论摩擦力本质1

论滑动摩擦力本质

物理学专业梁维扬

［摘要］解释摩擦力的本质有主要有两种学说——凹凸说和粘附说，但是这两种学说都不能令人满意地解释日常现象。本文用理想实验法，从分子（原子）层面解释并统一了凹凸说和粘附说。

［关键词］摩擦力；摩擦因数；啮合说；粘附说；分子（原子）力

摩擦力是我们生活中最常接触到的一种力，走路需要摩擦力，拿东西需要摩擦力，开车需要摩擦力，可以说，人类的衣食住行都离不开摩擦力。那我们知道摩擦力到底是怎么产生的吗？

1 两种学说

关于摩擦力的本质，目前有比较令人信服的有两种学说,啮合说和粘附说。

⑴凹凸啮合说，是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦力本质的理论。啮合说认为摩擦是由相互接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相互碰撞，产生断裂、磨损，就形成了对运动的阻碍。

⑵粘附说，这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦力本质的理论。最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出。他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦力会增大，可以用两个物体的表面充分接触时，它们的分子（原子）引力将增大来解释。

新的摩擦粘附论认为，两个相互接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看，还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8m或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性黏合。这时，要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。产生摩擦的真

表 1

摩擦系数还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关，在相同的压力下，一般来说接触面越粗糙，摩擦系数越大。所以日常生活中，我们看到人们总是试图使接触面变光滑来减小摩擦力，或者使接触面变粗糙来增大摩擦力。比如用来溜旱冰的地板越光滑越好，水杯的手柄做得越粗糙越好等。似乎越光滑摩擦力越小，但事实上并非如此。我们来看下面这个“光胶”的例子：

用来做显微镜或望远镜的光学镜片一般都要求特别光滑，科学家有时候需要把两个不同倍数的镜片结合到一起，“这么光滑的镜片如何能够结合到一起呢？”科学家们想

当然地以为这很困难，因为这种镜片太光滑了，即使强力胶也很难粘结，而且任何中间粘结物都会会给镜片带来瑕渍，影响镜片的质量。

可是，当科学家试着把两片表面特别光滑、接触面形状相合的光学镜片相互接触后，奇迹出现了，就像中间接触面涂上了强力胶一样，这两个镜片紧紧地贴在了一起，难以把它们分开，两个镜片几乎浑然成了一个镜片，可是科学家并没有在接触面上涂任何东西！科学家在不经意间解决了难题。后来，这个通过光滑表面粘结镜片的技术成为制作光学仪器的一项工艺，称为“光胶”，光胶其实并没有用到任何实际的胶。

为什么会出现上述现象呢?科学家目前的观点是：

两个物体相对运动时接触面越光滑，摩擦力越小的规则只适用于一定的范围，当物体表面光滑程度超过一定限度时，越光滑，则摩擦力反而会越大，因为过分光滑的两个表面的分子（原子）会紧紧相邻，相互之间的距离很小，两个表面的分子（原子）之间就会由于电磁作用而相互吸引，越是光滑，分子（原子）间的距离越小，这种电磁吸引力就越大。这时若再想分开这两个物体，或使它们相互移动，都会很困难，因为两个物体接触面的许多分子（原子）相互吸引的合力比强力胶的粘结力还要大。

这说明越光滑摩擦力也可能越大。

4 真理在哪里

摩擦力的本质会是啮合说中的凸起部分互相阻碍吗？显然“光胶”现象否定了它。但又是粘附说里所提到的克服分子（原子）间的引力而产生的吗？也不尽然，因为两表面接触且互相挤压的物体相对运动后，表面总会有磨损，即两表面趋于平坦，趋于光滑，分子（原子）力的总和应该增大的，即摩擦力增大，但谁都知道，刀越磨越锋利，鞋子穿久了鞋底因磨损而容易打滑。

这究竟是怎么回事呢？我认为这两种学说并不矛盾，啮合说是从宏观上以人们的生活经验来解释的，谁都知道凸起的石头可以绊倒人；粘附说则是从微观上分析我们肉眼看不到的分子（原子）的相互作用，上过初中的人也会知道分子（原子）力也是一种很强的电磁相互作用力。两种学说从不同角度来解释摩擦力，都有一定的道理。后来人们通过不断试验和分析计算，发现上述两种理论提出的机理都能产生摩擦。那么结合两个

