閱讀資料摩擦力

1、2 閱讀資料摩擦力一、摩擦力是什麼摩擦力是一種令物件減速的力量。當(dāng)一個(gè)物件的表面和另一物件的表面滑行的時(shí)侯，便有磨擦力的存在。一般而言摩擦力是指存在於兩接觸面間一種阻止物體運(yùn)動(dòng)的作用力。接觸面的兩物體欲作(實(shí)際靜止)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸面產(chǎn)生阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)之力，稱(chēng)為摩擦力。有摩擦力的存在是因?yàn)槲锛砻媸怯肋h(yuǎn)不會(huì)完全平的。它們永遠(yuǎn)會(huì)有一些凹陷不平的地方。當(dāng)它們滑行時(shí)，在物件上凹陷不平的地方會(huì)互相阻著對(duì)方，摩擦力因此產(chǎn)生並令物件的速度減低。在這個(gè)過(guò)程中，有一些能量轉(zhuǎn)做聲能和熱能。二、摩擦力的特性根據(jù)兩力平衡的關(guān)係，推知摩擦力與運(yùn)動(dòng)物體所受的推力有下列關(guān)係：摩擦力產(chǎn)生的方向是和物件的方向相反

2、且其摩擦力大小相等。三、摩擦力產(chǎn)生的來(lái)源：若是兩相同材料物體的接觸面皆非常光滑（從原子大小的尺度），則當(dāng)兩接觸面接合時(shí)，這兩個(gè)物體就會(huì)由於 原子間的作用力，使得兩塊物體接合成一塊。（即使不同的材料，也會(huì)互相吸引。）平常我們覺(jué)得很光滑的物體表面，實(shí)際上仍然是凹凸不平的。於是當(dāng)兩物體靠近時(shí)，真正的接合面遠(yuǎn)小於我們巨觀以為的表面（甚至相差 104）。真正的接合面間會(huì)互相吸引，而且接合面的面積會(huì)正比於兩接觸面的正向力。與物體外觀的接觸面積無(wú)關(guān)。（但與實(shí)際的接觸面積有關(guān)）如下圖所示：因此，摩擦力與（外觀）接觸面積無(wú)關(guān)，而與正向力成正比。 另外凹凸面間也會(huì)互相交錯(cuò)。因此若物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中一塊的小區(qū)塊

3、會(huì)被撕破跑去另一塊的表面。這種影響也是與正向力正成比。如此則介面間摩擦係數(shù)會(huì)稍微改變（變小或變大呢？）因此介面的實(shí)際接合面積，介面間凹凸的情形與小區(qū)塊被移轉(zhuǎn)等都會(huì)影響摩擦力。四、影響摩擦力的因素：1.接觸面的性質(zhì)：接觸面粗糙則摩擦力大，接觸面光滑則摩擦力小。例：粗砂紙摩擦力較細(xì)砂紙大。2.作用於接觸面的力：接觸面的力愈大，摩擦力愈大，接觸面的力愈小，摩擦力愈小。例：卡車(chē)的重量比小汽車(chē)重，所於和地面的作用也相對(duì)較大，故卡車(chē)較不容易起動(dòng)。五、摩擦力的種類(lèi)：摩擦力可分為靜摩擦力與動(dòng)摩擦力兩種1.靜摩擦力：當(dāng)物體受外力而不動(dòng)，接觸面有阻止物體欲運(yùn)動(dòng)之力，稱(chēng)為靜摩擦力。2.動(dòng)摩擦力：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，速率減

4、少而至停止。此接觸面阻止物體運(yùn)動(dòng)之力稱(chēng)為動(dòng)摩擦力。動(dòng)摩擦力又可分為滑動(dòng)摩擦及滾動(dòng)摩擦。÷滑動(dòng)摩擦：接觸面不隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間而改變(即接觸面為固定的)。÷滾動(dòng)摩擦：接觸面隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間而改變(即接觸面時(shí)時(shí)變化)。一般而言，滾動(dòng)摩擦較滑動(dòng)摩擦小。六、摩擦定律：當(dāng)兩物體介面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)（但仍然無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)），例如推房間的重書(shū)櫃，但推不動(dòng)。此時(shí)的摩擦力為靜摩擦。而且靜摩擦的大小並不固定，而是依照你所施的力來(lái)決定。恰好抵銷(xiāo)你所施的力。因?yàn)槟Σ亮Φ漠a(chǎn)生便是為了阻止物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此所施外力逐漸增加時(shí)，摩擦力也跟著增加。但是當(dāng)外力超過(guò)某一定值時(shí)（與介面性質(zhì)及介面間作用力有關(guān)）則物體開(kāi)始

