博士课堂||初中物理:8.3 摩擦力

李白这首《行路难》道尽了他在政治道路上遭遇艰难时，产生的不可抑制的愤激情绪，其中一句“长风破浪会有时”蕴涵着摩擦力物理知识，舟行水面时，水对船板产生的摩擦力是怎么形成的呢？

今天我们一起学习初中物理第八章第三节《8.3 摩擦力》，下面我们先来看一段视频：

行驶的汽车，刹车后为什么能很快停下了？这是因为，汽车在刹车时，刹车片有一个阻碍车轮旋转的力，这个力是摩擦力。

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力.

❶物体间相互接触并挤压；

❷接触面粗糙；

❸物体间有相对运动或相对运动趋势。

摩擦力是阻碍相对运动的力，所以摩擦力方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。

滑动摩擦力：与相对运动方向相反

静摩擦力：与相对运动趋势方向相反

判断摩擦力方向时，要正确判断出谁是施力物体，谁是受力物体。人走路时，摩擦力是产生于脚（鞋）和地面之间，不是人和地面之间。人相对于地面向前运动，但是摩擦力方向并不是向后。

⑴滑动摩擦力的大小：可使用弹簧测力计测量

如图，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿着长木板做匀速直线运动。根据二力平衡（下一章中将重点讲述）知识，可知弹簧测力计对木块的拉力大小等于木块受到的摩擦力，即F=f。

⑵静摩擦力的大小：根据平衡力知识判断

当你爬杆到某处静止时，受到的摩擦力和重力是一对平衡力，故摩擦力与重力大小相等，即f=G。

如果是匀速向上爬或匀速下滑的时候，摩擦力和重力大小还相等吗？无论是静止、匀速上爬，还是匀速下滑，均属于平衡状态。所以，摩擦力与重力是一对平衡力，大小相等。

摩擦力可以分为滑动摩擦力、静摩擦力及滚动摩擦力。

摩擦力及其分类

1.滑动摩擦力：

那么同学们知道滑动摩擦力的大小与哪些因素有关吗？下面我们通过一个实验来探究一下影响滑动摩擦力大小的因素。

影响滑动摩擦力大小的因素有哪些？依据是什么？接触面的粗糙程度、压力、接触面积、运动速度......

1、如何测量滑动摩擦力的大小？

2、如何改变接触面的粗糙程度？

3、如何改变接触面压力的大小？

4、怎样研究其中某一因素对滑动摩擦力大小的影响？

探究影响滑动摩擦力大小的因素

①将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使木块做匀速直线运动，此时的弹簧测力计示数就等于滑动摩擦力的大小；

②在木块上放上砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力；

③换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力。

两个相互接触的物体，当它们要发生相对滑动时（有相对运动趋势），在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做静摩擦力。例如：履带与铁块一起运动并保持相对静止时，铁块与履带之间为静摩擦力。

一个物体在另一个物体表面上滚动时受到的摩擦力，叫做滚动摩擦力。在其他条件相同的情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小。

当足球在地面上滚动时，速度越来越慢，这是因为地面给它一个阻碍运动的力，这个力还是摩擦力。

走路时，使我们前进的力是摩擦力，此时摩擦力属于动力，对我们有用，设法增大它。如果没有摩擦，我们将寸步难行、无法拿起任何东西……

摩擦力很多时候又是有害的，此时摩擦力属于阻力。机器工作时，运动部件间要产生摩擦。这种摩擦不但白白消耗动力，而且使机器磨损。这时就要设法减小摩擦。

增大压力：擦黑板时用力；用力捏车闸刹车

使接触面变粗糙：鞋底、轮胎有花纹；结冰的路面撒炉渣灰

减小压力：雪橇用密度小的材料制成

使接触面变光滑：冰壶比赛中，不断摩擦冰面而形成水膜，减小摩擦

变滑动为滚动：滚动轴承

使接触面分离：加润滑油、气垫船、磁悬浮列车

3考题再现

习题1：班级大扫除时，小天发现许多现象与摩擦有关，其中减少摩擦的措施是（　　）

A．擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦

B．书柜下装有滚轮便于移动位置

C．黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成

D．水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹

习题2：假如摩擦力消失了，将会直接导致（　　）

A．声音不能传播 B．冰块不能漂浮于水面

C．徒手不能爬上直杆 D．电灯通电后不能发光

习题3：如图，三个相同的物体叠放在一起，当B受到5N的水平拉力时，三个物体一起向右匀速运动，则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为　　N和　　N。

习题4：小华在探究影响滑动摩擦力大小因素时，用如图所示的方式测量滑动摩擦力大小，这样操作的错误是　　，纠正错误后，应拉动弹簧测力计使木块做　　运动．若在木块上再放一个砝码，则木块运动时受到的滑动摩擦力将　　（选填“变大”或“不变”）．

习题5：小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，提出了如下猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关

猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关

猜想三：滑动摩擦力的大小与接触面积有关

为了验证猜想，准备了如下器材：弹簧测力计、长木板、长方体木块和砝码．

他利用上述器材进行了如下实验：

①将木块平放在长木板上组装成如图1所示的装置．匀速拉动长木板，记下弹簧测力计的示数．

②在木块上加砝码，如图2所示．匀速拉动长木板，记下弹簧测力计的示数．

完成下列任务：

（1）在图3中画出长木板被匀速拉动时（木块相对桌面静止），长木板在水平方向上的受力示意图．

（2）通过实验步骤①②可验证猜想　　．

（3）要完成对“猜想三”的验证，需在实验步骤①的基础上进一步实验，请你写出下一步的实验方案．

完

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