学说就能解释摩擦力的本质了吗？我觉得还需要很多的补充：啮合说应该

．．从．分子

．．

．．．．．补充

（原子）

．．．．．．．．．．．．．．．．

．．．．力来

．．解释，粘附说应该补充宏观的因素。

5 追寻真理

从上面的陈述，我们知道增大摩擦力的方法，既可以让两接触面尽可能的粗糙，也可以让两接触面尽可能的光滑。这说明在两个“尽可能”之间，必存在一个摩擦力最小的中间状态。曾有一名著名的学者哈迪，他进行了大量的实验。他首先把两个物体表面研磨得极光滑，然后来做摩擦实验，结果发现，两物体磨得越光滑，它们之间的摩擦力就越少，但是这种光滑水平达到一定程度时，摩擦力反而有所增加，甚至两个光滑的金属面能“粘”在一起。

我用理想实验法，从两接触面的接触情况进行极限分析。设两接触面相对运动时无电荷得失，也就是没有静电作用，结合表1，且设粗糙的接触面为木质材料，平整光滑的为钢材，则可以画出三种接触情况如图：

图 1 木—木，f1

图 2 钢—木，f2

图 3 钢—钢，f3

对于上图我们可以打这样一个比方，上表面是鞋底，下表面是地板。刚买鞋的时候地板和鞋都是很粗糙的，这时人不容易摔跤;穿了一段时间后，鞋底先被磨平了，这时人

很容易滑倒；假设这鞋很厚，这人又不舍得扔，就一直穿着，以马克思用脚把看书的地方跺出一个坑的毅力，这个人也把这一段路面磨平了，这时这个人是更容易滑倒了，还是又回到以前难以滑倒的日子呢？

按照啮合说的观点，我们可以看到在图1中，两个接触面相对运动时，两接触面的这些凸起会互相磨损，有些还会断裂，摩擦力自然较大些；在图2中，只有下表面的凸起会磨损，所以摩擦力相对小些；图3中基本上没有凸起磨损，所以几乎是无摩擦。用关系式表示三个图中的摩擦力大小应是：f1>f2>f3。这表示这个人将更容易滑倒。

而按照粘附说的观点，我们可以看到三幅图里面图1和图3的接触面在滑动是难以判定谁大谁小，但可以判定接触面最小的是图2，所以f1>f2，f3>f2。这说明这人买鞋穿了一段时间后就会经常滑倒，经过一段提心吊胆的日子后，终于又可“安稳”地过日子了。

在这里，我们似乎否定了啮合说，肯定了粘附说，但粘附说真的都对吗？仔细看图1，我们可以看到中间有两个几乎垂直于接触面的小接触面，水平运动的甲乙接触面在这一小部分里体现的只是互相挤压而不是水平运动，也就是体现了分子（原子）间的斥力而不是引力。如果我们把这小部分在扩大，甚至想象成我们是分子（原子），这部分的接触面也就像两面又高又厚的墙了，如果没有足够大的力使墙断裂，分子（原子）也就无法越过去。这样，越过去的分子（原子）就会有一个垂直于接触面的分位移，也就是需要一个向上的力来使分子（原子）做垂直于接触面的运动，引力显然不能做到这点。显然粘附说在这里不成立而啮合说可以。

6 EUREKA

总上所述，啮合说是以分子（原子）的斥力为依据的对摩擦力的宏观解释，它忽略了分子（原子）间的引力作用；粘附说是以分子（原子）间的引力为基础的对摩擦力的

微观解释，但它忽略了分子（原子）间的斥力作用。所以摩擦力真正的本质应该是

．．．．．．．．．．．．．跟．分．

子（原子）

．．．．．．．．．．．．有关

．．。．

．．．．．间的引力和斥力作用的总和

弄清了摩擦的本质后，我用这个本质来解释上面的表格和对应的三幅图。图1是木—木材料的两接触面，由于其非常粗糙，在相对运动时有较多的缝隙，分子（原子）竖直位移较大，所以其主要表现出分子（原子）的斥力作用，也就是以啮合作用为主；图3是钢—钢材料的两接触面，由于其相对较光滑，在相对运动时间隙小，接触面大，多

数原子间离得较近，且分子的垂直于接触面的运动不明显，所以其主要表现出原子的引力作用，也就是以粘附作用为主；图2是钢—木材料，由于其一面粗糙，另一面则相当光滑。在相对运动时，空隙很大，但另一面的光滑使的接触面的分子（原子）竖直位移较小，所以啮合作用不明显；另一方面，可以看出，接触面积比图1和图3的都要小得多，所以其粘附作用也不明显。这就说明图2在同等条件下的摩擦力f2是最小的。

