滑动摩擦力教案

滑动摩擦力教案（通用15篇）

滑动摩擦力教案 篇1

滑动摩擦力教案

物理学07级05班马铃松

一、教学目标

1、知识目标：（1）、知道滑动摩擦的概念、产生条件；

（2）、知道决定滑动摩擦力的因素及数学表达式。

2、能力目标：让学生认识控制变量的研究方法，培养学生的观察、操作和归纳表达能力。

3、情感目标：（1）、通过对牛顿的分析，培养学生淡定、宽容的生活态度；

（2）、通过实验，培养学生严谨、执着、创新、理性、求真、协作的科学精神。

二、学习重点和难点

重点：研究影响滑动摩擦力的因素

难点：控制变量法的运用

三、正文

1、引入：用小实验验证牛一，并得到矛盾。

复习牛一，提问：根据牛一，给桌子上的书一个初速度，它将怎样运动？小实验：桌子上有一本书，给它一个初速度，观察它的运动情况。

和预期结果不一样，提出假设：牛一是牛顿吹的一个牛。

引出牛顿的话：让时间去证明一切吧。分析这句话，得出“我们都应该有淡定、宽容的生活态度。”

2、正题：牛顿是正确的，为什么试验结果和理论结果对不上号呢？因为我们还有知识没有学。

滑动摩擦力

定义：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的，阻碍物体相对运动的力。产生条件：a 两个物体； b 接粗面不光滑；c 物体间存在压力；d 物体间存在相互运动。

三要素：。a作用点 ：在物体与物体的接触面上

b方向 ：总跟接触面相切，并跟物体的运动方向相反

c大小 ：实验感受

小实验：a将手放在桌面上轻轻滑动，用力！再用力！再用力！感觉滑动摩擦力不断增大；b 将手放在纸上重复上述动作。

探究影响滑动摩擦力大小的因素：

（1），实验方法：控制变量法。

（2），实验器材：滑块、砝码、弹簧测力计、棉布、纸等。

（3），实验步骤：a提出问题：探究影响滑动摩擦力大小的因素

b作出假设：① 跟作用在接粗面的正压力有关系

② 跟接触面的粗糙程度有关系

③ 跟接触面积大小有关系

④ 跟运动速度有关系

c证明假设：利用弹簧测力计测滑动摩擦力

d分析，得出结论：F滑=μFN

e、实验精神：严谨、执着、创新、理性、求真、协作。

3，实际应用：

a课内思考：

如何改变滑动摩擦力的大小？

（1）什么时候需要增加滑动摩擦力？怎么办？

（2）什么时候需要减小滑动摩擦力？用什么方法？

方法归纳:

（1）改变动摩擦因素μ

（2）改变正压力

b实际例题：

例：一个重G=500N的物块贴着地

面滑动,已知物块和地面间的动摩擦因数

为μ=0.2,拉力F=100N，如图所示，则此

时物体所受地面的滑动摩擦力F滑的大

小为多少？

解：如图

F滑= FNμ

= μ G =0.2*500N=100N

C发散思维：

（1）、F拉总等于F滑吗？

（2）、生活中正压力都是重力G吗？若不是，滑动摩擦力怎么求？

（3）、不使用测力计，利用另外器材，验证滑动摩擦力大小公式。(创新）（小提示：斜面)

4，作业：（1）实验报告（500字以内）

（2）发散思维题目的大概思路，建议组成团队讨论。（500字以内）5，结束语：物理世界随时欢迎大家前来观光、研究。

四、板书设计：

采用PPT教学，只在黑板上作必要解释说明。

滑动摩擦力教案 篇2

1 滑动摩擦力的本质

对于生活中普遍存在的力——摩擦力, 人们从很早就对其进行了研究, 对于摩擦力的本质, 存有不同的学说。

1.1 凹凸啮合说

15—18世纪, 科学家提出的一种关于摩擦本质的理论啮合说认为, 摩擦是因互相接触物体的表面粗糙不平而产生的。两个物体接触挤压时, 接触面上的凹凸部分会相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动, 两个接触面的凸起部分会相碰撞, 产生断裂、磨损, 进而形成对运动的阻碍。

1.2 黏附说

黏附说是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论。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之间的摩擦力会增大, 可用两个物体表面充分接触时分子引力增大解释摩擦力。

自20世纪以来, 随着工业和技术的发展, 对摩擦理论的研究进一步深入。20世纪中期, 诞生了新的摩擦黏附论。新的摩擦黏附论认为, 无论多么光滑的两个接触面, 从原子的尺度看仍旧是粗糙的, 用放大镜观察可以发现其表面是凹凸不平的, 好像布满高峰和山谷, 就算经过车床加工的金属表面, 峰高也可达5μm。虽然经过仔细打磨, 峰高可减小至0.1μm, 但对于原子尺度而言, 其仍然是很大的。当两个物体的表面相互接触时, 实际上只有表面上凸起的区域是相互接触的, 这些区域的分子 (原子) 非常接近, 分子 (原子) 间存在非常强的相互作用力。当两个接触点发生相对滑动时, 势必要剪切、破坏原先所有的接触点, 使凸起部分发生断裂, 进而对物体的运动造成阻碍, 便产生了摩擦力。接触点以外的区域中, 分子 (原子) 间的间距较大, 相互作用力很弱, 与实际接触区域相比可忽略不计。

2 滑动摩擦力与接触面积的关系

中学物理教材中给出的滑动正压力摩擦力公式为:

式 (1) 中:N为接触面法向正压力;μ为动摩擦因数。

由式 (1) 可见, 滑动摩擦力大小与正压力成正比, 而与接触面积的大小无关。实际上, “接触面积”是表观上的接触面积, 并非实际接触面积。两物体表面接触时, 实际的接触面积远小于表观上的, 一般只有表观上的10-5~10-1.如果实际接触面积增加, 发生分子间作用的分子数也在增加, 则滑动摩擦力也会相应增加。压力的增加会使实际接触面积增加, 导致滑动摩擦力增加。

而如果压力不变, 对于一定的物体而言, 即使表现接触面积发生变化, 实际的接触面积也不会改变。因此, 宏观上表现为滑动摩擦力与接触面积无关。

3 影响动摩擦因数的因素

动摩擦因数μ实际上是一个简化的物理量, 其与物体表面的粗糙程度不是简单的线性关系。对于粗糙的表面, 接触面的凹与凸部分交错契合会使μ增大;但对于光滑表面, 由于实际接触面积与接触点间的黏结强度提高, μ也会增大, 出现“冷焊”现象。比如, 在制作光学器件时, 往往将两块光学镜片的接触面间打磨得非常光滑, 使之直接接触形成一个整体, 在光学工艺上被称作“光胶”, 实际上不存在任何胶, 只是利用了接触面间的光洁度。

3.1 材料性质对动摩擦因数的影响

分子或原子结构相近的材料互溶性较大, 易发生黏着, 导致动摩擦因数增大;而分子或原子结构差别大的材料互溶性小, 不易发生黏着, 则动摩擦因数一般比较小。比如, 钢铁与钢铁、木材与木材相接触的动摩擦因数会大于钢铁与木材。

3.2 温度对动摩擦因数的影响

对于大多数金属材料之间的摩擦而言, 动摩擦因数随温度升高而降低, 极少数 (比如金与金) 会随温度升高而升高;对于温度不敏感的材料 (石墨) , 动摩擦因数几乎与温度无关。同时, 对于物体的相对运动速度引起温度的变化, 也会使动摩擦因数发生改变。

