文档内容
8.3 摩擦力 （导学案）
【学习目标】
1. 能根据生活体验认识摩擦力。
2. 能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略的测量水平运动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】
测量水平运动物体所受的滑动摩擦力。
【学习难点】
设计实验，探究影响滑动摩擦力大小的因素。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 摩擦力：两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种
阻碍物体相对运动的力，这种力叫做摩擦力。
2. 三种摩擦：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。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫做滚动摩擦力；两个相互接
触的物体，当它们要发生而尚未发生相对运动时，在它们接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势的力，
称为静摩擦力。
3．滑动摩擦力大小的测量：用弹簧测力计水平拉动物体，使它做匀速直线运动，则摩擦力与拉力是
一对平衡力，根据二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
4．影响滑动摩擦力大小的因素：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关。
接触面越粗糙、压力越大，滑动摩擦力越大。另外，滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关。
5. 增大或减小摩擦的方法
（1）增大摩擦的方法有：增大压力或使接触面粗糙，变滚动摩擦为滑动摩擦。
（2）减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面光滑、用滚动摩擦代替滑动摩擦、使接触面分离等。
【合作探究】
探究一、摩擦力
1. 摩擦力
（1）现象探究：阻碍物体相对运动的力
【做一做】选做下面的几个实验，观察现象，分析原因。
实例 现象和原因
①手掌压在桌面上滑动
感觉桌面对手有一种阻碍作用②在桌面上用力拉动牙刷 发现刷毛弯曲的方向与牙刷运动的
方向相反，说明桌面对刷毛的运动有一
种阻碍作用
③草坪上滚动的足球 草坪上滚动的足球会慢慢停下来，
说明草坪对足球的运动有一种阻碍作用
④物体静止在斜面上 物体能静止在斜面上不下滑，说明
斜面对物体的下滑有一种阻碍作用
【探究归纳】两个相互接触的物体，当它们有相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生
一种阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）的力。
【想一想】根据探究结论，你知道摩擦有几类？它们的区别是什么？
2. 三种摩擦
（1）静摩擦：一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时产生的摩擦。
（2）滑动摩擦：一个物体在另一个物体的表面上滑动时产生的摩擦。
（3）滚动摩擦：一个物体在另一个物体的表面上滚动时产生的摩擦。
【想想议议】用铅笔写字时，手与笔杆之间的摩擦属于静摩擦，笔尖与纸之间的摩擦属于滑动摩擦；
用圆珠笔写字时，笔尖与纸之间的摩擦属于滚动摩擦。
3. 摩擦力
（1）摩擦力：接触面阻碍物体相对运动的力统称为摩擦力。常用字母f表示。
（2）产生摩擦力的条件：①两个物体互相接触并互相挤压。②两个物体的接触面必须都是粗糙的。
③有阻碍物体相对运动或相对运动趋势的特征。
（3）摩擦力的方向：总是沿接触面的切线方向。
4. 滑动摩擦力
（1）定义：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。
（2）产生原因：相互接触的两个物体表面是凹凸不平的，在压力作用下这些凹凸不平的部位会相互
啮合。当两个物体做相对滑动时，啮合部位就会产生阻碍相对运动的作用，产生滑动摩擦力。
（3）滑动摩擦力的方向：滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反。如向右推木箱时，木
箱受到的滑动摩擦力的方向向左。（4）测量滑动摩擦力
①测量原理：二力平衡。
②测量方法：如图甲所示，用弹簧测力计拉动木块，使它沿长木板水平做匀速直线运动，读出此时弹
簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。
③分析：由于木块做匀速直线运动，受到的力为平衡力，在水平方向上木块受到的滑动摩擦力和弹簧
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，所以弹簧测
力计的示数，即为滑动摩擦力的大小（如图乙所示）。
甲 乙 丙
3. 静摩擦力
（1）静摩擦力：一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时产生的摩擦。
（2）静摩擦力的方向：如图丙所示，瓶子有向下运动的趋势，当瓶子静止时，瓶子所受到的静摩擦
力的方向与向下运动的趋势相反，即静摩擦力的方向竖直向上。
（3）静摩擦力的大小：当瓶子静止时，在竖直方向上所受到的静摩擦力与重力是一对平衡力，根据
二力平衡的条件可知，静摩擦力与重力大小相等，即：f=G。
【例题1】关于摩擦力，下列说法正确的是（ D ）
A. 相互压紧的粗糙物体之间总有摩擦力
B. 静止的物体一定不受摩擦力
C. 相对运动的两个物体，一定存在摩擦力
D. 一个物体只有在另一个物体表面运动或有相对运动趋势时，才有可能受到摩擦力
【解析】A. 缺少“相对运动”或“相对运动趋势”的条件，错误。
B. 静止的物体只要满足“接触”“挤压”“粗糙”“有相对运动或相对运动趋势”，也存在摩擦力，
错误。
C. 缺少“接触”“挤压”“粗糙”三个条件，错误。
D. 这两个条件是产生摩擦力的必要条件，具备这两个条件才有可能产生摩擦力，否则，一定不会产
