摩擦力課外拓展課五篇材料(編輯修改稿)
2024-10-29 01:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 拔河一定贏嗎？拔河比賽比的是什么？很多人會說：當然是比哪一隊的力氣大嘍！實際上，這個問題并不那么簡單。根據(jù)牛頓第三定律（即當物體甲給物體乙一個作用力時，物體乙必然同時給物體甲一個反作用力，作用力與反作用力大小相等，方向相反，且在同一直線上），對于拔河的兩個隊，甲對乙施加了多大拉力，乙對甲也同時產(chǎn)生一樣大小的拉力。可見，雙方之間的拉力并不是決定勝負的因素。對拔河的兩隊進行受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于與地面的最大靜摩擦力，就不會被拉動。因此，增大與地面的摩擦力就成了勝負的關鍵。首先，穿上鞋底有凹凸花紋的鞋子，能夠增大摩擦系數(shù)，使摩擦力增大；還有就是隊員的體重越重，對地面的壓力越大，摩擦力也會增大。大人和小孩拔河時，大人很容易獲勝，關鍵就是由于大人的體重比小孩大。另外，在拔河比賽中，勝負在很大程度上還取決于人們的技巧。比如，腳使勁蹬地，在短時間內(nèi)可以對地面產(chǎn)生超過自己體重的壓力。再如，人向后仰，借助對方的拉力來增大對地面的壓力，等等。其目的都是盡量增大地面對腳底的摩擦力，以奪取比賽的勝利。三、摩擦三兄弟摩擦三兄弟就是指靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦，它們都是摩擦家族的成員。說起摩擦，大家一定不陌生，因為摩擦是我們生活中司空見慣的現(xiàn)象，我們每時每刻都在和摩擦打交道。我們走路、吃飯、洗衣服依靠摩擦；各種車輛的行使依靠摩擦，機器運轉(zhuǎn)離不開摩擦；就是建造房子也離不開摩擦。假如沒有了摩擦，世界將會變成什么樣？真是不可想象?？梢哉f，摩擦是我們?nèi)祟愲x不開的好朋友。但是在很多場合，摩擦三兄弟扮演著“不受歡迎”的角色。在現(xiàn)代汽車中，20％的功率要用來克服摩擦；飛機上的活塞式發(fā)動機因摩擦損耗的功率要占10％，就是最先進的渦輪噴氣發(fā)動機也要為克服摩擦損耗2％的功率。世界上有數(shù)以萬計的汽車、數(shù)以萬架的飛機，這樣每年要有多少燃料被白白浪費掉，真是可惜。但更為嚴重的是，摩擦還會造成機器零部件的磨損。據(jù)報道，英國在這方面損失每年要超過20億美元。摩擦除了導致磨損之外，還會使航空和航天器過度發(fā)熱，這更是現(xiàn)代科技遇到的又一難題。當飛機著陸的時候，閘閥和閘輪會摩擦產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，這樣的高溫使機閘材料變軟、變質(zhì)，一幅價格昂貴的閘瓦和閘輪，往往只使用了幾次就報廢了。當宇宙飛船返回地面的時候，由于高速船體與空氣之間的摩擦，會使整個船體成為一個通紅的火球，為了保護飛船里的宇航員和各種儀器設備，人們不得不付出昂貴的代價，用耐高溫的特種合金制造船體，并且還在外面加裝了耐高溫材料。為了能駕馭摩擦，讓摩擦三兄弟為人類更好地服務，人們一直進行著艱苦的研究和探索。早在15世紀，達芬奇就開始了對摩擦的研究。到118世紀，法國形成了一股摩擦研究熱，庫侖根據(jù)達芬奇的想法完成了摩擦起因的凹凸說。到了18世紀上半葉，有人又創(chuàng)立了分子說。進入20世紀后又出現(xiàn)了粘合說?？梢哉f有關摩擦起因的爭論還在進行著，凹凸說、分子說和粘合說都持之有理，言之有據(jù)，究竟怎樣圓滿地解釋摩擦的起因，還一直是一個很活躍的研究課題。四、摩擦力的本質(zhì)兩個物體接觸，接觸面越平滑摩擦力越小”的觀點是否正確呢，首先探究一下摩擦力的本質(zhì)：1．凹凸嚙合說．是從15世紀至18世紀，科學家們提出的一種關于摩擦本質(zhì)的理論，嚙合說認為摩擦是由于互相接觸的物體表面粗糙不平產(chǎn)生的．兩個物體接觸擠壓時，接觸面上很多凹凸部分就相互嚙合．如果一個物體沿接觸面滑動，兩個接觸面的凸起部分相碰撞，產(chǎn)生斷裂、摩損，就形成了對運動的阻礙． 2．粘附說．這是繼凹凸嚙合說之后的一種關于摩擦本質(zhì)的理論．最早由英國學者德薩左利厄斯于1734年提出，他認為兩個表面拋得很光的金屬，摩擦會增大，可以用兩個物體的表面充分接觸時它們的分子引力將增大來解釋．上世紀以來，隨著工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，對摩擦理論的研究進一步深入，到上世紀中期，誕生了新的摩擦粘附論．新的摩擦粘附論認為，兩個互相接觸的表面，無論做得多么光滑，從原子尺度看還是粗糙的，有許多微小的凸起，把這樣的兩個表面放在一起，微凸起的頂部發(fā)生接觸，微凸起之外的部分接觸面間有108 m或更大的間隙．這樣，接觸的微凸起的頂部承受了接觸面上的法向壓力．如果這個壓力很小，微凸起的頂部發(fā)生彈性形變；如果法向壓力較大，超過某一數(shù)值（每個凸起上約千分之幾牛頓），超過材料的彈性限度，微凸起的頂部便發(fā)生塑性形變，被壓成平頂，這時互相接觸的兩個物體之間距離變小到分子（原子）引力發(fā)生作用的范圍，于是，兩個緊壓著的接觸面上產(chǎn)生了原子性粘合．這時要使兩個彼比接觸的表面發(fā)生相對滑動，必須對其中的一個表面施加一個切向力，來克服分子（原子）間的引力，剪斷實際接觸區(qū)生成的接點，這就產(chǎn)生了摩擦．在現(xiàn)代摩擦理論中，還加進了靜電作用。光滑表面摩擦過程中可能帶上異號電荷，它們之間的靜電作用，也是摩擦力的一個原因。綜上所述，摩擦現(xiàn)象的機理是復雜的，是必須在分子尺度內(nèi)才能加以說明的。由于分子力的電磁本性，摩擦力說到底也是由于電磁相互作用引起的。上述理論，已經(jīng)否定了“物體表面越光滑，摩擦力越小”的說法。在非常平滑的物體表面之間，摩擦力是存在的。老師在教學中經(jīng)常使用“表面光滑”，其含義是指無摩擦或摩擦
合同協(xié)議相關推薦
鄂ICP備17016276號-1