4 干摩擦力与湿摩擦力

固体与气体、固体与液体之间的摩擦统称为湿摩擦, 固体与固体之间的摩擦称为干摩擦。湿摩擦力是因接触面间的薄黏性流体剪断产生的, 其摩擦系数远小于干摩擦, 因此, 湿摩擦力小于干摩擦力。

在固体接触面间涂上一层润滑油, 可将干摩擦变为湿摩擦, 从而减小摩擦力。比如, 穿上滑冰鞋在冰面上滑行时, 冰刀会使冰瞬间化为水, 即使干摩擦变为半湿摩擦。如果穿冰鞋在地板上溜滑, 即使地面像冰面一样光滑, 但由于干摩擦无法变为湿摩擦, 冰刀依然滑动不起来。

5 接触时间对滑动摩擦力的影响

实验表明, 在一定的限度内, 两物体表面接触的时间越长, 滑动摩擦力越大。产生这种现象的机理有3个方面。

5.1 接触时间对凹凸搭合的影响

在一定的限度内, 随着接触时间的延长, 物体相互接触的两表面上的凸起和凹陷部分相互搭合、相嵌的配对数目会增多, 使表面间发生相互作用的分子数目增多, 凹、凸彼此契合得更加紧密, 如果要发生相对运动, 则需要的剪切力就越强。

5.2 接触时间对表面形变的影响

在一定的限度内, 随着接触时间的延长, 相接触的两物体表面的弹性形变和塑性形变越剧烈。对于弹性形变, 表面上凹陷的部分会更加下陷, 导致发生相对滑动时, 表面上的凸起部分需要爬升的高度增加, 使滑动摩擦力增大;对于塑性形变, 接触表面上的凸起部分在巨大的压强下会破损、断裂, 使互压的高峰彼此契合得更加紧密、牢固, 进而使实际接触面积增大, 有效相吸的分子数变多、分子吸引力变大。

5.3 接触时间对分子对移的影响

在一定的限度内, 随着接触时间的延长, 在相接触的物体表面上, 由于接触点间分子的强相互作用, 发生相互相转移的分子数增多, “冷焊”现象更加明显。相对滑移的运动动能转化为对移分子的热振动能越多, 能量损耗得越大, 进而表现为摩擦阻力增大。

摘要：在分子 (原子) 层面上对滑动摩擦力本质作了简述, 并联系生活实际, 举例说明了影响摩擦力的各种因素, 以期对相关方面的研究提供有意义的参考和借鉴。

关键词：接触面积,分子,摩擦因素,滑动摩擦力

参考文献

[1]温诗铸, 黄平.摩擦力学原理[M].第三版.北京:清华大学出版社, 2008.

如何认识滑动摩擦力 篇3

第一张照片是俄罗斯超龄服役的“和平号”空间站碎片坠落太平洋前划过斐济上空的壮观情景，碎片在剧烈燃烧.第二张照片是我国的神舟九号返回舱安全返航后的情景，返回舱表面也有被燃烧的痕迹，为什么太空坠落的空间站碎片和神九返回舱会燃烧呢？这就和我们要谈的滑动摩擦力有关.

同学们听到滑动摩擦力可能都觉得陌生，其实滑动摩擦力和我们的生活密切相关，可以说到处都存在滑动摩擦力.例如：拉小提琴时、滑雪时、刷牙时、用钢笔写字时、擦黑板时，等等.

既然滑动摩擦力随处可见，到底什么是滑动摩擦力呢？

两个有相对滑动的物体间在接触面上产生的阻碍它们相对滑动的力，此力就叫滑动摩擦力.同学们可能都有拖木箱前进的经验，木箱拖行过程中，总觉得后面有个“人”在拉着箱子不让你前进，其实那个阻止箱子前进的“人”就是摩擦力.为什么会产生滑动摩擦力呢？

滑动摩擦力产生在两个接触面之间.我们用肉眼看到的光滑固体表面，当用放大镜观察时，就会发现其表面是凹凸不平的，好像布满了山峰山谷一般.经过车床加工的金属表面，峰高可达5μm，再经过仔细研磨，峰高可减至0.1μm，但这相对于原子尺度仍然是很大的.因此，当两个物体相互接触时，真正接触的只是物体表面的峰丘.在这些真正接触的区域内，两个接触表面的原子之间的距离比较大，从几埃到几十埃（1埃=10-10米）.这些原子之间的相互作用力比较弱，与真正接触区域相比可以忽略不计，而接触区域的面积之和要比物体表面积小得多.

当两个接触面发生相对滑动的时候，势必要以剪切的方式破坏原来所有的接触点，使两个接触表面的凸起部分相碰撞而产生断裂、磨损，从而形成了对物体运动的阻碍.平行于接触表面而使接触点破坏所需要的剪切力就是摩擦力.所以滑动摩擦力的产生有三个条件：①接触面粗糙；②两个物体互相接触且相互间有挤压；③物体间有相对运动.

滑动摩擦力的大小和方向又该如何计算和判断呢？

（1）方向：总是跟接触面相切，并且跟物体与相对运动方向相反.所谓相对，仍是以施加摩擦力的施力物体为参照物的.如下图牙刷的运动.

第一幅图牙刷静止；第二幅图牙刷相对运动方向向右，摩擦力向左，所以刷毛向左弯；第三幅图牙刷相对运动方向向左，摩擦力向右，所以刷毛向右弯.

（2）大小：滑动摩擦力f的大小跟压力成正比，与接触面的材料、粗糙程度有关.

（3）滑动摩擦力的大小比最大静摩擦力fmax略小.通常的计算中可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

如何测量滑动摩擦力呢？

我们当然要自己动手做实验，做实验前首先要知道实验原理：当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，因木块在水平方向上只受拉力和摩擦力的作用，所以摩擦力和拉力是一对平衡力，即摩擦力的大小与测力计的示数相等.我们在实验过程中要采用控制变量法.下面是这个实验的部分过程和数据，同学们自己也可以试做这个实验.

由实验可知影响滑动摩擦力大小的因素有：

①物体所受压力的大小.在接触面粗糙程度相同时，所受压力越大，滑动摩擦力越大；

②与物体接触面粗糙程度的关系.在物体所受压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；

③滑动摩擦力的大小与接触面面积无关；

④滑动摩擦力大小与物体运动速度无关.

练习

1.在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，用弹簧测力计（最大刻度为5N）拉着木块在长木板上匀速沿直线运动（如图）.试问：

（1）这时弹簧测力计所示的拉力为

N，木坂受到的滑动摩擦力为 N；

（2）如果在木块上再加一个砝码，则弹簧测力计的示数将 ，滑动摩擦力将 （变大/变小/不变）.这一事实说明：滑动摩擦力的大小与 有关.

