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妙•力学

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你能拿起来吗

2015/3/24 21:05:35 人评论 次浏览

 

一、展品科学原理

这件展品展示了摩擦力的原理。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,接触面所受的压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。此外摩擦力还跟物体的形状有关。

当手要拿起锥体时手对锥面施加向下的压力,受重力作用,锥体有向下的运动趋势,椎体与手间会产生一个阻碍锥体下落的摩擦力,椎体形状不同,所受的摩擦力不同,当摩擦力大于向下的重力和压力的合力时,才能将椎体拿起。所以在互动中顶角小的锥体较易被拿起,顶角稍大的锥体很费劲才能被拿起,当顶角足够大时无论加多大的力都无法被拿起。

二、展品相关知识内容

摩擦力是经典力学的一个名词,指两个表面接触的物体作相对运动时互相施加的一种物理力。

(一)摩擦力

1、一物体在另一物体表面上滑动或将要滑动时,两物体在接触面上会产生阻止相对运动的作用力,这种作用力称为摩擦力。

2、物体在静止或运动状态,均可能在接触面上产生摩擦力。

3、摩擦力与物体“相对运动”的方向相反。

(二)影响摩擦力大小的因素

1摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关,接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大。生活中我们有这样的常识,当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些。

2、摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。 拔河比赛比的是什么?很多人会说:当然是比哪一队的力气大喽!实际上,这个问题并不那么简单。对拔河的两队进行受力分析就可以知道,只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力,就不会被拉动。因此,增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键。首先,穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子,能够增大摩擦系数,使摩擦力增大;还有就是队员的体重越重,对地面的压力越大,摩擦力也会增大。大人和小孩拔河时,大人很容易获胜,关键就是由于大人的体重比小孩大。另外,在拔河比赛中,胜负在很大程度上还取决于人们的技巧。比如,脚使劲蹬地,在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力。再如,人向后仰,借助对方的拉力来增大对地面的压力等等。其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力,以夺取比赛的胜利。

(三)摩擦力的分类

静摩擦力,有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力都与耗能有关,它使得相互摩擦的物体的相对速度降低,将机械能转化为热能。

固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。在工程技术中人们使用润滑剂来降低摩擦。假如相互摩擦的两个表面被一层液体隔离,那么它们之间可以产生液体摩擦,假如液体的隔离不彻底的话,那么也可能产生混合摩擦。假如润滑剂、液体或气体沿一个固体表面流动,其流速会受摩擦力的影响而降低。固体表面的构造对这个摩擦力的影响比较小,最主要的是流体的横截面面积。其原因是不仅在流体与固体的交面有摩擦力,流体内部不同的层之间也有内部摩擦,流体离固体表面的距离不同,其流速也不同。

(四)生活中摩擦力的利弊

有益摩擦:

1、走路时,鞋与地面之间的摩擦;

2、手握筷子时的摩擦;

3、爬树时,人与树之间的摩擦;

4、刹车时,车轮胎与地面间的摩擦;

5、用铅笔写字时,铅笔尖与纸之间的摩擦等等。

有害摩擦:

1、机器的运动部件间产生的摩擦;

2、自行车的轴与轴承间的摩擦;

3、人拉笨重的物体时,物体与水平地面间的摩擦等等。

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