初中人教版（2024）摩擦力教学设计

这是一份初中人教版（2024）摩擦力教学设计，共9页。教案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，教学器材，新课导入，新课学习，播放实验视频，实验思路等内容，欢迎下载使用。
【课题】第3节 摩擦力
【学习目标】
1. 能根据生活实际体验认识摩擦力。
2. 能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略的测量沿水平方向运动的物体所受的滑动摩擦力。
3. 经历研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程，知道滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系。
4. 认识摩擦在生产或生活中的利用与防止，并能正确说出增大或减小摩擦的方法。
【学习重点】
1. 会用弹簧测力计测量滑动摩擦力。
2. 利用控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素。
【学习难点】
1. 知道摩擦现象，能说出摩擦力的概念。
2. 能判断滑动摩擦力的方向。
【教学器材】
木块（两端带环）、长木板、弹簧测力计、钩码、毛巾（或棉布）等（演示实验一套、学生分组实验每组一套）。毛刷（演示实验用）
【新课导入】
问题1：将手掌压在桌面上滑动时，你是否感到桌面对手掌有阻碍作用?
学生活动后回答感受：当我们将手掌压在桌面上滑动时，会感觉到桌面对手掌有阻碍作用。
问题2：要改变手掌受到的阻力的大小，你有哪些方法?
学生体验后回答： 增大手掌对桌面的压力，会感觉到桌面对手掌的阻碍作用更大。
教师陈述：滑冰运动员停止蹬冰后会慢慢停下来，是因为受到了冰面的摩擦阻力。行驶的汽车刹车后会很快停下来，也是因为受到了路面的摩擦阻力。
板书课题 第3节 摩擦力
【新课学习】
一 摩擦力
滑动摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力 。
【讲述】两个物体相互接触的接触面是凹凸不平的。当物体发生相对运动时，就会彼此阻碍，产生滑动摩擦力。
演示：毛刷相对桌面向右运动，刷毛向左弯曲，受到桌面的摩擦力方向向左。
方向滑动摩擦力的方向：毛刷受到桌面的摩擦力阻碍毛刷相对桌面运动。毛刷所受桌面的摩擦力方向与毛刷相对桌面的运动方向相反。
【小结】
1．摩擦力产生条件：①两个物体接触且接触面受到压力；②物体间有相对运动或相对运动趋势；③接触面粗糙。
2. 摩擦力的方向：总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
3．摩擦力的作用点：摩擦力实际是作用在整个接触面上，为研究方便，一般情况下把摩擦力的作用等效到一个点上，可把这个等效点取在接触面上，也以取在物体的重心上。
4．滑动摩擦力的分类：①滑动摩擦力；
②静摩擦力：两个相对静止、且具有相对运动趋势的物体间产生的摩擦力叫作静摩擦力。
③滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时所产生的摩擦力叫作滚动摩擦力。
5．滑动摩擦力的测量
（1）测量原理：二力平衡条件
（2）测量方法：如图所示，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，此时读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。
分析测量原理：由于木块在长木板上做匀速直线运动，受到的力为平衡力，在水平方向上木块受到滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力。由二力平衡条件可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小相等，所以读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。
【播放实验视频】用弹簧测力计测量滑动摩擦力
6．影响滑动摩擦力大小的因素
【讲述】在手掌压在桌面上滑动的过程中，压力越大，手掌受到的阻碍越大;桌面越粗糙，滑起来越费力。影响滑动摩擦力大小的因素有哪些?
学生分组实验 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【实验思路】
根据生活经验，同样的接触面，物体越重，对接触面的压力越大，滑动时受到的摩擦力越大;同样的压力，接触面越粗糙，物体滑动时受到的摩擦力越大。
只要控制接触面相同，测量不同压力下物体受到的滑动摩擦力，就可以找到滑动摩擦力与压力的关系;
只要控制压力不变，改变接触面的粗糙程度，就可以找到滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系。
（1）如何改变对接触面压力的大小?
在木块上放质量不同的砝码，改变压力。
（2）如何改变接触面的粗糙程度?