静摩擦力与滑动摩擦力 篇4

当两物体产生相对滑动（或有相对滑动趋势）时，则在接触间将产生阻碍物体滑动的力，这种力称为滑动摩擦力，简称摩擦力。摩擦力作用在物体的接触面上，其方向与滑动的方向（或相对滑动趋势的方向）相反。

按接触面之间是否有相对运动存在，滑动摩擦力可分为静滑动摩擦力和动滑动摩擦力两类。

静摩擦力

两个相互接触的物体，当其接触表面之间有相对滑动的.趋势，但尚保持相对静止时，彼此作用着阻碍相对滑动的阻力，这种阻力称为静滑动摩擦力，简称静摩擦力，一般用f表示

二者区别

1、二者产生的原因不同

静摩擦力是由于一个物体在另一个不光滑物体表面具有相对运动的趋势时产生的。滑动摩擦力是由于一个物体在另一个不光滑的物体表面上发生相对滑动时产生的。

2、影响二者大小的因素不完全相同

两个物体间滑动摩擦力的大小只跟这两个物体表面间的压力大小和动摩擦因数有关，与其它外力的大小无关。

两个物体间静摩擦力的大小除了跟这两个物体表面间的压力大小、相互接触的两个物体的材料及接触面的情况（如粗糙程度等）有关以外，还跟使物体产生相对滑动趋势的外力大小有关。

3、二者的作用效果不完全相同

滑动变阻器使用(微课教案) 篇5

【微目标】

1.了解滑动变阻器的构造、结构示意图，在电路中的符号和铭牌数字意义。2.知道滑动变阻器的工作原理和作用 3.掌握滑动变阻器的使用方法 【教学过程】

一、了解滑动变阻器

（1）构造

（2）结构示意图

（3）电路图符号

（4）介绍铭牌数字的含义：铭牌上标着“200Ω；1.5A”，其意义是什么？

“200Ω”表示该滑动变阻器的最大阻值是200Ω；“1.5A”表示该允许通过滑动变阻器的最大电流是1.5A。实验前需要按照变阻器铭牌选择合适的变阻器。

二.滑动变阻器的工作原理和作用

工作原理:通过改变电阻丝在电路中的长短来改变接入电路中电阻的大小，从而改变电路中电流的大小，同时保护电路。

三.滑动变阻器的使用

由于滑动变阻器有四个接线柱，所以有六种接法。使用滑动变阻器时，通常在闭合开关前将电阻调到最大。变阻器的使用方法

连接A、C与连接A、D效果相同

连接B、C与连接B、D效果相同

同时连接下面两接线柱A、B，相当于接入一个定值电阻。

同时连接上面两接线柱C、D，相当于接入一根导线。

四.总结：滑动变阻器的使用 六种接法比较

(1)滑动变阻器与用电器串联接入电路。

(2)接线柱一上一下接法，阻值变化主要看下。

摩擦力教案 篇6

1、知道摩擦力的概念及分类，知道这两种摩擦力的分类。

2、知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的大小和方向。

3、知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的大小和方向。

4、知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。

5、了解动摩擦因数μ的决定因素，会用实验测量计算。

6、知道日常生活中如何防止和利用摩擦力。

二、课前预习

1、初中的时候我们就已经学习过摩擦力，请大家回忆一下，摩擦力可以分为哪三类？

2、请同学们利用你们的课桌和书本做一个简单的实验：把书平放在桌面上，给书本一个初速度，仔细观察书本滑出后在桌面的滑行情况是怎样的？

3、书本在滑动过程中速度会逐渐减小并最终停止下来。是什么原因导致书本的速度越来越慢呢？

4、你能概括出什么是滑动摩擦力吗？我们可以用手掌在桌面上滑动两手相互对搓来感受滑动摩擦力。

5、当我们用手掌压着桌面滑动时，桌面给手掌的摩擦力向什么方向？

6、手掌在桌面滑动时，桌面对手掌有摩擦力作用，那手掌对桌面有摩擦力作用吗？为什么？

7、那手掌给桌面的摩擦力向什么方向？

8、那桌面对手的摩擦力是三种摩擦力中的哪一种？手对桌面的摩擦力是三种摩擦力中的哪一种？

9、大家还可以再做一个实验体会一下：左手压在一本书上，右手将书抽走，整个过程中要保持左手不动，由于书本与左手间是相对滑动的，所以无论是书给手的摩擦力还是手给书的摩擦力均是滑动摩擦力。

10、你能说出产生滑动摩擦力的条件是什么吗？

11、试比较说明弹力与滑动摩擦力在产生条件及力的方向上的关系。

12、滑动摩擦力的方向如何判断？是与运动方向相反吗？

13、请以左手压书，右手抽书的实例来体验滑动摩擦力方向。

14、有一种野蛮缺货法，就是卡车加速后退，突然刹车，则货物由于惯性会滑出车厢，试分析此过程中货物受到的滑动摩擦力方向。

15、请写出滑动摩擦力的严格定义。

16、滑动摩擦力大小如何计算？

17、公式中物体对地面的压力等于物体的重力吗？看下面三个图。

18、例1、例2、例3、例4、例5

19、日常生活中我们常常见到这样一种现象，一个大木箱停放在水平地面上，你用一个水平力推，没推动，什么原因呢？大木箱受到几个力的作用？

20、静摩擦力的定义及产生条件是什么？

21、如果你用10N的力推箱子没有推动，此时箱子受到的静摩擦力是多大？如果你用100N还没有推动，此时箱子受到的静摩擦力又是多大？那如果你用500N还是没有推动，静摩擦力是多大？

22、物体所受静摩擦力的大小如何计算？什么是最大静摩擦力？最大静摩擦力与哪些因素有关

23、用一由0逐渐增大的水平力推物体时，当该力小于最大静摩擦力时，物体始终静止；当推力达到最大静摩擦力时，物体开始滑动，物体所受的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力，那么滑动摩擦力与最大静摩擦力的大小关系如何呢？试作出（摩擦力―推力）图象。

24、静摩擦力的方向如何判断？试分析：

①人用F力向右推箱子没有推动

②三角斜面上静止的木块

③放在汽车里的箱子随汽车由静止启动过程中与汽车没有相对滑动。

④人行走时，脚与地面间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，方向如何？

⑤自行车前后轮与地面的摩擦是静摩擦还是滑动摩擦，前后轮所受摩擦力方向如何？

25、例6、例7

26、静摩擦力是动力还是阻力？滑动摩擦力是动力还是阻力？

27、实例：①汽车启动时，放在车里的箱子相对于汽车向后滑，这里箱子受到的摩擦力是动力还是阻力呢？箱子对汽车的摩擦力是动力还是阻力呢？

②缓慢（以接近0的速度匀速）拉动物体B，AB相对静止，弹簧伸长。这段过程中B对A的静摩力是动力还是阻力？A对B的摩擦力是动力还是阻力呢？

三、经典例题

例1：砖横放和竖放在地面移动时受到的滑动摩擦力哪一个大？

例2：那物体分别做匀速直线运动和匀加速直线运动时的滑动摩擦力大小关系如何呢？

例3、下列说法正确的是（ ）

A、只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力。

B、只有运动的物体才可能受滑动摩擦力。

C、受弹力的物体一定受滑动摩擦力

D、受滑动摩擦力的物体一定受到弹力。

例4、判断下列各情况下物体所受滑动摩擦力的方向。

（1）

（2）汽车启动时，车上货物向后滑动，分析货物受到的滑动摩擦力的方向。

（3）汽车刹车时， 车上货物向前滑动，试分析货物受到的没动摩擦力的方向。

（4）接触面均不光滑。

（5）已知：传送带静止时，将物体轻轻放上，物体将由静止开始下滑，若传送带反向转动时，会不会减缓物体下落速度甚至物体不下落呢？

（6）看图，斜面光滑，传送带不光滑。若带子不动时，物体从高处下来后会冲出带子，若带子反向转动呢？

例5、一物体正在水平桌面上沿正东方向做直线运动，物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，物体的质量为m=10kg，g=10m/s2，此时物体正受一个沿正西方向的水平拉力F=20N的水平拉力的作用，求此时物体受到的滑动摩擦力。

