《行路难·其一》
【作者】李白【朝代】唐
金樽烧酒斗十千,玉盘珍羞直万钱。
停杯投箸不能食,挥剑四顾心迷惘。
欲渡长江冰塞川,将登太行雪遍野。
闲来钓鱼碧溪上,忽复乘舟梦日边。
从军行!从军行!多歧路,今安在?
长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。
李白这首《行路难》道尽了他在政治公路上遭到艰辛时,形成的不可抑制的悲悯情绪,其中一句“长风破浪会有时”蕴涵着磨擦力化学知识,舟行海面时,水对船板形成的磨擦力是如何产生的呢?
明天我们一起学习高中数学第八章第三节《8.3磨擦力》,下边我们先来看一段视频:
磨擦力
1磨擦力
行驶的车辆,制动后为何能很快停下了?这是由于,车辆在制动时,制动片有一个妨碍车轮旋转的力,这个力是磨擦力。
磨擦力的概念
两个互相接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,都会在接触面上形成制约相对运动的力,这些力就称作磨擦力.
磨擦力形成的条件
❶物体间互相接触并挤压;
❷接触面粗糙;
❸物体间有相对运动或相对运动趋势。
磨擦力方向
磨擦力是制约相对运动的力,所以磨擦力方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
滑动磨擦力:与相对运动方向相反
静磨擦力:与相对运动趋势方向相反
如何正确判定出磨擦力的方向呢?只需四步即可。
①明确磨擦力的施力物体和受力物体;
②选择施力物体为参照物;
③判断受力物体相对施力物体的运动方向或运动趋势方向;
④用“相反”确定磨擦力的方向。
判定磨擦力方向时,要正确判定出谁是施力物体,谁是受力物体。人走路时,磨擦力是形成于脚(鞋)和地面之间,不是人和地面之间。人相对于地面向前运动,而且磨擦力方向并不是向后。
注意:磨擦力方向不是与物体运动方向相反,而是与物体相对运动方向相反。
磨擦力的大小
⑴滑动磨擦力的大小:可使用弹簧测力计检测
如图,用弹簧测力计水平带动铁块,使它顺着长木板做匀速直线运动。按照二力平衡(下一章上将重点述说)知识,可知弹簧测力计对铁块的拉力大小等于铁块遭到的磨擦力,即F=f。
⑵静磨擦力的大小:按照平衡力知识判定
当你爬杆到某处静止时,遭到的磨擦力和重力是一对平衡力,故磨擦力与重力大小相等,即f=G。
假如是匀速向下爬或匀速下降的时侯,磨擦力和重力大小还相等吗?无论是静止、匀速上爬,还是匀速下降,均属于平衡状态。所以,磨擦力与重力是一对平衡力,大小相等。
磨擦力的分类
磨擦力可以分为滑动磨擦力、静磨擦力及滚动磨擦力。
磨擦力及其分类
1.滑动磨擦力:
两个互相接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会形成一种制约相对运动的力,这些力称作滑动磨擦力。
这么朋友们晓得滑动磨擦力的大小与什么诱因有关吗?下边我们通过一个实验来探究一下影响滑动磨擦力大小的诱因。
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猜一猜
影响滑动磨擦力大小的诱因有什么?根据是哪些?接触面的粗糙程度、压力、接触面积、运动速率......
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实验设计
1、如何检测滑动磨擦力的大小?
2、如何改变接触面的粗糙程度?
3、如何改变接触面压力的大小?
4、怎样研究其中某一诱因对滑动磨擦力大小的影响?