5、移動(dòng)。說(shuō)明了靜摩擦力有一個(gè)最大值。當(dāng)物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)後，仍然會(huì)有摩擦力的存在，只是通常會(huì)比最大靜摩擦稍微小一些，稱(chēng)為動(dòng)摩擦。不管是靜摩擦或者是動(dòng)摩擦。都與兩接觸面垂直方向的力（正向力）成正比。比例常數(shù)分別為最大靜摩擦係數(shù)與動(dòng)摩擦係數(shù)。1.靜摩擦力隨外力增大而增大，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力之後即開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦力則略小於最大靜摩擦力且為定值。2.最大靜摩擦力：FS=SN。3.動(dòng)摩擦力：FK=KN。4.上式中之S為靜摩擦係數(shù)；K為動(dòng)摩擦係數(shù)；N為正向力(接觸面施予物體垂直方向的力)。一般而言，S>K。七、測(cè)量摩擦係數(shù)的方法：1.靜摩擦係數(shù)：質(zhì)量為m之物體置於水平的平板上，再將平板慢慢的傾斜，當(dāng)達(dá)到某一

6、斜度時(shí)(傾斜角為)時(shí)物體恰欲下滑，此時(shí)由下滑力等於最大靜摩擦力可求得靜摩擦係數(shù)S。_(下滑力) mgsin=(最大靜摩擦力) FS=(靜摩擦係數(shù)) S × (正向力) mgcos故S = tan。八、摩擦力的實(shí)例：1.水平方向作用力推桌子，但桌子仍然靜止不動(dòng)。2.在地上滾動(dòng)的球，會(huì)自然慢慢停下來(lái)。3.騎自行車(chē)時(shí)，遇到紅燈剎車(chē)，自行車(chē)會(huì)減速停止。九、摩擦力與生活：一、摩擦力會(huì)帶來(lái)麻煩嗎？÷摩擦力有時(shí)會(huì)帶來(lái)麻煩給我們。它令到機(jī)器活動(dòng)的地方變得生硬和浪費(fèi)能量。它甚至?xí)畹綑C(jī)器活動(dòng)的地方破損。我們可以一些潤(rùn)滑劑來(lái)減低它們的摩擦力。一個(gè)冰塊可以在桌子上輕易滑行的原因，正是因?yàn)楸鶋K和桌

7、子被一層水隔開(kāi)，令它們的摩擦力減低。÷當(dāng)一個(gè)火箭發(fā)射時(shí)，它一定要低抗空氣和火箭的摩擦力。我們稱(chēng)之為空氣阻力。÷火箭和空氣產(chǎn)生的摩擦力產(chǎn)生很多熱量。因此，流線型的火箭可以減低空氣的阻力和減低這些熱量的產(chǎn)生。二、減少摩擦力的方法：1.加潤(rùn)滑油：使接觸面較光滑。例：自行車(chē)的輪軸加潤(rùn)滑油，騎起來(lái)較順暢省力。2.以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦：例：古埃及人建造金字塔時(shí)，以樹(shù)幹作為滾輪搬運(yùn)大石頭。3.使用氣墊：減少和其它物體或地面的接觸。例：氣墊曲桿球、氣墊船等。4.採(cǎi)用流線型的設(shè)計(jì)：減少連動(dòng)體和流體（水、空氣等）的摩擦。例：魚(yú)、車(chē)子的外型等。三、摩擦力有用嗎？它可以幫助汽車(chē)減速。另外，當(dāng)我們