例6、一物体如图所示，F由零逐渐增大直到物体刚要开始滑动，则整个过程中关于说法正确的是（ ）

A、逐渐增大，当刚要开始滑动时达到最大。

B、大小不变

C、方向一直水平向左

D、方向先向左后向右。

例7、判断静摩擦力方向

1、人紧握瓶子水平移动

2、3、4、

例8、G=400N的木箱放在水平地面上，=120N，μ=0.25，若分别用70N、150N及180N力推，求f。

四、巩固练习

1、关于摩擦力的下列说法中正确的（ ）

A、摩擦力的方向与运动方向相反

B、摩擦力的大小与物体的重力成正比

C、摩擦力的方向可能与运动方向相反

D、摩擦力大小总正比于接触面上的压力

2、下列关于摩擦力说法正确的是（ ）

A、受静摩擦力作用的物体一定是静止的

B、物体间的压力增大时，摩擦力的大小可能不变

C、运动物体受到的摩擦力一定等于μN

D、静摩擦力不一定是阻力

3、下列说法中正确的是（ ）

A、若某接触面上有滑动摩擦力，则也一定有弹力

B、弹力的方向与滑动摩擦力的方向一定垂直

C、滑动摩擦力一定阻碍物体的相对滑动

D、滑动摩擦力一定阻碍物体的运动

4、用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向），下列说法正确的是（ ）

A、瓶中油越多，手必须握得越紧

B、手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大

C、不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的

D、以上说法都正确

5、有三个相同物体叠放在地面上，如图，物体之间及物体和地面之间不光滑。ABC静止。（ ）

A、C受地面摩擦力，大小为F，方向向左。

B、A受水平向右的摩擦力。

C、B对C的摩擦力方向水平向右

D、C和地面间无摩擦力

6、一根质量为m，长为a的均匀木棒，它与桌面间的动摩擦因数为μ，用F力推动，当其经过如图所示位置时，求f。

7、物体静止，F力作用处光滑，求静摩擦力。当力F变为3F时，再求静摩擦力。

参考答案

1

、【答案】C

【解析】摩擦力方向与相对运动方向相反，与运动方向无必然联系，A错C对；摩擦力有两种：静摩擦力和滑动摩擦力，只有滑动摩擦力大小正比于压力，D错；滑动摩擦力正比于压力不是重力，B错。

2、【答案】BD

【解析】静摩擦力是指产生摩擦力的两个物体是相对静止的，并不是指物体是静止的，A错；如果受的是静摩擦力，则可能压力增加但摩擦力不变，比如手握油瓶，握得再紧瓶子受到的静摩擦力还是mg，B对C错；D正确。

3、【答案】ABC

4、【答案】 AC

【解析】没越多，为了不掉下来，必须增加最大静摩擦力，A对；由受力分析知：竖直方向只有竖直向上的静摩擦力和竖直向下的重力，瓶始终静止，说明静摩擦力始终与重力平衡，大于始终等于mg，不变，B错C对D错。

5、【答案】AC

【解析】分别对A进行受力分析有：

6、【答案】μmg

【解析】滑动摩擦力与接触面积无关。

解析有关滑动摩擦力的几个误区 篇7

一、认为接触面的正压力, 都是由于物理体的重力引起的。不少同学在求解滑动摩擦力时往往把重力都当作正压力

代入求解, 造成这一误解的根本原因是没有理解正压力F=μFN的物理意义, 而是只死记书上典型例题中正压力等于重力的情形, 生搬硬套, 造成错误。FN是对物体表面的垂直作用力, 而不是物体本身的重力。只有在水平面上, 竖直方向上只受重力和支持力, 且二力平衡时, 物体间的正压力才等于重力。如图1所示, 物体M与墙是接触的, 但其对墙壁的压力是0而不是mg。

二、认为物体间的滑动摩擦力的大小与物体间的相对运动速度大小有关。

这是由于在日常生活中拉动一物体在水平面上加速运动时需要的力大, 并且速度越大越费力。其实滑动摩擦力F=μFN, 只与物体间的动摩擦因数和物体间的正压力有关。如图2所示, 一个匀质木板长为L、重为G, 放在水平桌面上 (假设桌面足够长) , 在一水平推力F的作用下, 先加速运动到A, 然后匀速运动到桌子的右端, 最后推出桌面一部分, 但木板未掉下来。问:在这一运动过程中, 木板受到的摩擦力怎样变化?

在回答这类问题时, 很多同学认为物体在加速运动的过程中所受的摩擦力最大, 匀速运动过程次之, 当木板被推出桌面后, 随着木板和桌面间的接触面积的减小, 其所受的摩擦力也逐渐减小。其实这是不对的, 因为木板在向右运动的过程中, 在竖直方向上始终只受重力和桌面支持力的作用, 即F=mg, 木板与桌面间的粗糙程度和接触材料都没有改变, 即不变, 依据公式可知, 木板所受摩擦力在整个过程中是恒定的, 即F=μmg。

三、认为物体间受的滑动摩擦力的方向总与物体运动的方向相反, 即认为滑动摩擦力一定是阻力。

造成这一误解的原因是在中学物理中同学们所遇的大多数物理情景都是以地面和地面上的固定物体为参考系的, 而滑动摩擦力是以对方为参考系的, 故不少同学对“滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反”这句话中的“相对”二字的含义理解不深刻。“相对”既不是相对地面, 又不是相对观察者, 而是相对跟它接触的、使它产生滑动摩擦力的物体, 即相对于施力物体。如图3所示, 在长木板A上放着一块木板B, 当长木板A在拉力F的作用下向右做加速运动时, 木板B随长木板A一起向运动, 但木板B的速度v2小于A的速度v1。这种情况下, 木板B受的摩擦力的方向, 就与其运动方向相同。因为虽然木块B的运动方向是向右的, 但它相对于长木板A的运动方向却是向左的。

四、认为静止的物体不可能受滑动摩擦力的作用。

造成这一错误认识的原因在于通常我们说一个物体是静止的, 都是相对于地面参考系而言的, 而滑动摩擦力是在两个相对运动物体间产生的。例如图4所示, 有一固定在地面上的木板A, 上面放一个重G=10N的物体B, 并在F=6N的拉力作用下运动。若A、B间的动摩擦因数μ=0.5, 问:B对A是什么摩擦力, 其大小是多大?这里木板A虽然是静止的, 但相对于物体B却是运动的, 故B对A的作用力是滑动摩擦力, 其大小

滑动摩擦力教案 篇8

现在我们来研究一下滑动摩擦力与弹力的合力.如图，一物块在粗糙水平面上向右滑行，其受力如图，由图作平行四边行求Ff和FN的合力，合力与FN的夹角θ满足：tanθ=■=μ，无论FN怎样变化，增大或减小，tanθ始终等于μ，即合力 F 的方向始终不变.当FN增大， Ff也增大，F也增大，但与FN的夹角不变；当FN减小，Ff也减小，F也减小，其与FN的夹角不变，即合力 F的方向始终不变.根据以上分析可得如下结论：

滑动摩擦力与其接触面间的弹力的合力的方向是确定的，不随FN的改变而改变，始终有tanθ=μ.此结论用于解决力学问题简单方便.

例1：水平地面上有一木箱，其与地面间的动摩擦因数为μ.现对木箱施加一拉力 F ，使其做匀速直线运动，设力 F 的方向与水平面夹角为θ，如图1：在θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则：

A、F先减小后增大

B、F一直增大

C、F的功率减小

D、F的功率不变

解析：对物体受力分析如图2：设FN、Ff的合力为FN，其与FN的夹角为α，则tanα=μ，当 F变化，FN、Ff大小变化，但 方向始终不变，故可把物体等效于受三个力 G、F 、FNf，作三力的矢量三角形，如图，由图知F先减小后增大，A正确，B错误.又由图知FNf一直减小，其功率PNf =FNf·v·cosα一直减小，故F的功率也一直减小，C正确D错误.

