科學(xué)探究摩擦力同步輔導(dǎo)與練習(xí) 1

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教學(xué)無憂淘寶店 http://jiaoxue5u.taobao.com 您身邊的教學(xué)專家 第5章 熟悉而陌生的力 5.5 科學(xué)探究：摩擦力 基本要求: 1. 通過實(shí)驗(yàn)，探究滑動(dòng)摩擦力和接觸面的粗糙程度、接觸面之間的壓力大小的關(guān)系。 2. 知道增大和減小摩擦的方法，并能在日常生活中應(yīng)用這些知識(shí)。 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：摩擦力及增減方法 難點(diǎn)：具體問題的分析 基本內(nèi)容講解： 1. 什么是摩擦力 力的效果之一是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．我們用比較小的力推桌子，桌子并沒有開始運(yùn)動(dòng)，這是為什么？原來桌子和地面之間有摩擦力，它的作用效果跟推力相抵消．我們用比較大的力推桌子，桌子開始運(yùn)動(dòng)起來，這時(shí)推力的大小超過了摩擦力。當(dāng)桌子運(yùn)動(dòng)起來后，我們必須繼續(xù)施加推力才能使它保持這種運(yùn)動(dòng)，如果不用力，桌子會(huì)停下來，這時(shí)的推力用來平衡摩擦力。 當(dāng)我們推桌子時(shí)，桌子沒有動(dòng)，這時(shí)有摩擦力。桌子和地面接觸，當(dāng)桌子要運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生了阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這就是摩擦力。正是由于有摩擦力，導(dǎo)致桌子要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但是沒有動(dòng)起來。 當(dāng)桌子運(yùn)動(dòng)起來后，我們不再用力推它，桌子很快停下來。其原因是桌子受摩擦力?？梢?，桌子和地面接觸，桌子在地面上已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)也有摩擦力。 綜上所述，摩擦力是一種常見的力。兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)一個(gè)物體要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這個(gè)力就是摩擦力。 摩擦力產(chǎn)生的原因目前在科學(xué)上還沒有定論。一般認(rèn)為，摩擦力的產(chǎn)生，是因?yàn)槲矬w的表面不光滑。甲、乙兩個(gè)物體接觸時(shí)，由于擠壓，兩個(gè)物體的凹凸部分相咬合，甲物體要發(fā)生運(yùn)動(dòng)或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙物體對(duì)甲物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有一種阻礙作用，這就是摩擦力。 通過上面的學(xué)習(xí)我們發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)問題，（1）摩擦力產(chǎn)生的條件，（2）摩擦力的作用點(diǎn)，（3）摩擦力的方向，（4）摩擦力的實(shí)質(zhì)。摩擦力可以分為三種，也就是滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力、靜摩擦力。今天我們先來研究滑動(dòng)摩擦力，這種摩擦力就是一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)所受到的阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。 2. 滑動(dòng)摩擦力的大小 滑動(dòng)摩擦力的大小，就是今天我們研究的課題，滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢？ 接下來我們進(jìn)行猜想與假設(shè)，我們由日常生活的經(jīng)驗(yàn)可以得到滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面之間的壓力有關(guān)，可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)，可能與接觸面的大小有關(guān)，可能與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，可能與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)等等。在這些可能的因素中，我們今天就來研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系。 