生摩擦力，正确。 所以选D。【例题2】小华同学用100N的力水平向右推木箱，结果没有推动，则此时木箱受到的静摩擦力为
____N，方向________。小华增大推力，最后在125N的水平推力作用下使木箱向右做匀速直线运动，则物
体受到的滑动摩擦力为_________N，方向_________。
【答案】100，水平向左，125，水平向左，
【解析】①如果用100牛的力水平向右推木箱，没有推动，则此时木箱受到的静摩擦力与推力平衡，
大小为100牛，方向水平向左。
②若木箱在125牛的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，则物体受到的滑动摩擦力与拉力平衡，大
小为125牛，方向水平向左。
探究二、影响滑动摩擦力大小的因素
【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?
【猜想和假设】根据生活经验可知，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。
当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。
①滑动摩擦力的大小可能跟压力大小有关？
②滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关？
③滑动摩擦力的大小可能跟接触面积有关？ ………
【实验思路】
（1）实验器材：弹簧测力计、带挂钩的长方体木块、木板3块（粗糙程度不同）、砝码等。
（2）研究方法——控制变量法
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；
同理，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。
（3）请结合实验器材，思考以下问题。
①如何改变对接触面压力的大小? ②如何改变接触面的粗糙程度?
【进行实验】
①如图甲所示，用弹簧测力计拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，读出弹簧测力计的示数，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；
②如图乙所示，在木块上放不同数量的砝码，改变压力，测量滑动摩擦力；
③如图丙所示，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。
（4）实验数据表
次数 压力大小程度 接触面粗糙程度 摩擦力（N）
1 小 光滑 2
2 大 光滑 3
3 大 粗糙 4
【分析论证】
（1）在1与2次实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，可得出结论：接触面的粗糙程度一定时，
压力越大，滑动摩擦力越大。
（2）在2与3次实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，可得出结论：在压力一定时，接触面越
粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）实验结论：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关。接触面越粗糙、
压力越大，滑动摩擦力越大。另外，滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关。
【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的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变接触面间
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：通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
（2）实验中要水平拉动木块做匀速直线运动，才能保证滑动摩擦力的大小等于拉力大小。
（3）实验方案的改进：实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，会导致弹簧测力计的示数不稳定。
因此将实验方案改进如下，木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住一端，弹簧测力计的另一端固定。
改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做匀速
直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。
【实验拓展一】探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
①把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F；
1
②把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F。
2
③比较F 和F 的大小发现相等。故可得出结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的
1 2
大小与接触面积的大小无关（选填“有关”或“无关”）。
【实验拓展二】探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系①把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F。
1
②保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F。
2
③比较F 和F 的大小发现相等。故可得出结论：在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的
1 2
大小与运动速度的大小无关（选填“有关”或“无关”）。
【例题3】下图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