8、走路的時(shí)侯，我們也會(huì)在地上施一種力量。摩擦力在地上和我們的鞋子產(chǎn)生，這力令推我們前進(jìn)的。1. 在拉鍊上塗上蠟可使拉鍊使用起來(lái)更平順。2. 行李箱下裝有輪子，拖著走既方便又省力。3. 腳踏車(chē)的車(chē)輪軸心與支撐軸心的支架間，有許多小鋼珠可減少摩擦，使得車(chē)輪轉(zhuǎn)起來(lái)更輕便。4. 在門(mén)鈕處或窗戶軌道上塗抹潤(rùn)滑油。5. 在洗髮後再以潤(rùn)絲精洗過(guò)，除了使頭髮有光澤增加美觀外還可以因減少摩擦力而避免打結(jié)。6. 磁浮列車(chē)?yán)么艠O相斥的力量，將車(chē)身抬離軌道能使摩擦力減到極小，而使車(chē)速極快。十、底下的短文，讓大家體驗(yàn)一下摩擦力消失的可怕！碰！糟了，為什麼我的手拿不住杯子而掉到地上呢？要趕快在媽媽回來(lái)前將地上清掃乾淨(jìng)才行

9、。咦？我怎麼在原地踏步呢？快呀！快呀！不行啊，還是停留在原地，怎麼辦？看看窗外，哇！不得了，發(fā)生了大車(chē)禍，路上的人車(chē)都撞成一團(tuán)，而後面的車(chē)子還不停地撞上去。對(duì)面正在施工的鷹架散落一地，原本堆在旁邊的廢土堆也覆蓋到整個(gè)地面上，真是一團(tuán)亂。 不禁嘆了一口氣自問(wèn)，我們的世界到底怎麼了。說(shuō)時(shí)遲那時(shí)快，我竟以等速度移向廚房，我看看自己的腳，不對(duì)??！我的腳並沒(méi)有交替走動(dòng)，為什麼會(huì)？??！要撞到牆了，此時(shí)突然領(lǐng)悟過(guò)來(lái)(半信半疑的)，難道是失去摩擦力了？此時(shí)我的身體尚在移動(dòng)中，我趕緊將手插入牆與冰箱後緣的縫隙中，沒(méi)想到身體與冰箱以同樣速度一起運(yùn)動(dòng)，幸好速度較先前慢得多了，順手抓住門(mén)板，沒(méi)想到整片門(mén)被我給拆了下來(lái)

10、，我的天??！原來(lái)螺絲全鬆掉了，莫可奈何，只好由他去碰過(guò)來(lái)撞過(guò)去的，還好有面盾牌-門(mén)板。嗯！沒(méi)錯(cuò)，一定是失去摩擦力了，但是為什麼呢？原因不明，是暫時(shí)性的嗎？不知道，此時(shí)，腦中充滿了問(wèn)號(hào)。在一切恢復(fù)正常前，我唯一能做的就是順其自然見(jiàn)招拆招了。我環(huán)顧周遭，所有擺放在桌上、廚櫃上、床鋪上的東西早已掉落地上還不停地碰撞遊走，當(dāng)然也有不少是從外面闖進(jìn)來(lái)的。就在這時(shí)，猛然驚覺(jué)到我穿在身上的衣物早就鬆脫殆盡，只剩下幾絲纖維掛在肩上勉強(qiáng)維持平衡。突然，一個(gè)黑影衝向我，唉呀！我的媽呀！起床了！起床了！都幾點(diǎn)了還睡。我驚醒，睜開(kāi)眼睛一看，真的是我的媽。原來(lái)是一場(chǎng)夢(mèng)，此時(shí)，中午十二點(diǎn)整，星期天的中午，恐怖的夢(mèng)，結(jié)束了

11、。我梳洗後，隨便吃個(gè)午餐，穿上球鞋，騎上腳踏車(chē)去學(xué)校打籃球，又回到了正常的生活，有摩擦力真好！摩擦力問(wèn)答讀完摩擦力閱讀資料之後，你能回答以下的問(wèn)題嗎？（以下部分答案是參考用的，教師可依當(dāng)時(shí)情況來(lái)研判甚麼答案較為合理）一、你聽(tīng)過(guò)摩擦力嗎？摩擦力出現(xiàn)在那些地方？試舉例說(shuō)明？二、粉筆在黑板上可以寫(xiě)出字來(lái)，在玻璃寫(xiě)得出來(lái)嗎？試試看！(1)比較這些字的異同，並想想造成異同的原因？(2)若在外面的柏油路面上以粉筆寫(xiě)字，又會(huì)有何不同呢？你能說(shuō)出為什麼嗎？三、請(qǐng)比較：(1)輕輕的在黑板上寫(xiě)"看不清楚"與用力在玻璃上寫(xiě)"很清楚"，這之間有何差別？(2)在黑板上用力寫(xiě)出&q