要研究滑動(dòng)摩擦力的大小，首先應(yīng)該會(huì)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。 我們拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，木塊在水平方向上受到拉力和摩擦力，當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力和拉力大小相等、方向相反．所以，只要用彈簧秤測(cè)出拉力的大小，就知道了摩擦力的大小。 將木塊放在水平木板上，用彈簧秤拉著木塊在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出摩擦力的大小。在木塊上放一個(gè)鉛筆盒，這時(shí)，木塊對(duì)木板的壓力增大，再測(cè)摩擦力的大小。將毛巾鋪在木板上，把木塊放在毛巾上，測(cè)量木塊在毛巾表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力的大小。 通過以上實(shí)驗(yàn)可知，摩擦力的大小跟壓力大小有關(guān)。壓力越大，摩擦力越大；摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。 3. 增大有益摩擦 摩擦力是普遍存在的。在很多場(chǎng)合，摩擦力是有益的。人走路時(shí)不打滑多虧了摩擦力所以我們要把鞋底子做的粗糙一些。我們拿起一個(gè)茶杯，靠的就是手和杯子之間的摩擦力，由此我們發(fā)現(xiàn)人的手表面上也是粗糙的，也就是有手紋和指紋。縫紉機(jī)的大輪帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，那是皮帶和輪子之間有摩擦力的緣故．在冰面上有兩輛汽車，一輛是空載，另一輛是滿載，哪一輛車更容易起動(dòng)，當(dāng)然是重車更容易起動(dòng)，因?yàn)樗釉诮佑|面上的壓力較大，所以摩擦力也較大，因此更容易起動(dòng)。為了讓空載的汽車也能順利起動(dòng)，我們?cè)谲囂サ南旅娣乓恍┥白?，從而增大了接觸面的粗糙程度，來增大有益的摩擦。 4. 減小有害摩擦 　　摩擦力并不是都有好處，在有些場(chǎng)合是有害的，必須設(shè)法減小它。機(jī)器的各個(gè)部件之間的摩擦不僅浪費(fèi)動(dòng)力，而且造成機(jī)件的摩損，影響機(jī)器的壽命。 　　由于摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，要減小有害摩擦，應(yīng)該使物體表面更光滑和減小壓力．但是，利用這兩種方法還不能使摩擦力減小到令人滿意的程度，我們可以做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)．在木塊和木板之間放一排圓鉛筆，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出拉力的大小。 　　可見，利用滾動(dòng)代替滑動(dòng)可以減小摩擦，這就是所有的車輛都安上輪子的道理。機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分安裝滾動(dòng)軸承，軸承內(nèi)圈和外圈之間裝有很多光滑的鋼球或鋼柱，這樣，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的滾動(dòng)摩擦非常小。 　　還有一種減小摩擦的方法是使兩個(gè)互相接觸的摩擦面彼此離開。加潤(rùn)滑油可以在摩擦面間形成一層油膜，運(yùn)動(dòng)部件只在油膜上滑動(dòng)，減小了摩擦。利用壓縮氣體在摩擦面之間形成一層氣墊，使摩擦面脫離接觸，可以使摩擦變得更小。氣墊軸承、氣墊船就是利用氣墊來減小摩擦的。我國(guó)現(xiàn)在正在研究的磁懸浮列車，也是利用這種方法來減小摩擦力的。 【典型例題】 例1. 下列各摩擦中屬于有害摩擦的是 [ ] A. 自行車剎車皮與鋼圈之間的摩擦 B. 單杠運(yùn)動(dòng)員上杠時(shí)，手與單杠的摩擦 C. 汽車行駛時(shí)與空氣之間的摩擦 　　D. 人走路時(shí)，鞋子與地面之間的摩擦 　　分析：自行車剎車皮是為了剎車使用的；單杠運(yùn)動(dòng)員在上杠時(shí)手與單杠間的摩擦可防止脫杠；汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)與空氣的摩擦?xí)璧K車的運(yùn)動(dòng)；人走路時(shí)與地面間的摩擦可防止打滑。 　　解答：C 例2. 水平地面上有一靜止的木塊，用腳踢一下，木塊運(yùn)動(dòng)起來，有人根據(jù)這一現(xiàn)象說“力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因”；運(yùn)動(dòng)后的木塊，不受腳的作用力會(huì)慢慢停下來，有人又根據(jù)這一現(xiàn)象說“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這種說法對(duì)嗎？