高一物理上册必修1《摩擦力》教案【一】
教学准备
教学目标
1.知道摩擦力的定义及分类.
2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.
3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.
4.了解最大静摩擦力的概念.
教学重难点
1.静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.
2.判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小、最大静摩擦力的概念.
教学过程
[知识探究]
一、静摩擦力
[问题设计]
1.把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图1所示.
图1
当测力计的示数为1N时，木块没有动;逐渐增大拉力到2N时，木块仍静止;继续增大拉力到4N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8N不变.
(1)木块受到拉力1N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢?
(2)随着外力的增大，静摩擦力有什么变化?
(3)静摩擦力在哪里产生?沿什么方向?
答案 (1)说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力.
(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值.
(3)静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间.静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反.
2.在矿山、码头、工厂中多用传送带将货物由低处传送到高处.如图2所示，传送带匀速转动，货物和传送带相对静止.
图2
(1)传送带靠什么力把货物送到高处?此力方向如何?
(2)只有静止的物体才受静摩擦力吗?静摩擦力总是阻碍物体的运动吗?
答案 (1)静摩擦力.静摩擦力的方向沿斜面向上(与物体运动方向相同).
(2)不是.静摩擦力发生在两 个相对静止的物体之间，物体本身可以运动.
静摩擦力阻碍的是相对运动趋势，并不总是阻碍物体的运动.静摩擦力也可以是动力.
[要点提炼]
1.定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力.
2.静摩擦力产生的条件
(1)物体相互接触且相互挤压.
(2)接触面粗糙.
(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势.
注意 两物体是“相对静止”，并不是静止.
3.静摩擦力的方向
总是沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反.
注意 (1)与“相对运动趋势的方向相反”，并不是与“运动方向”相反.(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势，并不是阻碍物体的运动.
4.静摩擦力的大小
(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小无关(填“有关”或“无关”).
(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围是0
(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解.如图3中水平力F=1N、2N、3N时物块没有运动，静摩擦力大小分别为1N、2N、3N.
图3
[延伸思考]
产生静摩擦力的条件之一是“两物体之间有相对运动趋势”.那么，何为“相对运动趋势”?如何判断“相对运动趋势”的方向?
答案 “相对运动趋势”是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能，但还处于相对静止状态.例如用力推木箱，木箱未动，但木箱有相对地面向前的运动趋势.
“相对运动趋势的方向”是指假设接触面光滑时，物体将要发生相对运动的方向.如图，物体静止在粗糙斜面上，假设斜 面光滑时，物体将沿斜面下滑，即物体静止时，相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下.
二、滑动摩擦力
[问题设计]
1.用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动，观察毛刷的 弯曲方向.如图4所示，毛刷为什么向后弯曲?
图4
答案 因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面，与板擦运动方向相反.
2.把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉?增大手与桌面的压力，感觉有什么不同?这说明什么?阅读课本，写出滑动摩擦力的公式.
答案 手受到向后的阻力(滑动摩擦力).感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大.滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大.F=μFN.
[要点提炼]
1.定义：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，这种力叫做滑动摩擦力.
2.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触且相互挤压.
(2)接触面粗糙.
(3)两物体间有相对运动.
3.滑动摩擦力的方向
总是沿着接触面，并且与相对运动的方向相反.
注意 (1)与“相对运动的方向相反”，并不是与“运动方向”相反.
(2)滑动摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动，并不是阻碍物体的运动.
4.滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小跟压力成正比.
公式：F=μFN，μ为动摩擦因数，取决于相互接触的两物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关(填“有关”或“无关”)，与物体间相对运动的速度大小无关(填“有关”或“无关”).
[典例精析]
一、对摩擦力概念的理解
例1 关于摩擦力的产生，下列说法中正确的是( )
A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力
B.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
C.相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用
D.只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作 用
解析 要产生摩擦力，首先要有弹力，其次要接触面不光滑，还要有相对运动或有相对运动趋势，故只有D正确.