（1）将木块平放在水平木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做 运动。
（2）由图甲可知：此时木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
（3）由图乙和图丙可知：在其他条件相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越 。
（4）本实验产生误差的原因是： 。（写一条即可）
【答案】 匀速直线 1.2 大 很难控制木块做匀速直线运动
【详解】（1）“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验的原理是根据二力平衡，因此应该沿水
平方向拉木块做匀速直线运动。
（2）由二力平衡力可知摩擦力大小与拉力大小相等，图甲弹簧测力计的示数为1.2N，则摩擦力为
1.2N。
（3）由图乙、丙可知，接触面的粗糙程度相同，图丙的压力比图乙大，弹簧测力计的示数图丙较大，
即图丙的摩擦力较大，说明在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（4）本实验产生误差的原因是很难控制木块做匀速直线运动。
探究三、摩擦的利用与防止
【想一想】
①日常生活的哪些现象中存在摩擦力的作用？
②摩擦力对人们是有益的还是有害的呢？
③对我们有益的摩擦我们应该怎么办？有害的摩擦我们又该怎么办？
从影响摩擦力大小的两个因素，我们自然会想到增大和减小摩擦的方法。
1. 增大有益摩擦的方法
（1）增大物体间的压力。例如打开瓶盖时用力、拔河比赛时、用力握紧绳子、自行车刹车时用力捏车
闸、用橡皮擦去错误的字时要用力等等。（2）使接触面粗糙。增大物体接触表面的粗糙程度也可以增大摩擦。例如要上杠的运动员手上擦镁
粉、鞋底凹凸不平的花纹、在结冰的路面车轮缠绕铁链等。
（3）变滚动摩擦为滑动摩擦。汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地
面间的摩擦力，使车容易停下来。
2. 减小有害摩擦的方法
许多情况下摩擦是有害的，人们常常设法减小它。减小摩擦的方法：
（1）使接触面光滑。接触面越光滑，摩擦力越小。例如，冰壶比赛中，运动员不断的刷冰，使接触
面光滑减小摩擦。滑梯的表面比较光滑是为了减小人与滑梯间的摩擦。
（2）减小压力。如推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。
（3）变滑动摩擦为滚动摩擦。用滚动摩擦代替滑动摩擦，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
轴承的原理是利用滚珠之间的滚动摩擦来减小摩擦力。
（4）使接触面分离。例如，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。磁浮列车是靠
强磁场把列车从轨道上微微托起，在列车和轨道间出现一薄层空气，减小摩擦。3. 想想议议
下面的三幅图中，哪些是要利用摩擦？哪些是要防止摩擦？通过什么方法增大或减小摩擦？
【总结】自行车在刹车时，用力捏紧车闸，是通过增大压力来增大摩擦的；手上涂防滑粉，是通过增
大接触面粗糙程度来增大摩擦的；冰壶运动时用刷子刷冰面，使冰面更光滑，是通过减小接触面粗糙程度
来减小摩擦的。
【例题4】在日常生活中，有时需要增大摩擦力，有时需要减小摩擦力，属于增大摩擦力的是（ A
）
A． 图甲：用力捏车闸 B． 图乙：冰壶运动员在刷冰
C． 图丙：滚动轴承 D． 图丁：滴加润滑油
【解析】A．用力捏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，A符合题意；
B．冰壶运动员用刷子刷冰面，使冰面变光滑，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小
摩擦的，B不符题意；
C．在其它条件相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多，滚动轴承内圈与外圈之间用滚动代替滑动减小
了摩擦力，故C不符合题意；
D．往门轴的合页加润滑油，是通过使接触面之间形成油膜，使接触面彼此分离来减小摩擦力，故D
不符合题意。
【精讲点拨】
1．滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向相反，与运动方向无关。不能把摩擦力理解为阻力，
摩擦力不一定与物体运动方向相反，也可能相同，有时摩擦力也可能是动力。
2. 在分析计算摩擦力的大小时，注意运用二力平衡条件进行。
3. 探究影响滑动摩擦的因素实验中，在拉动弹簧测力计时，尽量要做到水平匀速拉动弹簧测力计。当
拉动物体很难做匀速直线运动时，可对实验装置进行改进，使物体不需做匀速直线运动。4．滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关，与接触面积、与物体运动速度无关。
【归纳整理】
【课堂练习】
1．摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
（1）用手拿起茶杯喝水，手与杯子间存在_____ 摩擦力；
（2）铅笔和圆珠笔是好朋友，都爱在纸上“玩”，不同的是，铅笔在纸上“滑”，圆珠笔在纸上
“滚”。 ______（选填“铅笔”或“圆珠笔”）与纸面的摩擦力为滑动摩擦力，______（选填“铅笔”
或“圆珠笔”）与纸面的摩擦力为滚动摩擦力。
【答案】静；铅笔；圆珠笔。
【解析】（1）用手拿起茶杯喝水，手与杯子间没有相对滑动，存在静摩擦力。
（2）因为铅笔写字时，笔尖与纸面发生相对滑动，因此笔尖与纸面的摩擦是滑动摩擦；而圆珠笔在
纸上写字时，是利用圆珠在纸上滚动，因此圆珠笔在纸上写字时的摩擦是滚动摩擦。
2. 浴室中，为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒，下列采取的措施中错误的是（ ）
A．浴室地面铺上带有凹凸花纹的地砖
B．人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋
C．脚底下放一条毛巾
D．穿上平底光滑的塑料拖鞋
【答案】 .