所以，尽可能增大两接触面的粗糙程度和尽可能的是两接触面光滑都能增大摩擦力，而我们减小摩擦力的理想方法是使一接触面尽可能光滑而使另一接触面尽可能粗糙。

７结论

至此，我们可以发现，无论是啮合说还是粘附说，都可以用分子（原子）相互间的引力和斥力的总和来加以解释，再加上静电作用就可以解释摩擦力的本质。也就是说，

摩擦力的本质是接触面上分子（原子）

．．．．．．间的引力和

．．．．．．．．．．．．．。．

．．．．．斥力作用的与静电作用的总和

８题外话

这里需要说明的是，虽然分子（原子）相互作用力，静电作用的本质都是是电磁相互作用力，但因电磁力包含的范围广泛，具有帮助认识而不太具有实用意义，所以讨论是应以分子（原子）力，静电力来加以说明。

参考文献：

[1] 余鱼．越光滑摩擦力越大．大科技·科学之谜．大科技杂志社，2006.

[2]人民教育出版社物理室．全日制普通高级中学教科书（必修）·物理·第一册．人民教育出版

社，2003.

[3] 百度百科

对摩擦力的认识总结资料

对 摩 擦 力 的 认 识 总 结 摩擦力专题材料 整理人 陈 浩 摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力，它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时，就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力，这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件：①两物体直接接触且有相互作用的弹力；②两接触面均粗糙；③物体间有相对运动或相对运动趋势。下面结合一些典型模型作一剖析，期望对摩擦力有比较全面的认识！ 一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗？ 如图1所示，用水平力F 拉放在地面上的物块， 但未拉动，是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用，但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。 如图2所示，放置在水平传送带上并与传送带 保持相对静止的货物，在传送带加速或减速时，也会受到静摩擦力 图1图2

的作用，其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用，而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。可见，相互接触的物体要产生静摩擦力，物体间必须具有相对运动的趋势，而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生，也可以是因为运动状态的改变而产生。 如图3所示，汽车刹车后在水平方向上只 受滑动摩擦力作用，汽车是靠自身的惯性相对 地面向前滑动，而不是其他外力的作用。 二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗？(即摩擦力一定是阻力吗？) 摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，但物体的运动一般是以地面为参照物，因此，摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系，即摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力可能是阻力，也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力！ 如图2所示，当货物随传送带一起向右加速运动时，货物相对传送带有向左运动的趋势，所受的静摩擦力向右，与货物的运动方向相同，对货物的运动而言为动力；当货物随传送带一起向右减速运动时，货物相对传送带有向右运动的趋势，所受的静摩擦力向左， 图3

小学科学运动与摩擦力优秀教案

运动与摩擦力 一、教学目标 科学概念 一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力。 在水平面上运动的物体，滑动摩擦力的大小既与接触面的粗糙程度有关，又与物体的轻重有关，接触面越粗糙，摩擦力越大；物体越重，摩擦力越大。 过程与方法 测量摩擦力的大小。 推测、设计实验检验摩擦力与接触面和重量的关系。 做摩擦力大小的对比实验。 情感、态度、价值观 形成认真实验、根据数据得出结论的科学精神。 了解摩擦力在生活中的作用；培养学生的动手能力。 二、教学重点、难点 重点：设计对比实验研究摩擦力大小与接触面、重量的关系。 难点：掌握对比实验的关键与要注意的问题。 三、教学准备 学生：装有笔等的文具袋、测力计、毛巾。 摩擦力大小与接触面粗糙程度、物体重量关系实验记录表。 教师：自制玩具小人；大米、玻璃杯、一支筷子； 自制演示实验材料两组：接触面粗糙程度不同的斜面组合装置一套；上下用木块，两侧各用海绵连接围成的矩形框子、条形木板、大理石块等组合装置一套。 多媒体教学课件等。（学生有的教师也有一份） 四、教学过程 （一）感知摩擦力 1.老师给同学们表演一个有趣的小实验，这个小人在这根绳子上可以随便移动，而且特别听老师的话，老师叫它停它就会停在哪里，想知道这里面的秘密吗？老师再给大家做一个小实验：筷子提米。为什么筷子能把大米提起来呢？ 同学们都有这样一个生活经验：鞋子穿久了，鞋底的花纹会有什么变化？为什么呢？如果穿着花纹磨平的旧鞋子走在结冰的地面上容易怎样？怎样做才能不滑倒呢？ 2.体验：把手放在桌面上，轻轻往前推；第二次用力压着桌面往前推，比较两次手的感觉有什么不同？为什么费力呢？ 3.演示并讲解：把手放在桌面上，加大压力往前推，我会觉得手好像受到了一种阻力，阻碍手向前运动，这就是桌面对手的摩擦力。 把矩形框子放在条形木板上，用测力计轻轻向右边拉，矩形框就变形为平行四边形，上面的木块倾向右边，而下面的木块还在原来的位置并没有滑动。这就说明有一种阻力在阻碍下面的木块向右滑动，这就是木板对它向左的摩擦力。向右拉动让它在木板上匀速滑动起来，这个矩形框就受到木板对它向左的摩擦力，它是阻碍矩形框向右运动的。摩擦力的方向与矩形框相对运动的方向相反。 摩擦现象在我们身边到处都有。拿起一个物体，它没有掉下来，就是受到了我手对它向上的摩擦力。（搓搓双手）运动与摩擦总是相随相伴、密不可分的。这节课我们就来研究《运