12、uot;用力"兩個(gè)字，這兩個(gè)字和前面有何不同？你能說(shuō)出為什麼嗎？四、根據(jù)以上（二）、（三）的實(shí)驗(yàn)，你知道摩擦力大小和什麼有關(guān)嗎？請(qǐng)?jiān)囍懻摽纯矗∥?、生活中的摩擦力很多，?qǐng)列舉出五種摩擦力，並說(shuō)明哪些是好的摩擦力，哪些又是不好的摩擦力？如何可以改善不好的摩擦力？六、想想看：1.車(chē)子的輪胎上，都有一些紋路，其目的何在？答：車(chē)輪上的紋路，目的就是增加摩擦力，使車(chē)子能前進(jìn)，同時(shí)也可避免車(chē)子在雨天或溼滑的路面打滑出車(chē)禍。2.我們的手指上都有指紋，你知道它們的用途嗎？答：我們手上的指紋就如同車(chē)子輪胎的花紋一樣，都可以用來(lái)增加摩擦力，方便我們的手指拿起較細(xì)小的東西。我們用來(lái)夾起東西的攝子前端不是也

13、有一些紋路嗎？七、在路上開(kāi)車(chē)遇緊急突發(fā)狀況時(shí)，你認(rèn)為緊急煞車(chē)最有效的方法是什麼？八、你知道拔河比賽為什麼都要換邊比賽兩次才算真正能公平的分出勝負(fù)呢？(提示：以摩擦力的觀點(diǎn)來(lái)解釋)九、在電動(dòng)遊樂(lè)場(chǎng)常見(jiàn)一種叫做氣墊曲桿球的比賽遊戲，你能說(shuō)說(shuō)它所使用的原理嗎？ 答：這是一種在電動(dòng)遊樂(lè)場(chǎng)常見(jiàn)的比賽遊戲，它的中央平檯中有許多小孔，當(dāng)遊戲中，這些小孔會(huì)噴出高速氣體，將球一種塑膠小圓盤(pán)）”輕輕”抬離檯面，由於小圓盤(pán)是飛行於檯面上，故可以將其撞擊後，以高速射入對(duì)方球門(mén)而分。 今天我們稱(chēng)之為科學(xué)知識(shí)的東西，其實(shí)是一堆不確定的論述，只不過(guò)不確定的程度不一而已有些是最不確定的，有些差不多確定，但沒(méi)一樣是絕對(duì)確定的。

14、科學(xué)家已經(jīng)很習(xí)慣這種狀況李察費(fèi)曼 （Richard P. Fe）摩擦力問(wèn)題讀完摩擦力閱讀資料之後，你能回答以下的問(wèn)題嗎？一、你聽(tīng)過(guò)摩擦力嗎？摩擦力出現(xiàn)在那些地方？試舉例說(shuō)明？二、粉筆在黑板上可以寫(xiě)出字來(lái)，在玻璃寫(xiě)得出來(lái)嗎？試試看！(1)比較這些字的異同，並想想造成異同的原因？(2)若在外面的柏油路面上以粉筆寫(xiě)字，又會(huì)有何不同呢？你能說(shuō)出為什麼嗎？三、請(qǐng)比較：(1)輕輕的在黑板上寫(xiě)"看不清楚"與用力在玻璃上寫(xiě)"很清楚"，這之間有何差別？(2)在黑板上用力寫(xiě)出"用力"兩個(gè)字，這兩個(gè)字和前面有何不同？你能說(shuō)出為什麼嗎？四、根據(jù)以上（二）、（三）的實(shí)驗(yàn)，你知道摩擦力大小和什麼有關(guān)嗎？請(qǐng)?jiān)囍懻摽纯?！五、生活中的?/p>