换用材料相同但表面粗糙的长木板，改变接触面的粗糙程度。
【方法点拨】通常我们说乙跟甲有关，甲是自变量;乙随甲的改变而变化，是因变量。如果问题涉及多个自变量，可以每次只研究因变量与其中一个自变量的关系，控制其他的自变量不变，这是控制变量的研究方法。
【实验过程】
（1）用弹簧测力计拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
（2）在木块上放不同数量的钩码，改变压力，测量滑动摩擦力。
（3）换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持压力不变，测量滑动摩擦力。
……
【播放实验视频】探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
（4）实验数据记录
【实验结论】
滑动摩擦力的大小跟压力大小有关，接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大；
滑动摩擦力的大小还跟接触面的材料有关。
【交流与评估】
（1）实验中的探究方法
①控制变量法：探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变接触面所受的压力；探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，控制压力不变，改变接触面的粗糙程度。
②转换法：实验中用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，通过读取弹簧测力计的示数来间接测量木块所受滑动摩擦力的大小。
（2）实验方案改进
①实验中很难控制沿水平方向匀速拉动木块，会导致弹簧测力计的示数不稳定；②实验中是在弹簧测力计运动过程中读取示数，会产生比较大的读数误差。
实验方案改进：将木块放在长木板上，用弹簧测力计挂钩拉住木块，弹簧测力计的挂环固定。沿水平方向向右拉动长木板，当木块保持静止平衡状态时，读取弹簧测力计示数。木块所受滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。

使用改进后的方案：木板可以不做匀速直线运动，弹簧测力计相对于桌面始终保持静止状态，便于读数。
【拓展1】探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系
把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块沿水平方向做匀速直线运动，测出此时的拉力F1；
木块受到的摩擦力f1=F1=1N
把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块沿水平方向做匀速直线运动，测出此时的拉力F2.
木块受到的摩擦力f2=F2=1N
S1≠S2 , f1 = f2
【实验结论】在接触面粗糙程度和压力大小都相同时，摩擦力大小与接触面积大小无关。
【拓展2】探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小的关系
把木块平放在木板上，用弹簧测力计以比较小的速度拉木块沿水平方向做匀速直线运动；
木块受到的摩擦力f1=F1=1N
把木块平放在木板上，用弹簧测力计以比较大的速度拉木块沿水平方向做匀速直线运动，测出此时的拉力F2.
木块受到的摩擦力f2=F2=1N
v1≠v2 , f1 = f2
【实验结论】在接触面粗糙程度和压力大小都相同时，摩擦力大小与物体运动速度大小无关。
总结：滑动摩擦力的大小只与作用于接触面的压力和接触面的粗糙程度有关。跟接触面的面积、物体运动的速度都无关。
【课堂练习】
【例题1】(2025年河北中考题)如图所示，手掌压在桌面上滑动的过程中，压桌面的力越大，受到的摩擦力越___________；压力相同时，桌面越粗糙，受到的摩擦力越___________。在自行车中，有的设计是为了增大摩擦，请写出其中一例：______________________________。
【答案】大 大 自行车车把上有凹凸不平的花纹
【解析】滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；手掌压在桌面上滑动过程中，手掌压桌面的力越大，即接触面所受压力越大，推起来越费力，滑动摩擦力越大；压力相同时，桌面越粗糙，即接触面越粗糙，手掌受到的摩擦力越大。
自行车车把上有凹凸不平的花纹，在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，增大手和车把之间的摩擦。
【例题2】(2025年江苏苏州中考题)探究影响滑动摩擦力大小的因素时，小明根据生活经验提出如下猜想：①与接触面粗糙程度有关；②与压力大小有关。
（1）为验证猜想，他利用木块、弹簧测力计、木板、毛巾、重物等器材进行实验，实验前，应将弹簧测力计______放置后进行校零；
（2）实验时，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做__________运动，弹簧测力计示数如图甲，此时木块受到的滑动摩擦力大小为______N；
（3）比较___________两次实验，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
【答案】（1）水平 （2）匀速直线 2.2 （3）乙、丙
【解析】（1）实验中要用弹簧测力计拉着木块在水平木板上沿水平方向做匀速直线运动，所以实验前，应将弹簧测力计水平放置后进行校零。
（2）实验中要用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于测力计示数。图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N，则此时木块受到的滑动摩擦力大小为2.2N.