摩擦力做功的特点及应用

摩擦力做功的特点及应用 一、基础知识 1、静摩擦力做功的特点 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零． (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能． 2、滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果： ①机械能全部转化为内能； ②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能． (3)摩擦生热的计算：Q ＝F f s 相对．其中s 相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程． 深化拓展 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量． 3、列能量守恒定律方程的两条基本思路： (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等； (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加且减少量和增加量一定相等． 二、练习 1、如图所示，质量为m 的长木块A 静止于光滑水平面上，在其水平 的上表面左端放一质量为m 的滑块B ，已知木块长为L ，它与滑块之间 的动摩擦因数为μ.现用水平向右的恒力F 拉滑块B . (1)当长木块A 的位移为多少时，B 从A 的右端滑出？ (2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能． 审题指导 当把滑块B 拉离A 时，B 的位移为A 的位移与A 的长度之和．注意：审题时要画出它们的位移草图． 解析 (1)设B 从A 的右端滑出时，A 的位移为l ，A 、B 的速度分别为v A 、v B ，由动能定理得 μmgl ＝12 mv 2A (F －μmg )·(l ＋L )＝12 mv 2B

教科版五年级上《运动与摩擦力》优秀教学设计

五年级上册《运动与摩擦力》教学设计 一、教学目标： 科学概念：一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力；摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关；摩擦力的大小和物体的重量有关。 过程与方法：通过推测、设计实验，检验摩擦力与接触面和重量的关系。发展识别控制变量、采集、记录、分析数据进行得出结论的能力。 情感、态度、价值观：形成认真实验、根据数据得出结论的科学精神。 二、教学重点： 用实验检验摩擦力大小与接触面和重量的关系。 三、教学难点： 根据自己设计的实验对实验结果进行分析进而得出结论。 四、教学准备： 实验材料：塑料盒、钩码、条形盒测力计、桌布、光滑的桌面、课件 五、教学过程： （一）创设问题情境，认识摩擦力 1、同学们，请看大屏幕，今天老师给大家带来了一新一旧两双鞋，如果你要去参加拔河比赛并且想取胜，你会选哪双鞋？为什么？（预设：学生说新鞋，漂亮，爱美之心人皆有之，可以。摩擦大） 2、其实啊，我们选择新鞋还是旧鞋是和鞋与地面的摩擦有关的，同学们想知道这位同学选的对不对吗？（生：想），嗯，那接下来我们可要跟随老师一起认真探究本节课的内容《运动与摩擦力》,板书课题。 3、你听说过摩擦吗？谁试着说一说生活中有哪些摩擦现象？