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探究方式
探究影响滑动磨擦力大小的诱因
①将铁块置于水平长木板上,用弹簧测力计水平匀速带动铁块,使铁块做匀速直线运动,此时的弹簧测力计示数就等于滑动磨擦力的大小;
②在铁块上放上砝码,进而改变铁块对长木板的压力,测出此种情况下的滑动磨擦力;
③换用材料相同但表面粗糙的长木板摩擦力实验视频弹簧测力计,保持铁块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动磨擦力。
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实验推论
由实验可以看出:滑动磨擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动磨擦力越大;压力一定时,接触面越粗糙,滑动磨擦力越大。滑动磨擦力大小与接触面积、物体运动速率无关。
2.静磨擦力和滚动磨擦力
静磨擦力
两个互相接触的物体,当它们要发生相对滑动时(有相对运动趋势),在接触面上会形成一种制约相对运动的力,这些力称作静磨擦力。诸如:轮式与石块一起运动并保持相对静止时,石块与轮式之间为静磨擦力。
滚动磨擦力
一个物体在另一个物体表面上滚动时遭到的磨擦力,称作滚动磨擦力。在其他条件相同的情况下,滚动磨擦力比滑动磨擦力小。
当篮球在地面上滚动时,速率越来越慢,这是由于地面给它一个妨碍运动的力,这个力还是磨擦力。
2磨擦的借助与避免
走路时,使我们前进的力是磨擦力,此时磨擦力属于动力,对我们有用,设法减小它。若果没有磨擦,我们将寸步难行、无法拿起任何东西……
磨擦力好多时侯又是有害的,此时磨擦力属于阻力。机器工作时,运动部件间要形成磨擦。这些磨擦不但白白消耗动力,并且使机器锈蚀。这时就要设法减少磨擦。
减小磨擦
减小压力:擦黑板时使劲;使劲捏车闸制动
使接触面变粗糙:鞋头、轮胎有花纹;结冰的桥面撒褐煤灰
减少磨擦
降低压力:雪橇用密度小的材料制成
使接触面变光滑:冰球联赛中,不断磨擦湖面而产生水膜,减少磨擦
变滑动为滚动:滚动轴承
使接触面分离:加润滑油、气垫船、磁悬浮火车
3试题重现
习题1:班级大扫除时,小天发觉许多现象与磨擦有关,其中降低磨擦的举措是()
A.擦玻璃时把抹布压紧在玻璃起来擦
B.书房下装有滚轮以便联通位置
C.黑板刷的刷面使用更粗糙的材料制成
D.水桶的摇杆上刻有凸凹不平的花纹
习题2:如果磨擦力消失了,将会直接造成()
A.声音不能传播B.冰块不能悬浮于海面
C.徒手不能爬上直杆D.电灯通电后不能发光
习题3:如图,三个相同的物体叠置于一起,当B遭到5N的水平拉力时,三个物体一起往右匀速运动,则A与B之间、B与C之间的磨擦力分别为N和N。
习题4:小华在探究影响滑动磨擦力大小诱因时,用如图所示的方法检测滑动磨擦力大小,这样操作的错误是,纠正错误后,应带动弹簧测力计使铁块做运动.若在铁块上再放一个砝码,则铁块运动时遭到的滑动磨擦力将(选填“变大”或“不变”).
习题5:小明在探究影响滑动磨擦力大小的诱因时,提出了如下猜测:
猜测一:滑动磨擦力的大小与接触面所受的压力有关
推测二:滑动磨擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
推测三:滑动磨擦力的大小与接触面积有关
为了验证推测,打算了如下器材:弹簧测力计、长木板、长方体铁块和砝码.
他借助上述器材进行了如下实验:
①将铁块平置于长木板上组装成如图1所示的装置.匀速带动长木板,记下弹簧测力计的示数.
②在铁块上加砝码摩擦力实验视频弹簧测力计,如图2所示.匀速带动长木板,记下弹簧测力计的示数.
完成下述任务:
(1)在图3中画出长木板被匀速带动时(铁块相对桌面静止),长木板在水平方向上的受力示意图.
(2)通过实验步骤①②可验证推测.
(3)要完成对“猜想三”的验证,需在实验步骤①的基础上进一步实验,请你写出下一步的实验方案.
完
请将试题重现的答案写在留言区,标准答案会在昨晚22:00前留言置顶公布!