师:同学们好,今天我们一起来学习摩擦力。通过这节课,希望大家学会对物体进行受力分析,掌握测量水平运动物体所受滑动摩擦力的方法。滑动摩擦力是一种常见的力,它的产生需满足三个条件:一是两个物体接触且挤压;二是两个物体的接触面粗糙;三是物体间有相对运动。满足这些条件时,接触面上就会产生一个阻碍物体相对运动的力,这个力就是滑动摩擦力。

  我拉着一个木块在水平的金属板上向左滑动,木块有没有受到滑动摩擦力呢?我们依据刚刚讲的条件来判断。木块受地球吸引,有竖直向下的重力;放在金属板上,金属板发生形变,对木块产生竖直向上的支持力。而且,木块和金属板表面粗糙,二者发生了相对运动,所以木块受到了金属板对它的滑动摩擦力。那这个摩擦力方向是哪里呢?滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,所以木块受到的滑动摩擦力方向水平向右。木块还和绳子接触,绳子发生形变,对木块产生一个水平向左的拉力。

  现在思考一下,怎么测量木块受到的滑动摩擦力呢?同学们有什么方法?

  生:可以用测力计拉着木块在金属板上滑动测量。

  生:可以把木块放在金属板上,再拉动金属板水平运动,测量木块相对桌面始终处于静止状态。

  师:这两种方法都能测出木块受到的滑动摩擦力吗?我们先来看小红同学的方法。大家注意观察,通过这种方法,能不能用弹簧测力计测出木块受到的滑动摩擦力?

  生:不可以,要匀速地拉,还要沿水平方向拉。

  师:为什么要匀速水平拉动木块?这种方法是怎么测出滑动摩擦力的呢?我们来分析一下木块的受力情况。根据刚才的分析,木块在竖直方向上受到重力和支持力,且在竖直方向上受力平衡,所以重力和支持力大小相等、方向相反。在水平方向上,木块受到拉力和滑动摩擦力,若要这两个力大小相等、方向相反,木块在水平方向上必须处于静止或匀速直线运动状态。所以,若能让木块在水平方向上做匀速直线运动,那么它所受的拉力和滑动摩擦力大小相等。这种方法测量的原理就是木块做水平匀速直线运动时,水平方向受到的拉力和滑动摩擦力大小相等。下面我们通过实验来测量,大家注意判断木块是否在做匀速直线运动。

  怎么判断木块是否处于匀速直线运动状态呢?根据匀速直线运动的定义,物体沿着直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动。如果能监测出物体运动的路程随时间变化的图像是一条倾斜的直线,那就代表路程和时间的比值不变,这个比值就是速度,所以物体速度不变,它就在做匀速直线运动。利用传感器可以方便地监测物体的运动状态。这两个蓝色小盒子是传感器,我们将其中一个固定,另一个放在木块上,随木块一起运动。它们工作时能通过计算机反映木块运动的路程随时间变化的图像。怎么通过这个图像判断物体的运动状态呢?如果图像是平行于横坐标的一条直线,代表物体处于静止状态;如果是一条倾斜的直线,代表物体处于匀速直线运动状态;如果不是一条倾斜的直线,代表物体没有在做匀速直线运动。为了让大家既能方便看到木块运动的路程随时间变化的图像,又能看到拉力读数,我用拉力传感器测量拉力,可在计算机屏幕上显示拉力大小。如图所示,现在拉力是0.3牛,现在我拿着测力计拉动木块运动。大家注意观察拉力的示数和图像。

  我们可以看到这不是一条倾斜的直线,所以木块没有在做匀速直线运动。那用电动机能不能带动物体做匀速直线运动呢?这是一种电动机牵引装置,我们来看一下它的工作原理。这个电动机装置可以带动滑块水平运动,我将拉力传感器固定在金属滑块上测量拉力。下面我通过电动机带动木块运动,大家注意观察运动的图线和拉力的大小。

  通过刚刚的图线我们看到在这段时间木块处于匀速直线运动状态,这时的拉力是0.3牛。也就是说利用电动机确实可以带动木块做匀速直线运动,这时木块水平方向受到的拉力和摩擦力大小相等。通过这种方法,我们测量出了木块受到的滑动摩擦力是0.3牛。这种方法需要拉动木块做匀速直线运动。小李的方法会不会更方便一些呢?他只需要保持木块静止,水平拉动金属板就可以了。

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《8年级下册物理 第8章 摩擦力 逐字稿-3,167字 第5版》.docx
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