4、通过刚才同学们的例子，我们发现要想产生摩擦需要几个物体？（两个），现在我们的手和桌面是两个物体，伸出你的手放在空中，感觉到摩擦吗？（没有）那怎样才行？（接触）。也就是说得与物体接触，现在把手放在桌面静止不动有摩擦吗？（没有）那得怎么办？（动）得运动。所以说要想产生摩擦需要几个物体（两个），而且物体必须要（接触）？还得（运动）？这个过程中摩擦在哪产生的？（接触面）。接下来，我们的手在桌面上用力向前推，再在空气中向前推，对比，哪个用力大？这说明手与桌面摩擦的过程中会产生一种力，这种力是帮助我们运动还是阻碍我们运动的？这个阻碍我们运动的力就是摩擦力。 5、我们一起来看看摩擦和摩擦力的概念，哪位同学来给大家读一读？出示摩擦力的概念：一个物体在另一个物体表面运动时，两个物体的接触面会发生摩擦，因此运动物体要受到一种阻碍运动的力。这种力叫摩擦力。 5、提问：现在知道了摩擦力，那么关于摩擦力，你认为可以研究它的哪些内容?我们先来研究如何测量摩擦力的大小 （二）测量摩擦力的大小 1、我们知道，可以用什么来测量力的大小呢？使用测力计时应注意哪些问题呢？（用之前首先调零，读数时眼睛要与指针相平，不要超过测力计的最大量程。）摩擦力可以用它来测量吗？ 2、我这里有个盒子，那我怎么使用测力计测量它的摩擦力呢？（说的很好）我们一起来看一看。（课件出示测量摩擦力的方法。）测量的过程中我们要注意一定要沿水平方向匀速拉动物体，同时注意测力计一定要与被测物体相平。） 3、各小组尝试测身边物体运动时的摩擦力。 3、小组汇报。

高中物理必修1摩擦力 教案

3-3.摩擦力 一、教学目标 l．知识与技能： （1）知道摩擦力产生的条件。 （2）能在简单问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力。 （3）掌握动磨擦因数，会在具体问题中计算滑动磨擦力，掌握判定摩擦力方向的方法。 （4）知道影响到摩擦因数的因素。 2．过程与方法： 通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。 3．情感态度价值观： 在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律。 二、重点、难点分析 1．本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系f=μN。 2．难点是学生有初中的知识，往往误认为压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相 等，因此必须指出只有当两物体的接触面垂直，物体在水平拉力作用下，沿水平面滑动时，压力N的大小才跟物体所受的重力相等。 3．在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。 三、教具 1．演示教具 带有定滑轮的平板一块、带线绳的大木块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码。 2学生实验材料 每两位学生一组：物块一块、测力计一只。 3．投影仪、投影片。 四、主要教学过程 （－）引入新课 力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要掌握它产生的条件，会计算力的大小，能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力：重力和弹力。今天我们学习第三种力——摩擦力。在这三种力中摩擦力较难掌握。 （二）教学过程设计 1．静摩擦力 演示实验： 当定滑轮的绳子下端是挂509破妈时，物块 保持静止状态。 提出问题：物块静止，它受板的静摩擦力多 大？方向如何？你是根据什么原理判断的？ 当悬挂的破码增加到1009时，物块仍保持静

运动与摩擦力

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一对相互作用的摩擦力做功的特点 湖北枣阳二中 张锋 在高中阶段，许多学生对于相互作用力的做功情况尤其是一对相互作用的摩擦力做功的情况感觉很模糊，甚至是束手无策。现在我就一对相互作用的摩擦力做功的特点发表一下我的看法。 一．一对静摩擦力做功特点 （1） 单个静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。例如在斜面上静 止不动的物体，静摩擦力不做功；与倾斜的传送带一起匀速上升的物体，静 摩擦力做正功；与倾斜的传送带一起匀速下降的物体，静摩擦力做负功。 （2） 相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零，即021=+W W 。 由于受静摩擦力的物体相对静止，所以他们的位移相等，而一对静摩擦力等 大反向，故有0)(21=?-+?==s f s f W W 。 （3） 在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械 能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能。 二．一对滑动摩擦力做功特点 （1） 滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动，故单个 滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。 例如沿粗糙的斜面下滑的物体，滑动摩擦力对物体做负功而对斜面不做 功。 （2） 相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做功的代数和总为负值，其绝对值 恰等于于相对位移的乘积，即恰等于系统因摩擦而损失的机械能。 (Q W W -=+21，其中Q 就是在摩擦过程中产生的内能） 。 （3） 一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的 物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能。转化为内能的数值等于 滑动摩擦力于相对位移的乘积，即相对s F Q f ?=。 例如：质量为1m 的木板A 静止在光滑的水平面上，A 的上表面动摩擦因数为u,质量2m 为物体B 左端以0v 水平冲上A 的上表面，当B 恰好到达A 的右端时二者相对静止。求:(1)该过程中摩擦力分别对A,B 和系统做的功;(2)系统产生的内能。（3）木板的长度l 。 解析：B 冲上A 以后，二者在水平方向均只受滑动摩擦力的作用,但由于不知道 位移，所以不能用s f W ?=直接求，只有用动能定理求解。故要先用动量定理 求解末速度v 。 （1）系统由动量定理可得：v m m v m )(2102+= 2 102m m v m v +=

