《行路難·其一》
【作者】李白【朝代】唐
金樽燒酒斗十千,玉盤珍羞直萬錢。
停杯投箸不能食,揮劍四顧心迷惘。
欲渡長江冰塞川,將登太行雪遍野。
閑來釣魚碧溪上,忽復乘舟夢日邊。
從軍行!從軍行!多歧路,今安在?
長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。
李白這首《行路難》道盡了他在政治公路上遭到艱辛時,形成的不可抑制的悲憫情緒,其中一句“長風破浪會有時”蘊涵著磨擦力化學知識,舟行海面時,水對船板形成的磨擦力是如何產生的呢?
明天我們一起學習高中數學第八章第三節《8.3磨擦力》,下邊我們先來看一段視頻:
磨擦力
1磨擦力
行駛的車輛,制動后為何能很快停下了?這是由于,車輛在制動時,制動片有一個妨礙車輪旋轉的力,這個力是磨擦力。
磨擦力的概念
兩個互相接觸的物體,當它們發生相對運動或具有相對運動的趨勢時,都會在接觸面上形成制約相對運動的力,這些力就稱作磨擦力.
磨擦力形成的條件
?物體間互相接觸并擠壓;
?接觸面粗糙;
?物體間有相對運動或相對運動趨勢。
磨擦力方向
磨擦力是制約相對運動的力,所以磨擦力方向與相對運動方向或相對運動趨勢方向相反。
滑動磨擦力:與相對運動方向相反
靜磨擦力:與相對運動趨勢方向相反
如何正確判定出磨擦力的方向呢?只需四步即可。
①明確磨擦力的施力物體和受力物體;
②選擇施力物體為參照物;
③判斷受力物體相對施力物體的運動方向或運動趨勢方向;
④用“相反”確定磨擦力的方向。
判定磨擦力方向時,要正確判定出誰是施力物體,誰是受力物體。人走路時,磨擦力是形成于腳(鞋)和地面之間,不是人和地面之間。人相對于地面向前運動,而且磨擦力方向并不是向后。
注意:磨擦力方向不是與物體運動方向相反,而是與物體相對運動方向相反。
磨擦力的大小
⑴滑動磨擦力的大小:可使用彈簧測力計檢測
如圖,用彈簧測力計水平帶動鐵塊,使它順著長木板做勻速直線運動。按照二力平衡(下一章上將重點述說)知識,可知彈簧測力計對鐵塊的拉力大小等于鐵塊遭到的磨擦力,即F=f。
⑵靜磨擦力的大小:按照平衡力知識判定
當你爬桿到某處靜止時,遭到的磨擦力和重力是一對平衡力,故磨擦力與重力大小相等,即f=G。
假如是勻速向下爬或勻速下降的時侯,磨擦力和重力大小還相等嗎?無論是靜止、勻速上爬,還是勻速下降,均屬于平衡狀態。所以,磨擦力與重力是一對平衡力,大小相等。
磨擦力的分類
磨擦力可以分為滑動磨擦力、靜磨擦力及滾動磨擦力。
磨擦力及其分類
1.滑動磨擦力:
兩個互相接觸的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上會形成一種制約相對運動的力,這些力稱作滑動磨擦力。
這么朋友們曉得滑動磨擦力的大小與什么誘因有關嗎?下邊我們通過一個實驗來探究一下影響滑動磨擦力大小的誘因。
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猜一猜
影響滑動磨擦力大小的誘因有什么?根據是哪些?接觸面的粗糙程度、壓力、接觸面積、運動速率......
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實驗設計
1、如何檢測滑動磨擦力的大小?
2、如何改變接觸面的粗糙程度?
3、如何改變接觸面壓力的大小?
4、怎樣研究其中某一誘因對滑動磨擦力大小的影響?