答案：AC

例2：如图3：放在水平地面上斜面体质量为M，一质量为m的物块恰能沿斜面匀速下滑，若对物块施以水平向右的拉力F，物块m仍能沿斜面运动，则以下判断正确的是：（ ）

A、物块m将沿斜面匀速下滑

B、物块m将沿斜面加速下滑

C、地面对斜面体M有向左的摩擦力

D、地面对斜面体M的支持力等于（M+m）g

解析：物块沿斜面匀速下滑，则支持力和摩擦力的合力竖直向上，大小等于mg.加上水平向右的拉力后，FN减小， Ff减小，但其合力方向不变，仍竖直向上，大小减小，故其与F、mg的合力沿斜面向下，物块沿斜面向下做加速运动，A错B对.对斜面体分析，物块对斜面体的压力和摩擦力都减小，它们的合力减小，但合力方向仍竖直向下，故地面对其没有摩擦力，支持力小于总重力（m+m）g，C、D错误.

答案：B

例3：如图4：斜面体A静止放置在水平地面上，质量为m的物体B在外力F（水平向右）的作用下匀速运动.此时，斜面体受到的地面的静摩擦力方向向左.则下列说法正确的是：

A.若撤去力F，物体B继续沿斜面向下匀速运动

B.若撤去力F，在物体B继续沿斜面向下运动的过程中，A所受的地面的摩擦力一定变小.

C.若撤去力F，在物体B继续沿斜面向下运动的过程中，A所受的地面的摩擦力可能为零.

D.若撤去力F，在物体B继续沿斜面向下运动的过程中，A所受的地面的摩擦力可能向右.

解析：对于B物体，根据平衡条件可得：

mgsinθ-Fcosθ=μ（mgcosθ+Fsinθ）

解得：μ=

大班摩擦力科学教案 篇9

摩擦力在我们的生活中经常遇到，如：孩子穿得运动鞋，鞋底就应用了摩擦力的原理;下雨天，教室内铺一些地垫就能防滑。这些现象都是摩擦力的原理，这些现象幼儿经常看见的，但幼儿还是不知道为什么会这样。主要是孩子不懂摩擦力的原理，因此想在活动中通过小游戏来引出摩擦力，并让幼儿亲手实验来感受摩擦力的存在，了解摩擦力的原理。最后将科学原理回归生活，让幼儿了解生活中的一些摩擦力的现象，并尝试用摩擦力的原理来解决生活中遇到的问题。

活动目标：

⒈通过观察、比较、实验等活动，感知摩擦力的存在。

⒉结合生活经验，初步了解摩擦力与人们生活的关系，尝试用摩擦力的原理解决生活中的一些简单的问题。

活动准备：

⒈光滑桌面与铺上地垫的桌面各一张，积木若干，毛巾、手帕，玩具汽车。

⒉象棋的棋子若干。

活动过程：

(一)游戏导入，感知物品的粗糙与光滑，初步理解摩擦力的存在。

今天老师和你们玩一个射门的游戏，请你来看看。

⒈射门游戏：

玩法：分别在光滑桌面与铺上地毯的桌面的一端，各设置一个“球门”。将象棋的棋子放在桌子的另一端，用力推动象棋子，使其滑向球门。(第一次在光滑的桌面上实验，第二次在有地毯的桌面上实验)

⒉讨论：

⑴刚才在射门游戏时，你发现了什么?象棋在两次的射门游戏中的滚动有什么不一样?

⑵为什么棋子在滚动的过程中会渐渐的停下来?

为什么用同样的力，在不同的桌面上推动同一棋子，棋子滑动的速度不同?

⑶小结：原来棋子滚动时和桌面有一个力，叫摩擦力。在桌面光滑滚动的棋子摩擦力小，棋子滑得远。在桌面粗糙上滚过摩擦力大，棋子滑得近。

(二)进一步感知摩擦力大小的因素。

⒈看，有些小汽车在马路上不知道哪条路走得比较快，所以请小朋友帮忙去试试看。在每张桌子上老师准备了三条用积木搭成的斜坡的马路(一条路是光滑的表面、一条路上面铺着毛巾、一条路上面铺着手帕)，三辆小汽车，请你们小组合作观察、实验，车在哪一条路上走得快?车在哪条路上走得慢?哪辆汽车开得远?哪辆汽车开得近?

⒉幼儿分组操作、实验。

⒊交流实验结果：

说说刚才实验中你的发现?为什么会这样?

教师小结：原来光滑表面的路，摩擦力小，所以汽车走得很快，粗糙表面的路摩擦力大，所以走得慢。

(三)结合生活，感受摩擦力与生活的关系。

⒈在我们的生活中也经常会用到摩擦力，我们一起来看一看吧!

⒉看看PPT幻灯。

第一页幻灯运动鞋，引导幼儿观看鞋底，为什么鞋底会很粗燥呢?(增大摩擦力啊，让我走起来更加的稳)

第二页幻灯轮胎，引导幼儿观察轮胎的环纹，为什么轮胎上有花纹?(增大摩擦力，起到防滑的作用)

第三也幻灯汽车里的防滑垫。引导幼儿观察小垫子上放了饰品，车开动时，小物品不会滑下来。为什么会这样呢?(防滑垫上有突起的地方，物品放在上面有摩擦力，所以不会掉下来。)

(四)利用摩擦力的原理，引导幼儿解决生活中的困难。

老师这里有一些小的困难，请你用摩擦力的原理，帮我解决一下，好吗?

问题一：下雨天，底板很滑，小朋友走过容易摔跤，想一想利用摩擦力的原理，可以怎么办?

问题二：衣服的拉链拉不开时，可以怎么办?

小结：现在我们小朋友能将学会到的科学原理用到生活中，来解决生活中的问题，你们太棒了。

高一物理摩擦力教案 篇10

介绍滑动和静时，从基本的事实出发，利用二力平衡的知识使学生接受的存在.由于的内容是本节的难点，所以在讲解时不要求“一步到位”，关于的概念可以通过实验、学生讨论来理解.

1、可以让学生找出生活和生产中利用的例子;

2、让学生思考讨论，如：

(1)、一定都是阻力;

(2)、静止的物体一定受到静;

(3)、运动的物体不可能受到静;

主要强调：是接触力，是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，但不一定阻碍物体的运动，即在运动中也可以充当动力，如传送带的例子.

二、有关讲解的大小与什么因素有关的教法建议

1、滑动的大小，跟相互接触物体材料及其表面的光滑程度有关;跟物体间的正压力有关;但和接触面积大小无关.注意正压力的解释.

2、滑动的大小可以用公式： ，动摩擦因数 跟两物体表面的关系，并不是表面越光滑，动摩擦因数越小.实际上，当两物体表面很粗糙时，由于接触面上交错齿合，会使动摩擦因数很大;对于非常光滑的表面，尤其是非常清洁的表面，由于分子力起主要作用，所以动摩擦因数更大，表面越光洁，动摩擦因数越大.但在力学中，常称“物体表面是光滑的”这是忽略物体之间的的一种提法，实际上是一种理想化模型，与上面叙述毫无关系.

3、动摩擦因数( )是一个无单位的物理量，它能直接影响物体的运动状态和受力情况.