為什么？ 解答：這種說法不對(duì)。原來靜止的木塊運(yùn)動(dòng)起來，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，變化的原因是受到腳給的作用力。木塊運(yùn)動(dòng)后，會(huì)慢慢停下來，即木塊由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，是由于受到地面給的摩擦力和空氣阻力。如果木塊不受空氣阻力，而且在絕對(duì)光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，那木塊會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而且不會(huì)停止。這種現(xiàn)象正好說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。 例3. 關(guān)于“研究滑動(dòng)摩擦力”的實(shí)驗(yàn)，回答以下問題： 　　(1)實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是什么？滑動(dòng)摩擦力的大小是怎樣測(cè)出來的？ 　　(2)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)已填在下面的表格中，由1、2兩次實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？由2、3兩次實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？ 　　表1 　　分析：(1)實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是：做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到的外力是平衡力。木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到的一對(duì)平衡力是拉力和摩擦力，摩擦力的大小等于拉力的大小，從彈簧秤上讀出拉力的數(shù)值即為摩擦力的大小。 　　(2)由1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知，在接觸面材料不變時(shí)，壓力越大，摩擦力越大。由2、3兩次實(shí)驗(yàn)可知，在壓力不變時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大。 例4. 有同學(xué)說：“摩擦都是有害的．”所以摩擦越小越好，這話對(duì)嗎？ 分析：摩擦是一種常見的現(xiàn)象，它對(duì)人類有有害的一面，也有對(duì)人類有益的一面．分析我們身邊發(fā)生的大量實(shí)例。知道人走路就要利用鞋底與地面間的摩擦，可見，這個(gè)摩擦是有益的．為了防止走路時(shí)打滑的現(xiàn)象，常見的改進(jìn)方法是：把鞋底壓出許多凹凸不平的花紋，使鞋底面粗糙些．由此使人推想到，假如世界上不存在摩擦，人類就寸步難行。所以“摩擦都是有害的”這一說法是錯(cuò)誤的。 例5. 下列各種措施，為了減小摩擦的是( )，屬于增大摩擦的是( )． A. 用臺(tái)鉗緊工件． B. 搬運(yùn)笨重的機(jī)械，常在它的下面墊入圓木． C. 自行車的腳蹬子和把套上刻有凹凸不平的花紋． 　　D. 給自行車車軸處加潤(rùn)滑油． 分析：在本題的四個(gè)事例中，A是為了防止工件脫落，影響工作。C是為了防止手、腳與把套、腳蹬子打滑。這兩個(gè)實(shí)例中的摩擦是有益的，所以采取了上述措施增大有益摩擦，而B是利用了滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多的道理減小有害摩擦。D是通過加潤(rùn)滑油，使摩擦面不直接接觸，讓活動(dòng)部件在油膜上滑動(dòng)，從而減小有害摩擦。 【模擬試題】（答題時(shí)間：40分鐘） 一. 填充題 　1. 一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)的摩擦叫做________，除了此摩擦外，還有______和__________________。 　2. 小孩從滑梯上滑下，小孩和滑梯之間的摩擦是________；用鋼筆寫字時(shí)，筆尖和紙之間的摩擦是________；推車前進(jìn)時(shí)，鋼珠與軸承內(nèi)外圈之間的摩擦是____________；手握住茶杯，手和茶杯之間的摩擦是_________。 　3. 當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)，接觸面間產(chǎn)生的______________叫做滑動(dòng)摩擦力。 　4. 滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸面間的壓力______，壓力______，滑動(dòng)摩擦力也______，滑動(dòng)摩擦力的大、小還跟接觸面的________和________有關(guān)。 　