浴室地面铺上带有凹凸花纹的地砖、人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋、脚底下放一条毛中，都是通
D
过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，避免滑倒。而穿上平底光滑的塑料拖鞋，减小了接触面的粗糙程
度，会使地面对鞋的摩擦力减小，容易滑倒。
故选 。
3．把一木制小桌子放在地面上拖动，按如图所示的两种拖法，桌面和桌腿的光滑程度相同，桌子所
D
受的摩擦力大小相比较是（ ）A．相等 B．甲大 C．乙大 D．无法判断
【答案】A。
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与接触面积无关，故在该题中，对于如图所示的
两种拖法，虽然接触面积变了，但桌子与地面间的粗糙程度是不变的，同时压力也是不变的，所以此时的
滑动摩擦力不变，故两次的摩擦力相等。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A.
4. 在体操比赛中，运动员在上单杠之前要在手上抹一些镁粉，而在杠上做回环动作时手握杠又不太紧，
他这样做的目的是 （ ）
A. 前者是为了增大摩擦，后者是为了减小摩擦
B. 前者是为了减小摩擦，后者是为了增大摩擦
C. 两者都是增大摩擦
D. 两者都是减小摩擦
【答案】A.
【解析】运动员与单杠之间的摩擦既不能太大，也不能太小。在手上抹一些镁粉，是为了增大摩擦防
止滑下来；在杠上做回环动作时手握杠又不太紧，是为了减小摩擦，损伤手皮。故选A。
5. 重50N的物体紧靠在墙面上，并在100N的压力作用下保持静止：
（1）通过计算求出物体的质量是多少？
（2）当作用的压力增大为200N时，物体所受的摩擦力为多少？
（3）当F=80N时，物体能沿竖直墙壁匀速下滑，这时物体受到的摩擦力是多少？
【答案】（1）5kg；（2）50N； （3）50N。
【详解】（1）由G=mg得
G 50N
m= = =5kg
g 10N/kg
（2）物体在竖直方向上所受重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。当作用力增大时，物体依然保
持静止状态，重力和摩擦力仍然是一对平衡力，所以摩擦力大小不变。即f=G=50N．
（3）当F=80N时，物体能沿竖直墙壁匀速下滑，是滑动摩擦力，重力和摩擦力仍然是一对平衡力，
所以f=G=50N．
6. 在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，在同一木块上加上不同的砝码，用弹簧测力计拉着木
块在同一水平桌面上运动。（1）如图甲、乙、丙所示，为准确测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计应沿水平桌面拉着木块做
__________ 运动；
（2）由甲、乙、丙三图数据可知，滑动摩擦力的大小与________有关；
（3）增大丙图中弹簧测力计的拉力，木块受到的滑动摩擦力_____（选填“变大”、“变小”或“不
变”）；
【答案】（1）匀速直线；（2）接触面的粗糙程度；（3）不变。
【解析】（1）实验时，用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动，物体在水平方向上受到
平衡力的作用，根据二力平衡原理可知，此时木块所受摩擦力的大小与拉力的大小相等。
（2）由甲、乙、丙三图测量数据可知，压力相同，弹簧测力计不同，故甲、乙、丙三图应探究滑动
摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
（3）摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关，如果在拉动过程中突然增大拉力，
接触面的粗糙程度与物体间的压力不变，此时木块受到的滑动摩擦力将不变。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
