高中。高中遇到的最大的问题就是文理分科了。两个小伙伴,在临别之际,依依惜别呀。李雷有一天跑到韩梅梅面前,说梅梅咱们就要分开了,我呢想了一个办法:就是这两本书,我要把咱们的感情,用巴拉拉魔法封印在这两本书里面,永远不分开,谁也没有办法把这两本书拨开。说着他就像我这样把这两本书叠放在一起,然后呢,在这两本书里面注入了洪荒之力,这两本书就再也分不开了。我想请同学们来帮我验证一下。这位女生,用力往开拽。能拽开吗?不行!两位女生,还是不行。请两位男生上来拽,使出你们的洪荒之力!又败下阵来了。可以预测,就算我们班全班同学上来拽也不一定能拽开,究竟是什么魔力呢?这就是由于书本页面之间的静摩擦力的威力。

摩擦力又叫什么(3.2摩擦力)(3)

上节课已经学过静摩擦力,接下来我们看动摩擦力。

请同学做一个小实验。如果冬天手感到寒冷,怎么办?我们把两手交叉,相互运动,会感到一些温暖。再次地尝试一下,手在动的时候会不会感到一些阻力呢?这个阻力其实就是滑动摩擦力。

概念当一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力。也就是说滑动摩擦力产生于真正发生相对运动的物体之间。

探究滑动摩擦力与什么因素有关。同学们伸出你们美丽的双手放在桌子上往前推,感觉到什么呀?是不是指尖传来一些酥麻的感觉。接下来,我们使劲把手掌压在桌面再往前推,大家感觉是不是更难推啦?(有的同学说,手上有很多黑泥。。)我们看到压力越大,手掌受到的滑动摩擦力也随之增大。所以说滑动摩擦力跟指尖压力是呈正相关关系的。接下来呢,仍然以同样的压力往前推,只不过我们在自己手掌下放一本光滑的书,再推!哎,是不是感觉好推多了?嗯,这是因为接触面的粗糙程度减小了,所以第二个因素就是μ(希腊字母,读作Miu),μ越大,滑动摩擦力也越大。μ只取决于接触面的材料、粗糙程度,和其他因素(接触面积、速度:麦当劳收费与吃饭速度无关)无关。它是一个无量纲的量。什么是无量纲呢?通俗点说就是没有单位。

FN越大,Ff越大

μ越大,Ff越大

Ff=μFN

结合以上分析,得出滑动摩擦力的大小为:Ff=μFN.。

静摩擦力的大小是不是也和压力FN有关呢?设想:用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向上静止。由于手与瓶子保持相对静止,手与瓶子之间的摩擦力为静摩擦力。担心手中瓶子掉下去,我们就会更用力握得更紧些,这时瓶子受到的摩擦力增大了吗?由二力平衡可得,摩擦力总与重力大小相等,所以仍然不变。那我们为什么还要用力握紧瓶子呢?因为握紧瓶子时,手与瓶子接触处压力增大,手对瓶子的静摩擦力虽然不变,但是最大静摩擦力却会变大!这样可以防止瓶子突然滑脱。

静摩擦力的大小和其上的压力无关,而最大静摩擦力(即将发生运动那一刻的摩擦力)的大小和压力有关。同样,最大静摩擦力的大小还和静摩擦因素μ0有关。

滑动摩擦力产生的条件是什么?前两点和静摩擦力完全相同,只是最后一点——确确实实发生相对运动,而不是仅有趋势。

国家政策:“放开三胎”,我们摩擦力大家庭又多了一位成员——“滚动摩擦力”。

在相同压力下,论资排辈:滚动摩擦力(三弟)<滑动摩擦力(二哥)≤静摩擦力(大哥),所以人们才把轮胎设计成圆形的,自行车中的轮轴也是为了减小摩擦;还有太原人引以为傲的:原来我们国家的圆珠笔头,就是那个滚珠,都需要进口;从去年起,太钢打破了国外的垄断,研制了中国的第一款笔头——“皇冠”;而滑动摩擦力小于最大静摩擦力,这就是为什么“万事开头难!”因为刚开始做的时候,事情刚起步,我们要克服的是静摩擦力;不是因为希望才坚持,而是坚持才看到希望。量变引起质变,最终茅塞顿开的时候,就是静摩擦力突变为滑动摩擦力的一刻,此时有如神助!

摩擦力又叫什么(3.2摩擦力)(4)

摩擦力又叫什么(3.2摩擦力)(5)

,