（3）乙、丙两次实验中，接触面上所受压力相同，接触面的粗糙程度不同，是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系的。
【例题3】（2025年甘肃中考题）如图所示是登山运动员沿倾斜山脊向上行走的示意图，请在图中画出运动员所受支持力和摩擦力的示意图（可把力的作用点画在重心上）。

【答案】
【解析】登山运动员沿倾斜山脊向上行走时，受到垂直于斜坡的支持力，支持力的方向垂直于斜坡向上；运动员向上行走时有相对斜坡有向下滑动的趋势，受到的静摩擦力方向沿倾斜山脊向上，两个力都作用在运动员的重心上。
【例题4】（2025年四川泸州中考题）小复周末参加家庭劳动。如图甲所示，他用抹布向左擦拭桌面时，抹布受到桌面的摩擦力方向向______，为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍，他加大了向下的压力，这是为了______摩擦；如图乙所示，他用50N的水平推力推重为300N的餐桌，没推动，此时餐桌受到的摩擦力大小为______N.
【答案】右 增大 50
【解析】物体受到摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，当小明向左擦拭桌面时，抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的。
为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍，他加大了向下的压力，这是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力。
用50N的水平推力推重为300N的餐桌，没推动，说明餐桌处于静止状态，则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡，摩擦力等于推力等于50N.
知识点二 摩擦的利用与防止
摩擦无处不在。
（1）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它。
人走路时要利用鞋底与地面间的摩擦；机场、车站利用行李与传送带的摩擦传送行李。
（2）摩擦在很多情况下又是有害的。这时要设法减小摩擦。
机器工作时，运动的部件间要产生摩擦，消耗动力且使机器磨损。
【想想议议】 下列三幅图中，哪些是要增大摩擦的？哪些是要减小摩擦的？通过什么方法增大或减小摩擦？

甲 自行车的车闸 乙 涂有防滑粉的手 丙 冰壶运动
【分析】甲图中是用增大压力的方法来增大摩擦的。
乙图中是用增加接触面粗糙程度的方法来增大摩擦的。
丙图中是用减小接触面的粗糙程度的方法来减小摩擦的。
【科学世界】减小摩擦的方法
（1）用滚动代替滑动可以大大减小摩擦。
我国古人很早就发现用滚动代替滑动可以大大减小摩擦，人们常常利用滚木移动巨石、巨木等。
滚动轴承的内圈紧套在轴上，外圈固定在轮上，两圈之间装着许多光滑的钢球或钢柱。轮转动时带动外圈转动，钢球或钢柱在内外圈之间滚动，摩擦就大大减小了。现在许多机器的转动部分都安装了滚动轴承。自行车的前后轮都是安装在滚动轴承上的。
（2）使两个互相接触的表面分离，也能减小摩擦。
给门轴上的合页加润滑剂可以在两个表面之间形成油膜，使它们互不接触，这样就减小了摩擦。
气垫船利用压缩空气使船体与水面脱离接触，可以大大减小摩擦。
磁悬浮列车通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力。
【课堂练习】
【例题5】（2025年江西中考题）如图所示，学校足球赛场上的守门员接住射来的足球，表明力可以改变物体的___________状态；守门员通过戴上手套增大接触面的粗糙程度来增大_________力，可以更稳地接住球。
【答案】运动状态 摩擦
【解析】守门员接住射来的足球，守门员对足球的作用力使足球由运动变为静止，足球的运动状态发生变化，表明力可以改变物体的运动状态。
守门员戴上防滑手套，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【例题6】(2025年福建中考题)在体育运动中，下图中的做法为了减小摩擦的是【 】
A.穿轮滑鞋 B.手涂防滑粉 C.戴手套接球 D.用力捏车闸
【答案】A
【解析】A．穿轮滑鞋是用滚动摩擦替代滑动摩擦的方法减小摩擦力的；
B、C．运动员手涂防滑粉、戴手套接球，都是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的；
D．用力捏自行车的车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力的。
【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4题