滑动轴承摩擦因数的测定实验研究 篇11

滑动轴承的摩擦系数f是设计滑动轴承的重要参数之一, 它的数值与变化规律直接影响轴承的摩擦和润滑状态轴承的温升及机器节能降耗等, 摩擦因数f的影响因素主要有润滑油的特性、轴的转速和轴承压强等, 因此测定滑动轴承摩擦因数的特性具有重要意义, 本文以实验为基础, 进行f-λ曲线和p-f-n曲线的测定, 探讨压强p, 转速n等的变化对f-λ曲线的影响[1]。

1 实验设备简介

ZHS20系列滑动轴承综合实验台 (见图1) 主要由主轴驱动系统、静压加载系统、轴承润滑系统、油膜压力测试系统、油温测试系统、摩擦因素测试系统以及数据采集与处理系统等组成[2]。

1—交流伺服电动机2—轴向油压压力变送器3—静压加载压力变送器4—周向油压压力变送器 (1～7号) 5—滚动轴承6—调压阀7—摩擦力传感器测力装置8—实验主轴箱9—液压油箱10—机座

2 测定滑动轴承摩擦特性f-λ曲线

滑动轴承的摩擦系数f是重要的设计参数, 它的大小与润滑油的粘度η、轴的转速n和轴承压强p相关, 令

λ为滑动轴承摩擦特性系数。η为已知参数, 分别测定轴的转速n和轴承压强p, 则可计算出滑动轴承摩擦特性系数[3]。实验测定滑动轴承摩擦特性曲线如图2。

图2为滑动轴承摩擦特性曲线, 表示轴承摩擦因数f与滑动轴承摩擦特性系数λ的关系, 即轴承转速n=0的静摩擦状态过渡到低转速下的边界摩擦及混合摩擦状态, 并随着转速的提高达到液体摩擦状态, 在此过程中, 轴承摩擦系数f由大变小再变大, 当λ=0.843时承摩擦因数f最小。

3 多参数耦合作用下滑动轴承摩擦因数的实验研究

采用传统的横坐标为无量纲λ的f曲线, 无法凸显多参数的变化, 如压强p变化时, 摩擦因数f曲线的变化为此采用了p-f-n实验模式, 从而测出了不同压强下, 摩擦因数曲线f的变化规律。p-f-n曲线测定:通过实验测定p-f-n曲线如图3所示。

实验结果分析:由图2可知, 随着载荷的增大而液体摩擦状态下的摩擦系数减小, 而边界润滑和混合润滑状态下的摩擦因数增大, 这一试验结果与国外文献数据基本符合, 随着载荷的增大, 达到液体摩擦所需要的转速提高, 这一实验结论与实际运转是吻合的, 因此采用采用p-f-n的实验模式对于研究多参数耦合下轴承摩擦因素的变化和轴承润滑状态的转化都具有参考价值。

参考文献

[1]张直明, 主编.滑动轴承的流体动力润滑理论[M].北京:高等教育出版社, 1986.

[2]吴鹿鸣, 陆天炜, 主编.机械设计实验教程[M].成都:西南交通大学出版社, 2007.

初二年级物理摩擦力教案 篇12

根据摩擦力的定义思考：摩擦力的方向如何?摩擦力的作用点在哪里?(学生会很快答出：方向和作用点)

摩擦力的大小与什么因素有关?(引出探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关)

1、引导学生猜想。(如果学生猜想不全面，引导学生再做手放到桌面上的实验：手平放在桌面上用大小不同的力推或拉，感受摩擦力用什么不同力?用大小相同的力将手平放在桌面上或准备好的棉布上推、拉，感受摩擦力什么不同力?学生就很容易猜想了。)

4、分析论证交流评估。

组织全班同学对黑板上的实验数据和结论进行交流、讨论，得出结论。(对同学前面的猜想正确的用红笔打√错误的打×以加深印象)

(通过探究实验使学生乐于探究、勇于实验、勤于思考，培养学生的实验探究能力和分析处理数据能力，从而达成教学目标3。)

任务四：摩擦力的增大与减小

指导学生看课本61页科学世界，自主学习、小组讨论摩擦力的增大与减小方法。(通过改变摩擦力的实例，使学生认识到物理知识与生活、生产的联系，培养热爱科学到科学的意识，从而达成教学目标4。)

(三)达标训练：导学案：1、2、4、5

(通过1、4题检测目标,2的达成;通过2题检测目标4的达成，通过5题检测目标3的达成。)

(四)布置作业：

观察自行车应用了那些摩擦知识?

(检测对摩擦力的认识、及目标3、4的达成)

五、教学反思：

滑动摩擦力教案 篇13

活动意图：

5—6岁的孩子已开始能从内在的隐蔽的原因来理解各种现象的产生并感兴趣，摸一摸、玩一玩是他们最渴望做的事情，学前后期的幼儿对周围生活有着积极的求知探索的态度，科学积极倡导让幼儿亲身经历以探究为主的学习，培养他们的好奇心和探究欲。大班科学活动《摩擦力》就是通过让幼儿亲身体验、自主操作、想象创造等，了解摩擦力特征，激发积极动脑想办法解决问题的能力，体验发现与成功的快乐。

活动目标：

1、理解摩擦力。

2、摩擦力对生活的影响。

3、培养幼儿对事物的好奇心，乐于大胆探究和实验。

4、在活动中，引导幼儿仔细观察发现现象，并能以实证研究科学现象。

5、培养幼儿对事物的好奇心，乐于大胆探究和实验。

活动准备：

课件3个，两次实验的材料。

活动过程：

一、引题

出示爬雪山和冰上芭蕾以鞋底特写图片。

两双鞋底有什么不同?

换穿可以吗?为什么?

二、第一次实验，感知物体表面与摩擦力的关系。

1、这里藏着什么秘密吗?实验。

2、2条滑道——纸滑道和绒布滑道，2个纸筒。轻轻放上去，轻轻放手，会发生什么?

3、四人一组进行。

4、小纸筒从滑道上滑下来是有什么不一样?(距离远近、速度快慢)并记录(出示课件一)

5、为什么同样的纸筒有不同的结果?

出示课件二，教师小结：纸筒划下去时，有一种神奇的力量，它会牢牢拉住纸筒，不让它滑下去，这种力叫做摩擦力。当物体粗糙时，摩擦力就大，当物体光滑时，就拉不住纸筒了，摩擦力就小。

三、第二次实验，感知

1、实验要求：同样的滑道，给纸筒穿上不同的衣服(卫生纸、瓦楞纸、毛巾)，与光纸筒的比较。

2、交流：你用了什么办法?有什么变化?为什么会这样?(毛巾最粗糙)

四、讨论

如果登山员穿上冰刀去爬山，会怎样? 如果…… 会怎样?

小结：登山员只有穿上鞋底粗糙的登山鞋才能稳步爬山，冰上运动员只有穿上光滑的冰刀鞋才能翩翩起舞。

五、摩擦力在生活中的应用。

出示课件三：厕所里为什么要垫防滑垫?(增加摩擦力，防滑)

滑梯的光滑(减少摩擦力)

活动延伸：

手太滑打不开瓶盖，怎么办?