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探究方式
探究影響滑動磨擦力大小的誘因
①將鐵塊置于水平長木板上,用彈簧測力計水平勻速帶動鐵塊,使鐵塊做勻速直線運動,此時的彈簧測力計示數就等于滑動磨擦力的大小;
②在鐵塊上放上砝碼,進而改變鐵塊對長木板的壓力,測出此種情況下的滑動磨擦力;
③換用材料相同但表面粗糙的長木板摩擦力實驗視頻彈簧測力計,保持鐵塊上的砝碼不變,測出此種情況下的滑動磨擦力。
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實驗推論
由實驗可以看出:滑動磨擦力的大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關。接觸面粗糙程度一定時,壓力越大,滑動磨擦力越大;壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動磨擦力越大。滑動磨擦力大小與接觸面積、物體運動速率無關。
2.靜磨擦力和滾動磨擦力
靜磨擦力
兩個互相接觸的物體,當它們要發生相對滑動時(有相對運動趨勢),在接觸面上會形成一種制約相對運動的力,這些力稱作靜磨擦力。諸如:輪式與石塊一起運動并保持相對靜止時,石塊與輪式之間為靜磨擦力。
滾動磨擦力
一個物體在另一個物體表面上滾動時遭到的磨擦力,稱作滾動磨擦力。在其他條件相同的情況下,滾動磨擦力比滑動磨擦力小。
當籃球在地面上滾動時,速率越來越慢,這是由于地面給它一個妨礙運動的力,這個力還是磨擦力。
2磨擦的借助與避免
走路時,使我們前進的力是磨擦力,此時磨擦力屬于動力,對我們有用,設法減小它。若果沒有磨擦,我們將寸步難行、無法拿起任何東西……
磨擦力好多時侯又是有害的,此時磨擦力屬于阻力。機器工作時,運動部件間要形成磨擦。這些磨擦不但白白消耗動力,并且使機器銹蝕。這時就要設法減少磨擦。
減小磨擦
減小壓力:擦黑板時使勁;使勁捏車閘制動
使接觸面變粗糙:鞋頭、輪胎有花紋;結冰的橋面撒褐煤灰
減少磨擦
降低壓力:雪橇用密度小的材料制成
使接觸面變光滑:冰球聯賽中,不斷磨擦湖面而產生水膜,減少磨擦
變滑動為滾動:滾動軸承
使接觸面分離:加潤滑油、氣墊船、磁懸浮火車
3試題重現
習題1:班級大掃除時,小天發覺許多現象與磨擦有關,其中降低磨擦的舉措是()
A.擦玻璃時把抹布壓緊在玻璃起來擦
B.書房下裝有滾輪以便聯通位置
C.黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成
D.水桶的搖桿上刻有凸凹不平的花紋
習題2:如果磨擦力消失了,將會直接造成()
A.聲音不能傳播B.冰塊不能懸浮于海面
C.徒手不能爬上直桿D.電燈通電后不能發光
習題3:如圖,三個相同的物體疊置于一起,當B遭到5N的水平拉力時,三個物體一起往右勻速運動,則A與B之間、B與C之間的磨擦力分別為N和N。
習題4:小華在探究影響滑動磨擦力大小誘因時,用如圖所示的方法檢測滑動磨擦力大小,這樣操作的錯誤是,糾正錯誤后,應帶動彈簧測力計使鐵塊做運動.若在鐵塊上再放一個砝碼,則鐵塊運動時遭到的滑動磨擦力將(選填“變大”或“不變”).
習題5:小明在探究影響滑動磨擦力大小的誘因時,提出了如下猜測:
猜測一:滑動磨擦力的大小與接觸面所受的壓力有關
推測二:滑動磨擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關
推測三:滑動磨擦力的大小與接觸面積有關
為了驗證推測,打算了如下器材:彈簧測力計、長木板、長方體鐵塊和砝碼.
他借助上述器材進行了如下實驗:
①將鐵塊平置于長木板上組裝成如圖1所示的裝置.勻速帶動長木板,記下彈簧測力計的示數.
②在鐵塊上加砝碼摩擦力實驗視頻彈簧測力計,如圖2所示.勻速帶動長木板,記下彈簧測力計的示數.
完成下述任務:
(1)在圖3中畫出長木板被勻速帶動時(鐵塊相對桌面靜止),長木板在水平方向上的受力示意圖.
(2)通過實驗步驟①②可驗證推測.
(3)要完成對“猜想三”的驗證,需在實驗步驟①的基礎上進一步實驗,請你寫出下一步的實驗方案.
完
請將試題重現的答案寫在留言區,標準答案會在昨晚22:00前留言置頂公布!