考虑摩擦平衡问题.docVIP

课 题 考虑摩擦的平衡问题 教学目标 （一）知识目标 1、摩擦的概念及分类 2、滑动摩擦力的分类、计算及平衡问题的求解 3、摩擦角及自锁概念 （二）能力目标 1、能正确判断滑动摩擦力的方向。 2、能熟练分析物体处于何种运动状态，然后选用相应的方法计算摩擦力。 3、理解自锁在工程中的 应用原理。 （三）德育目标 1、培养学生善于推理的思维能力。 2、培养学生理论联系实际的意识和能力。 1、滑动摩擦力的概念及计算。 2、考虑摩擦的平衡问题的求解。 1、摩擦角及自锁的概念。 2、自锁条件在实际中的运用。 通过简单实验引导学生理解滑动摩擦及其计算，通过物体摩擦力分析推导自锁条件（启发诱导式）。 1、一套简易的演示装置。 2、四张幻灯片（分别是例4-4 及图4-12、补充螺纹图例 例4-5及图4-14、例4-6及图4-16） Ⅰ、课题导入（3′） [师] 我们在前面分析物体受力时，总是把物体的接触面视为光滑的，忽略了摩擦，使问题简化。通过中学的物理学习，我们知道，摩擦总是存在的。同学们，你们能举出在生活和工程实际中的一些摩擦现象吗？（学生此时思考 ） [生甲] 制动器靠摩擦力来刹车。 [生乙] 车辆靠驱动轮与地面间的摩擦来启动。 [生丙] 带传动要靠摩擦来工作。 [师] 这是摩擦有用的一面，摩擦也有害的一面，如摩擦使机器磨损而降低加工精度和使用寿命。既然摩擦现象这样重要和普遍，我们今天就讨论摩擦。 Ⅱ、讲授新课（60′） [师] 一个物体沿另一个物体接触面有相对运动或相对运动趋势时而受到阻碍的现象，称为摩擦。（板书）按产生摩擦的接触部分可能存在的相对运动形式，可分为滑动摩擦和滚动摩擦；按两接触物体间是否发生相对运动，可分为静摩擦和动摩擦；按接触面间是否有润滑，又可分为干摩擦和湿摩擦。本次课我们讨论的是干摩擦条件下的滑动摩擦及考虑摩擦的平衡问题。 展示如图所示的教学模型装置，其中B为物块，OA为一可绕O轴转动的粗糙平板。 [师] 当平板在水平位置时，物块能静止，将平板倾斜一定的角度 ，物块仍能保持静止，但当倾角增大到某一值时，物块就会下滑（教师演示现象）。物块为什么会有此三种现象？请同学们思考一下。 [生甲] 当平板处于水平位置时，物块只受重力和法向反力的作用而平衡。 [生乙] 当物块倾斜一定的角度时，因为有沿斜面向上的摩擦力来平衡重力沿平板方向向下的分力，所以物块也能平衡。 [师] 好！两位同学说得很对，那么我们来画出这两种情况的受力图（如上图（a）和（b）所示）。那么请问大家，为什么当物块水平时接触面之间没有摩擦力，而在倾斜时有摩擦力？为什么倾角?达到某一值时物块又不能平衡呢？ [生甲] 因为物块处于水平位置时，没有滑动的趋势，所以没有摩擦，而当物块倾斜时有滑动的趋势或者滑动，所以有摩擦。 [生乙] 摩擦力不能无限度增大。 [师] 正确，当两相互接触的物体有相对滑动或相对滑动的趋势时，在接触面间会产生彼此阻碍滑动的力，称为滑动摩擦力。（板书定义）对于在图（b）的情况，（物块B末动）可根据平衡方程求得： F=Q sinα及N=Q cosαF=Q sinα 及 N=Q cosα，此时的摩擦力称为静滑动摩擦力，简称静摩擦力。另外，大家从刚才的现象中不难看出，摩擦力随主动力的增大而增大，但不能无限地增大，当α角增大到某一值时，物块处于将动未动状态（临界平衡状态）时，静摩擦力达到最大值，此时的摩擦力称为最大静滑动摩擦力，简称最大静摩擦力。用Fmax表示。大量实验证明，最大静摩擦力的大小与两物体间的正压力成正比。即 Fmax=f N（板书） 此即为静摩擦定律。 说明：1、比