5. 在相同的條件下，滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦要_____________。 6. 某同學(xué)為了測(cè)定木塊和桌面的滑動(dòng)摩擦力的大小，它應(yīng)該用彈簧秤拉著木塊沿水平方向作__________運(yùn)動(dòng)，若此時(shí)彈簧秤讀數(shù)是3.5牛，則實(shí)驗(yàn)得出的摩擦力為_______牛。 7. 摩擦力的大小與_____和接觸面的_____有關(guān)。90牛的重物放在各處同樣均勻的水平桌面上，用30牛的水平拉力使它向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力等于______牛，方向向_____，如果拉力變小，摩擦力________。 　8. 推自行車前進(jìn)，輪與地面之間的摩擦是______摩擦；自行車在按剎車手把后，若車輪仍轉(zhuǎn)動(dòng)，剎車橡皮與車圈之間的摩擦是______摩擦；在按剎車手把后，車輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，但自行車仍在前進(jìn)時(shí)，車輪與地面間的摩擦是_______摩擦。 　9. 質(zhì)量為0.5千克的物體，在一個(gè)水平外力F＝15牛的作用下靜止在豎直墻上，如圖所示，則物體受到_____、_____、_____、_____力的作用，它們的大小分別是______、_______、______、______。 　10. 一個(gè)小孩用25牛的水平力推放在水平地面上的重100牛的箱子，箱子沒有動(dòng)，那么箱子受到的摩擦力大小是________牛。 二. 選擇題 1. 重98牛的物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受19.6牛的阻力，要使物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，需加的水平力是 [ ] A．19.6牛； B．98牛； C．117.6牛； D．無法確定． 2. 一物體沿另一物體表面滑動(dòng)時(shí)，其摩擦力的大小　　 [ ] A. 只與壓力的大小有關(guān)； B. 只與物體的重力有關(guān)； C. 與物體的重力和接觸面的狀況有關(guān)； 　　D. 與相互間的壓力和接觸面的狀況都有關(guān)． 3. 用手握住油瓶的頸部，油瓶不會(huì)滑落，則下列說法中正確的是 [ ] A. 手給瓶子的摩擦力小于瓶子的重力； B. 手給瓶子的摩擦力等于瓶子的重力； C. 手給瓶子的摩擦力大于瓶子的重力； 　　D. 手給瓶子的摩擦力與瓶子的重力無關(guān)． 4. 下列現(xiàn)象中，屬于滑動(dòng)摩擦的是 [ ] A. 行進(jìn)中的火車車輪跟鐵軌之間的摩擦； B. 使用筷子夾菜時(shí)，手和筷子之間的摩擦； C. 用橡皮擦去紙上的字跡時(shí)，橡皮與紙張之間的摩擦； 　　D. 在地上滾動(dòng)油桶時(shí)，油桶與地面的摩擦． 5. 關(guān)于摩擦力，下列說法中正確的是 [ ] A. 物體越重，接觸面越粗糙，物體受到的摩擦力就一定越大； B. 摩擦力的方向一定和物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 C. 摩擦力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，所以它是阻力； 　　D. 摩擦力既可作為阻力，有時(shí)也可能當(dāng)作動(dòng)力． 三. 說理題 1. 為了移動(dòng)笨重的機(jī)器，常常在機(jī)器下面墊上幾根圓鐵棒，這樣移動(dòng)起來就省力多了，這是為什么？ 2. 用皮帶傳動(dòng)時(shí)，為了防止打滑，可以在皮帶和皮帶輪之間加些松香粉末，為什么要這樣做？ 【試題答案】 一. 1. 滑動(dòng)摩擦，靜摩擦，滾動(dòng)摩擦 　　2. 滑動(dòng)摩擦，滑動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦，靜摩擦 　　3. 阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力 　　4. 有關(guān)，越大，越大，材料性質(zhì)，粗糙程度 　　5. 小得多 6. 勻速直線，3.5， 7. 壓力，粗糙程度，30，左，不變 　　8. 滾動(dòng)，滑動(dòng)，滑動(dòng) 　　9. 重力，摩擦力，壓力，支持，4.9牛，4.9牛，15牛，15牛 　　10. 25 二. 1. A 2. D 3. B 4. C 5. D 三. 1. 這是用滾動(dòng)代替滑動(dòng)，可以減小摩擦力。 2. 通過加松香的方法，增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。 中小學(xué)各個(gè)科目?jī)?yōu)質(zhì)課視頻+課件教案學(xué)案試題全冊(cè)打包qq1119139686