教学反思：

活动中体现了“做中学”的思想。在实验活动中，充分引导幼儿操作各种不同的材料，探索摩擦力是一种阻力，不断感受、体验摩擦力现象的问题。体验到发现、探索的快乐，产生“我想做、我愿做、我能做”的学习态度。让孩子探索了解生活中离不开摩擦力。

滑动摩擦力教案 篇14

活塞环与气缸壁、以及填料环与活塞杆之间的摩擦是在变速变压的条件下进行的,因此,研究不同滑动速度和正压力条件下的摩擦特性,对改善无油润滑密封环的工作可靠性具有十分重要的意义。许多改良的PTFE自润滑复合材料[1,2]已被用来制作无油润滑压缩机的活塞环和填料环。材料和测试条件不同,滑动速度和正压力对摩擦系数影响区别很大。PTFE-PA 66[3]在0.01 m/s时,摩擦系数受正压力影响很小。在速度1.28 m/s和正压力30 N以下时,PTFE及其复合材料[4]的摩擦系数随着正压力的增加而增大,而在正压力一定时,随速度的变化影响不大。60%铜粉填充PTFE[5]和35%碳填充PTFE[6]在0.5 MPa和2.0 m/s测得的摩擦系数随速度的增加而增大,并且其曲线的变化呈上凸趋势。

本文在摩擦测试机上测量了新型无油润滑材料——C/C+PTFE双基功能复合材料[7]、普通填充PTFE和30%碳纤维增强PTFE的摩擦系数,分析讨论了随滑动速度和正压力的变化,3种PTFE自润滑材料摩擦系数的变化趋势。

1 试验机与试块

图1为环-块式摩擦试验机。它利用双杠杆系统的平衡原理,根据平衡摩擦力矩的杠杆作用,测出摩擦力,计算材料的摩擦系数。试验机的负荷杠杆比为5:1,测试杠杆的标尺刻度:0.095 44 g/格。试验台选用AOZ6322型三相异步电动机和输出功率为15 kW的YFA020-3型变频器。

图2为试环和试块的尺寸。其工作条件应尽量分别接近无油润滑压缩机活塞杆和填料密封环工作时的条件。试环材料采用45#不锈钢,整体淬火处理后的表面硬度为HRC 50～60,外圆表面粗糙度Ra为0.1～0.4μm,外圆表面与内圆同心度偏差小于0.01 mm。

如表1所示,试验选取3种材料为研究对象,分别是普通填充PTFE(填充物为青铜粉、玻璃纤维、石墨、二氧化硅等)、30%碳纤维增强PTFE和C/C+PTFE。由摩擦学的原理[8]可知,实际接触面积越大,摩擦系数也越大。在测试时,为了减小真实接触面积对摩擦系数的影响,普通填充PTFE材料选取的正压力低于其他两种材料。3种材料试块的试验设计方案如表2所示。

2 试验结果与分析

采用环-块式摩擦试验机,在试验开始时接触面积很小,当试块被磨损后,磨痕宽度明显大于试验前的接触宽度。试验测得的摩擦系数会随着真实接触面积的增大而增大。随着磨损时间的推移,真实接触面积越来越大,摩擦系数也越来越大。由此可见,试验所测得的摩擦系数值,不仅是正压力和滑动速度的函数,而且是真实接触面积的函数。

2.1 滑动速度对摩擦系数的影响

图3为不同正压力下,摩擦系数随滑动速度的变化关系。

从图3可看出,随着滑动速度的增加,普通填充PTFE的摩擦系数先减小,通过一最小值后增加。最小值出现的位置在2.5～3.5 m/s的速度范围内。压力>9.82 N时,速度对摩擦力的影响较小。

30%碳纤维增强PTFE的摩擦系数先减小后增加。在滑动速度<3.5 m/s时,摩擦系数<0.28。当滑动速度>3.5 m/s,正压力<29.45 N时,摩擦系数随速度的变化急剧增大。正压力>39.26 N时,速度对摩擦系数的影响很小。

C/C+PTFE和30%碳纤维增强PTFE的变化趋势非常接近,当压力<29.5 N、滑动速度>2.6 m/s时,摩擦系数随滑动速度的增大而急剧增大。

试验结果表明:摩擦系数不仅随速度的变化而变化,而且与材料的机械性能有重要关系,尤其是当正压力大于某一定值时。PTFE摩擦表面的平均屈服应力值较高,摩擦表面积累的PTFE磨屑很难被重新嵌入PTFE基体中。这些磨屑的自润滑性,使得正压力较高时,滑动速度对摩擦系数的影响变小。

滑动速度将引起表面层发热、变形、化学变化和磨损等等,因而滑动速度的变化会引起摩擦系数的变化。在较低的速度下,PTFE材料发生磨损后,摩擦表面积累的PTFE磨屑起到了固体润滑剂的作用,随着速度的增大,润滑作用增强,摩擦系数减小。但当速度超过一定值后,摩擦表面固体润滑膜的完整性遭到破坏,摩擦系数因此而变大。材料的机械强度和硬度越高,摩擦系数受速度的影响越小。

2.2 正压力对摩擦系数的影响

摩擦系数随正压力的变化如图4所示。

当正压力增大时,除了C/C+PTFE在滑动速度<2.57 m/s、正压力<19.6 N时,3种材料试块的摩擦系数均随着正压力的增加而逐渐减小。这个结果与文献[5,6,9]一致。在滑动速度为2.57 m/s时,30%碳纤维增强PTFE和普通填充PTFE具有最小摩擦系数。参考文献[10]表明,对于PTFE复合材料和不锈钢的摩擦,当摩擦表面温度在130～150℃范围内时,节点摩擦在生成转移膜最佳的摩擦区域内进行,此时的摩擦系数最低,摩擦功率最小。

随着正压力的增大,普通填充PTFE摩擦系数以近似线性关系的趋势减小。当滑动速度<3.85m/s时,正压力对30%碳纤维增强PTFE摩擦系数的影响很小。

当正压力>19.6 N时,C/C+PTFE的摩擦系数低于30%碳纤维增强PTFE。当速度>2.57 m/s,正压力>30 N时,摩擦系数<0.20。正压力越大,PTFE自润滑膜越容易转移到试环的摩擦表面上。这表明由于C/C+PTFE具有机械强度好、表面硬度高、传热系数大等优点,从而减小了摩擦区域的真实接触面积,并且在摩擦副表面上形成了完整而坚固的PTFE转移膜。

3 结论

(1)普通填充PTFE摩擦系数最小值出现在2.5～3.5 m/s的速度范围内。在滑动速度为2.57m/s时,30%碳纤维增强PTFE摩擦系数出现最小值。对于这两种材料,最小值出现的位置几乎不受正压力变化的影响。当正压力接近50 N时,C/C+PTFE的摩擦系数几乎不受滑动速度的影响。

(2)正压力对摩擦系数的影响因材料的不同而变化很大。普通填充PTFE的摩擦系数与正压力近似成线性反比例函数关系。当滑动速度低于2.57m/s时,30%碳纤维增强PTFE的摩擦系数几乎不受正压力的影响。滑动速度越高,C/C+PTFE的摩擦系数随着正压力变化的斜率绝对值越大。

(3)普通填充PTFE的摩擦系数最小,但由于机械强度和表面硬度低,磨损量较大。正压力>19.6 N时,C/C+PTFE的摩擦系数低于30%碳纤维增强PTFE,最小可达0.20以下。因此,C/C+PTFE最适合用于高压高速的条件下。

(4)摩擦系数小,并不意味着磨损量也小[3]。因此有必要对不同滑动速度和正压力下的磨损量变化进行研究,才能综合评价自润滑密封材料的使用寿命和工作可靠性。

参考文献

[1]Maer P S,Mitchell P J,Atkins B R.Multi-phase filled-plastics piston rings for non-lubricated compressors:a comparison of the performance of filled PTFE and epoxy-bonded materials in dry gases[J].Tribology,1973,6(4):129-134.