答案 D
二、静摩擦力
例2 如图5所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是( )
图5
A.容器受到的摩擦力不变
B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F可能不变
D.水平力F必须逐渐增大
解析 容器处于平衡状态，在竖直方向上重力与摩擦力平衡，盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大，如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力，则水平力F可能不变，选项B、C正确.
答案 BC
三、滑动摩擦力
例3 装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图6所示，则在匀速拖出的过程中( )
图6
A.材料与平 台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变
解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变，由F=μFN可知摩擦力是不变的，故A、B错误;因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故D正确.
答案 D
例4 质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图7所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F.(取g=10N/kg)
图7
(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大?
(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大?
解析 在地面上，FN=mg，则滑动摩擦力( 即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax=μFN=μmg=0.5×2×10N=10N.
(1)当 推力F=5N时，F
(2)当推力F=12N时，F>Fmax，物体滑动，则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑=μFN=μmg=10N.
(3)物体运动过程中突然把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小F滑′=10N.
答案 (1)5N (2)10N (3)10N
[课堂要点小结]
摩擦力的比较
静摩擦力 滑动摩擦力 说明
产生条件 相同点 ①相互接触;②相互挤压;③接触面粗糙 最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大;在有些计算中可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力
不同点 有相对运动趋势 有相对运动
力的三要素 大小 不同点 被动力，与压力无关，大小为0N
方向 相同点 ①与运动方向无直接 关系，可与运动方向同向，也可与运动方向反向或者成某一夹角;②与接触面相切;③与同一接触面上的弹力方向垂直
不同点 与相对运动趋势方向相反 与相对运动方向相反
作用点 相同点 在接触面上，作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上
[自我检测]
1.(静摩擦力)置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下，仍处 于静止，则物体所受静摩擦力的大小( )
A.与压力成正比
B.等于水平拉力
C.小于滑动摩擦力
D.在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变
答案 BD
解析 静摩擦力的产生取决于使物体产生相对运动趋势的外力的作用，也就是等于平行于接触面切线方向的外力的大小，与压力大小无关，故B、D正确.
2.(静摩擦力)用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向悬空静止，如图8所示.关于瓶子所受的摩擦力，下列说法正确的是( )
图8
A.握力越大，摩擦力越大
B.只要瓶子不动，摩擦力的大小就与握力的大小无关
C.如果握力加倍，则摩擦力的方向由向下变成向上
D.手越干越粗糙，摩擦力越大
答案 B
解析 只要瓶子静止，根据二力平衡的知识，瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向，与握力大小无关.B项正确.
3.(滑动摩擦力的理解)以下关于滑动摩擦力的说法中，正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
D.两个相互接触的物体发生相对滑动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用
答案 C
解析 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，但与物体的运动方向既可能相同，也可能相反，既可能促进物体的运动，也可能阻碍物体的运动，A、B错误，C正确.摩擦力的产生必须具备三个条件，两个相互接触的物体发生相对滑动时，接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备，此时物体间不一定有摩擦力，D错误.
4.(摩擦力大小的计算)用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动;物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动.该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________;若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________;物体与地面间的动摩擦因数为________.
答案 15N 18N 0.3
解析 水平力为20N时恰能拉动物体，说明最大静摩擦力Fmax=20N.若用F1=15N的力拉物体，由于F1 Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为F滑=18N.又由F滑 =μFN得μ=F滑/FN=18N/60N=0.3.
高一物理上册必修1《摩擦力》教案【二】
教学准备
教学目标
教学目标
(一) 知识与技能
(1) 知道滑动摩擦力静摩擦力概念。
(2) 知道静摩擦力滑动摩擦力方向的判断。
(3) 会根据二力平衡判断静摩擦力大小，知道最大静摩擦力。掌握滑动摩擦力大小与哪些因素有关，并得出滑动摩擦力公式。
(二)过程与方法
(1)培养学生通过实验分析、概括总结物理规律的能力。
(2)渗透物理研究的一般方法：提出问题——猜想与假设——实验探究——合理外推——分析论证——得出结论——总结规律。
(三)情感、态度与价值观
(1)鼓励合作探究，促进合作学习，发扬团队精神。
(2)体验科学发现的乐趣，鼓励科学探究，增强学生学以致用的意识和信心。
教学重难点
教学重点
(1) 静摩擦、滑动摩擦方向的判断总结。
(2) 滑动摩擦力大小的定量探究
教学难点
(1) 静摩擦、滑动摩擦方向的判断总结。
(2) 滑动摩擦大小的的定量探究
教学过程
一、引入新课
教师：今天老师给大家带来一个小游戏，这里有两本一页一页相互交差叠放的两本杂志，现在需要它们拉开，哪位同学想要来挑战一下。
学生：上前拉书
教师提问：是什么原因导致两本书这么难舍难分?