《运动与摩擦力》优秀教案

《运动与摩擦力》教案 设计理念： 1、科学学习要以探究为核心的理念。 2、学生是科学学习的主体。 3、体现科学课程密切联系生活、运用于生活。 教材分析： 《运动与摩擦力》是教科版五年级上册《运动与力》单元第5课，从本课起，单元的探究活动转入对摩擦力的研究，共有三个活动： 1、感知摩擦力和测量物体运动时的摩擦力。通过在桌子上拖动手掌等方法感知摩擦力，通过测量物体刚刚能运动起来需要的力来感知摩擦力。 ` 2、研究摩擦力大小与接触面光滑粗糙的关系。有提供的材料设计实验来检验推测。 3、研究摩擦力大小与物体重量的关系。要求学生独立完成实验。 感知摩擦力以后让学生知道摩擦力不仅客观存在，而且它们的大小有时还不同，因而引出探究影响摩擦力大小因素的问题，对于摩擦力的概念只要求学生达到了解水平，重难点是在探究影响摩擦力大小的因素，训练学生识别和控制变量的科学方法。 学情分析： 五年级的学生已掌握了一定科学探究学习的能力，积累的生活经验也较多。对摩擦力，他们感性知识比较丰富。学生的这些原有认知和生活经验，为本节课的开展提供了很好的学习基础，同时使学生将科学与生活更好的联系起来，运用科学于生活。这对学生的生活、学习，科学素养的形成都具有重大的意义。 教学目标： 科学概念： 一个物体在另一个物体表面运动时，接触面发生摩擦，会产生摩擦力。 } 摩擦力的大小与物体接触面的光滑程度有关：表面越光滑，摩擦力越小；表面越粗糙，摩擦力越大。 摩擦力的大小与物体的重量有关：物体越重，摩擦力越大；物体越轻，摩擦力越小。 过程与方法： 测量摩擦力的大小。 推测、设计实验检验摩擦力与接触面和重量的关系。

做摩擦力大小的对比实验。 情感、态度、价值观： 形成认真实验、根据数据得出结论的科学精神。 | 教学重点、难点： 重点：探究影响摩擦力大小的因素，训练学生识别和控制变量的科学方法。 难点：通过测量摩擦力的大小，感知静摩擦力的存在。 教学准备： 课前准备：了解学生“对比实验”和“弹簧秤使用”掌握情况。 演示实验材料：小物品若干、弹簧测力计、塑料盒子、钩码、砂皮纸。 分组实验材料：弹簧测力计、塑料盒子、50g的钩码、砂皮纸。 教学流程： ) （一）对比观察，感知摩擦和摩擦力 1.师：对比观察，发现了什么 2.体验：伸出你的手，把手掌贴紧在桌面上，使劲地向下滑动1次，有什么感觉 3.小结： 设计意图：通过对比观察新旧轮胎和新旧运动鞋的变化，感知“汽车运动时，轮胎与地面发生摩擦”“人运动时，鞋底与地面发生摩擦”，形成“摩擦”的概念。追问“生活中还有哪些物体也会有摩擦现象”使学生知道“摩擦处处存在”。在此基础上，通过手掌与桌面的摩擦进一步感知“摩擦力”的存在，并借助课件提出“摩擦力”的概念。]（二）测量摩擦力 1、鞋子往右运动时，摩擦力会朝哪个方向 2、鞋子受到的摩擦力会是多大呢 、 师示范，“一小格，两小格，三小格……六小格”师：通过测量我们知道鞋子受到的摩擦力为“” 设计意图：“学会正确测量摩擦力”和“感知物体静止时也存在摩擦力”。测量摩擦力是本课教学的一个基点，之前，学生学习了“测量力的大小”，但方法有所不一：1.沿水平方向测拉力。2.测能使物体刚运动起来的力的大小。操作难度有所提高。在这一环节中，“怎样让学生感知到静摩擦的存在”是一难点。 （三）讨论、猜测“摩擦力的大小与哪些因素有关系”