[2]朱玉峰,彭宝成.全无油润滑压缩机设计中参数选取的研究[J].润滑与密封,2006(6):71-73. Zhu Y F,Peng B C.Study on parameters selection in design of oilless lubrication compressors[J].Lubrication Engineering, 2006(6):71-73.

[3]Franke R,HaaseI,Lehmann D,et al.Manufacturing and tribological properties of sandwich materials with chemically bonded PTFE-PA 66 and PA 66/GF[J].Wear,2007(262): 958 971.

[4]Unal H,Mimaroglu A,Kadioglu U,et al.Sliding friction and wear behaviour of polytetrafluoroethylene and its composites under dry conditions[J].Materials and Design,2004(25):239- 245.

[5]Tevruz T.Tribological behaviours of bronze-filled polytetrafluoroethylenedry journal bearings[J].Wear,1999(230):61-69.

[6]Tevruz T.Tribological behaviours of carbon filled polytetrafluoroethylene PTFE dry journal bearings[J].Wear,1998(221): 61-68.

[7]杨学宾,魏刚强.高压无油润滑压缩机密封材料的选择[J].压缩机技术,2004(1):35-36. Yang X B,Wei G Q.Contact sliding seal selection for the highpressure oil-free compressor[J].Compressor Technology,2004 (1):35-36.

[8]克拉盖尔斯基ив.摩擦磨损计算原理[M].北京:机械工业出版社,1 982.

[9]Myshkin N K,Petrokovets M I,Kovalev A V.Tribology of polymers:adhesion,friction,wear,and mass-transfer[J].Tribology International,2005,38(11-12):910-921.

滑动摩擦力教案 篇15

教学目标：

（一）知识与技能

1．知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦的规律．知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，会判断滑动摩擦力的方向。2．能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。

3．认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值。4．知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。

5．会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。

（二）过程与方法

1．培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。2．培养学生的实验探究能力。

3．让学生学会在实验中控制变量和实验条件。

4．通过自己动手实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。

（三）情感态度与价值观

1．利用实验和生活实例激发学生学习兴趣。

2．培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想。3．在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。教学重点：

1．滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断． 2．静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断．

3．静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。教学难点：

1．静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断． 2．静摩擦力大小的简单计算 教学方法：讲授法、讨论法 教学用具：桌子、投影仪 教学过程：

（一）直引新课：今天我们学习摩擦力。

请同学回顾什么是摩擦力：

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趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这个力叫做摩擦力． 思考与讨论：

互相接触的物体相对静止的时候，是不是也可能产生摩擦力呢？

以课本p60图3.31为例试说明 桌子静止在水平地面上，有无静摩擦力? 手推桌子，桌子与地面有无静摩擦力?

（二）新课教学

1、静摩擦力

1.以手推桌子为例分析摩擦力的概念

①开始用很小的推力，推不动，分析桌子受力情况。②再用稍大的力去推，还是静止不动，分析受力情况 ③继续增大推力，讲桌开始运动，分析受力情况。

分析：桌子在推力作用下相对地面静止，但在沿这个力的方向上有相对运动趋势，就是因为桌子跟地板之间发生了摩擦。这个摩擦力和推力都作用在桌子上，他们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此桌子保持不动，这时发生的摩擦叫静摩擦力。结论：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动。2.摩擦力的产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动的趋势。3.探究静摩擦力大小与什么有关(学生活动)静摩擦力的大小与外力有关

4.方向：总是跟接触面相切，与相对运动的趋势的方向相反 5.最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。

书P61实验结论：静摩擦力随着推力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力。可见，静摩擦力的大小在一个范围内：0FFmax 最大静摩擦力跟正压力成正比 6.关于静摩擦力有无的判断

方法一：根据初中学过的二力平衡条件 方法二：假设法 例：斜面上有一物体，质量为m，在斜面上静止不动，m受摩擦力吗？为什么？ 7.静摩擦力的作用 课本p62“说一说” 拿在手中的东西不会滑落

把线织成布，用布缝衣服，也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。练习：

1、课本P65第2题

2、如图，物体在F的作用下静止，当F的大小变化时，分析物体所受的静摩擦力情况。

思考：

1、静摩擦力能不能发生在运动的物体之间? 静摩擦力中的“静”应该是指的相互接触并且有相对运动趋势的物体之间的摩擦力，它应该是指的相对静止。

2、静摩擦力的大小如何确定? 可以根据平衡条件来做。

观察：课本p61图3.33，当拉力大于物体与地面间的最大静摩擦力时，物体的运动情况发生了怎样的变化? 物体由静止变为了运动。

提问：这时候物体与地面之间还有没有摩擦力?如果有，是什么性质的摩擦力? 物体与地面之间仍然有摩擦力，不过摩擦力的性质由静摩擦力变为滑动摩擦力。下面就来研究一下滑动摩擦力。2.滑动摩擦力

以手推桌为例，继续增大推力直到桌子开始运动，一旦物体运动物体就受滑动摩擦力，运动的物体之所以会停下，是因为受到摩擦力。

请同学们阅读课文，结合上面的实验，然后说出什么叫做滑动摩擦力。

1.滑动摩擦力的概念：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力。

根据静摩擦力产生的条件，我们探究一下滑动摩擦力产生的条件是怎样的？ 2.滑动摩擦力产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动 3.实验探究：滑动摩擦力的大小和哪些因素有关? 猜想：(学生活动)粗糙程度，正压力，材料等

F 实验证明：滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力FN成正比，还与接触面的粗糙程度、材料有关。

4.大量实验表明，滑动摩擦力大小与压力成正比。数学表达式： FFN

F为摩擦力，FN为压力（对物体表面垂直的作用力），为动摩擦因数.其数值与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。

请同学们阅读课本P62，了解几种材料间的动摩擦因素。5.方向：总是跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反。

强调：需要注意的是，滑动摩擦力的方向虽然是跟相对运动方向相反，但是要把相对运动方向跟运动方向这两个概念区分开，不能混为一谈。练习：课本P65第一题 例题：课本P63 小结解题过程：

1.根据题意，画受力分析图； 2.列方程，代数据，得结果。学生练习

若该物体在F=40N的作用下沿墙下滑，物体与墙之间的滑动摩擦系数为0.2，求物体所受的滑动摩擦力。思考：

1、静止的物体所受的摩擦力一定是静摩擦力，运动的物体所受的摩擦力一定是滑动摩擦力吗? 举例说明：皮带传送机把货物运往高处，物体是运动的，当相对于皮带没有滑动,受到静摩擦力。

一个人端着一杯水走路，杯子受到手的静摩擦力。人走路时受到地面的摩擦力等。

物体沿斜面下滑，物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，同时斜面受到沿斜面向下的滑动摩擦力，此时斜面是静止的。

2、摩擦力一定阻碍物体运动吗? 摩擦力只是阻碍物体的相对运动,，不一定阻碍物体的运动。

皮带传送机上的货物受到的摩擦力拉着货物向上运动是动力，同时它阻碍了货物相对于皮带的运动。

3、滚动摩擦力

请同学们阅读课本P63最后一段得出什么是滚动摩擦，以及生活中常见的事例。

一个物体在另一个物体表面上滚动时，物体之间存在的摩擦叫做滚动摩擦。在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体间滚动的作用力，叫做滚动摩擦力。在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多。

举例：

1、地面有沙子，易滑倒。

2、滚动轴承。

请同学们阅读课本P64“科学漫步”，了解流体的阻力。小结： 1．静摩擦力

（1）静摩擦力的方向（2）静摩擦力的大小 2．滑动摩擦力