学生答：摩擦力!
二、新课教学
(一)摩擦力概念
教师：摩擦是常见现象，同学们举例说生活中观察到哪些现象力存在摩擦力。
学生举例、教师举例图片补充，回顾初中知识提出摩擦力概念，板书并区分滑动摩擦，静摩擦。
(二)摩擦力方向
【模型演示】箱子平放在桌面，并提问。
(1) 静止在水平面的箱子，它与地面之间是否存在摩擦?——无
(2) 当用水平向右的推力推箱子(未动)，这时两者间是否有摩擦力?——有
(3) 什么摩擦力?——静摩擦
(4) 同样箱子没动，为什么这次却有摩擦力的作用?——有向右动的趋势
教师总结：箱子虽然没有动，但想要向右动。我们把这种想要动而未动称为运动的趋势。
而静摩擦总是起什么作用?
学生答：阻碍相对运动趋势。
教师提问：所以静摩擦什么方向的?
学生答：左
【模型演示】滑块静止放在斜面上，教师提问，学生回答。
(1) 滑块与斜面之间是否有摩擦?——有
(2) 什么摩擦?——静摩擦
(3) 有向哪里滑动的趋势?——沿斜面向下
(4) 所以阻碍它下滑的静摩擦力什么方向?——沿斜面向上
教师：摩擦力方向有什么特点?
学生：与运动趋势方向相反
【模型演示】教师推斜面，让斜面与滑块一起匀速走。教师提问，学生回答。
(1) 这时滑块与斜面之间什么摩擦?——静摩擦
滑动摩擦
教师提问：静摩擦与滑动摩擦有什么区别?
学生答：与接触面之间是否滑动。所以是静摩擦。
(2) 静摩擦什么方向的?——沿斜面向上
教师提示：那静摩擦方向确切的说应该是?
学生答：与相对运动趋势方向相反
教师：这里的相对，指的是相对于地面吗?
学生答：不是，是相对于接触的斜面
演示滑块沿斜面下滑
教师：滑块与斜面之间什么摩擦?
学生：滑动摩擦
教师：什么方向
学生：沿斜面向上
教师：那滑动摩擦力方向有什么特点?
学生：与相对运动的方向相反
(三)摩擦力大小
分组实验探究
【实验探究一】不改变小车上砝码的个数
(1)缓慢增大拉力，观察物块没有滑动之前，F静大小怎样变化。
(2)滑块相对接触面滑动之后，F滑大小的特点。
学生上台展示实验探究过程，并提出改进方法，教师鼓励并总结静摩擦大小。
【实验探究二】
(1)材料不变，依次改变压力大小，观察F滑大小如何变化。将数据填入表格，并描点连线。
(2)压力相同时，不同材料间F滑大小。
投影仪展示学生学案，学生得出正比关系，并得出动摩擦因数概念。
教师提问：总结了F滑 大小的定量关系，如何增大或减小摩擦力?
学生答：增大压力和粗糙程度可以增大摩擦，减小压力和粗糙程度可以减小摩擦。
模型演示——水瓶放在斜面上不动，对比滚动。
教师总结：生活中很多减小摩擦的方法都是化滑动为滚动摩擦。
(四)自制教具展示：演示物块从静摩擦到滑动摩擦大小变化。
(五)教师课堂总结、视频展示、语言情感提升。
板书