人教版教师用书《第十三章 力和机械》word版.docx
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人教版教师用书《第十三章力和机械》word版
人教版九年级《第十三章力和机械》教师用书(纯word版)
课程标准的要求
1.通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力。
认识力的作用效果。
会测量力的大小。
2.通过实验探究,学会使用简单机械改变力的大小和方向。
全章概述
这一章是在前一章学过的力的一般知识的基础上,利用这些知识来研究最常见的力——重力、弹力和摩擦力,以及杠杆和其他一些简单机械。
力是一个比较抽象的概念。
通过本章的学习,学生应理解力的初步概念,认识力的三要素,理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性,这些知识是物理学中的基本知识,是学习力学知识的基础。
简单机械在生产和生活中有广泛的应用。
通过本章的学习,学生应知道利用简单机械改变力的大小和方向。
简单机械既可以单独使用,也常出现在复杂的机器中。
简单机械的知识,是理解复杂机械的基础,初中阶段学好这部分知识具有实际意义。
本章的知识跟生活和生产有密切联系,学生也有这方面的感性认识,教学中要注重训练以实验为手段,探索自然奥秘的科学方法,注意联系实际把知识讲活,要多举实例,让学生分析。
可以结合所学的知识进行小实验、小制作、小发明,培养他们运用知识的能力,发展他们的创造精神。
课时建议
本章共分五节,建议8课时。
第一节重力1课时
第二节弹力1课时
第三节摩擦力1课时
第四节杠杆2课时
第五节其他简单机械2课时
复习和总结1课时
第一节重力
目标
1.知识与技能
知道重力是如何产生的。
知道重力的大小和方向。
知道重心的概念。
2.过程与方法
通过观察和实验,感知重力的存在。
通过探究,了解重力与质量的关系。
说明与建议
重力是一种最常见的力,人类生活在地球上,时时刻刻都受到重力的作用。
可以通过蹦极、瀑布、苹果落地等现象引入新课。
想想做做
做课本图12.1-1的实验,让学生联想:
橡皮绕手做圆周运动时,需要用线拉住,也就是说,橡皮绕手做圆周运动时,需要一个力把它拉住才不会跑掉。
天上的月亮绕地球转动而不会抛掉,是不是也有一个力把它拉住呢?
答案是肯定的。
地球和月亮之间存在相互吸引的力,这个力跟地球吸引地面的物体使物体下落的力是同一种力,也就是万有引力。
这里可以向学生们讲述牛顿发现万有引力的故事。
需要强调的是:
地面附近物体受到的地球引力,叫做重力。
想想做做
这里可以让学生列举出他们在日常生活中观察到的物体受到重力的种种现象,加深学生对重力的理解,又可培养学生观察思考的习惯。
重力的大小
通常把重力的大小叫做重量。
在日常生活和贸易中,质量习惯称为重量,这里应当向学生说明重量和质量的区别。
探究重力的大小跟什么因素有关?
物体所受重力的大小跟质量的关系教材中是通过探究得出的,要注意引导学生做好这个探究,一定要让学生自己独立去做,通过实验自己总结出规律,并让他们书面或口头表述自己的观点。
通过这个实验探究,要让学生学会使用弹簧测力计,为后续学习作准备。
探究结束后教师给出结论:
物体所受的重力跟它的质量成正比。
重力大小与质量的比值大约是9.8N/kg。
在此基础上写出关系式G/m=g
变形后得出公式G=mg。
g的数值在各地略有不同,为计算方便,在粗略计算时可以取g=10N/kg,并让学生记住。
重力的方向
可让学生通过观察认识物体自由下落的方向、悬挂物体的线自由下垂的方向就是重力的方向。
人们把这个方向叫做竖直方向,所以重力的方向是竖直向下的。
为了让学生了解重垂线在建筑中的作用,课后可以让学生利用重垂线校准墙壁是否竖直(看重垂线是否与墙壁平行),窗台、桌面是否水平(看重垂线是否与窗台、桌面垂直),通过实践培养学生运用知识解决实际问题的习惯和能力。
想想做做
通过讨论这个问题,让学生了解重力的方向指向地心。
从地球外面看,几个苹果下落的方向显然不同,但是它们都指向他心。
通常把指向地心的方向叫做“向下”,背离地心的方向叫做“向上”。
重心
告诉学生,地球吸引物体的每一部分。
但是,物体受到的重力可以看成集中在一个点上,这个点叫做物体的重心。
再向学生说明物体的重心位置跟物体的形状、材料是否均匀有关。
对于材料均匀形状规则的物体,重心就是这一物体的几何中心。
如粗细均匀的木棒的重心在棒的中点,均匀圆盘的重心在它的圆心,均匀球体的重心在它的球心等。
想想议议
不倒翁不倒的原因是它的重心较低,并且重力的作用使它回复到原来的位置。
可以让学生自己做个不倒翁,对其原理不必深究,只要明白不倒翁的重心很低就行了。
走钢丝演员的重心必须落在钢丝上才不会倾倒,手中握有一根长杆是为了调整重心的方便(具体原理学过杠杆以后就会明白)。
有关重心的问题还可以让学生多做一些活动,以提高兴趣。
例如让学生靠墙站立(图12-1),一只脚紧挨着墙壁,看看能否抬起离墙壁较远的另一只脚。
学生正坐在座位上,如果不弯腰或用手扶,看看能否站立起来等等。
科学世界
这部分内容可以让学生课外阅读,不必占用课上时间。
有关航天的知识,学生大多非常感兴趣,这里要让学生明白天上的物体跟地面上的物体一样,都受到万有引力的作用。
1.根据公式G=mg,可得m=G/g=30/10=3kg。
2.宇航员在地球上的重量为G地=mg=90×10=900N,在月球上的重量为G月=1/6G地=1/6×900N=150N。
3.利用直角三角尺,看重垂线是否与地面或桌面垂直。
第二节弹力
目标
1.知识与技能
知道什么是弹力,弹力产生的条件。
能正确使用弹力测力计。
知道形变越大,弹力越大。
2.过程与方法
通过观察和实验了解弹簧测力计的结构。
通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法。
说明与建议
弹力也是一种很常见的力,日常生活中应用弹力的地方很多,射箭、跳板跳水、撑杆跳高等等都要利用弹力。
可先让学生再举出一些弹力的例子,给出弹力的定义。
这里要强调的是:
任何物体只要发生形变就一定会产生弹力。
同时可以指出,日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,其实质都是弹力。
探究弹簧测力计的制作和使用
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,它的伸长就越长。
利用这个原理,参照课本让学生自己制作一个测力计(没有弹簧可用橡皮筋代替),用测力计测出文具盒、课本等物体的重量。
让学生自己归纳出使用弹簧测力计的方法和注意事项,教师可作适当的指导,指出市场上的许多秤就是根据这个道理制成的。
动手动脑学物理
1.让学生根据课本图122-4找一个大玻璃瓶试验一下。
2.略。
3.略。
4.略。
第三节摩擦力
目标
1.知识与技能
知道摩擦力是如何产生的。
知道摩擦力的大小跟什么因素有关。
知道摩擦的利与弊。
2.过程与方法
通过观察和实验,感知摩擦力的存在。
通过实验,探究摩擦力跟物体表面受到的压力以及接触面的粗糙程度的关系。
说明与建议
对摩擦现象,学生们有丰富的感性认识。
可从日常生活中常见的摩擦现象引入新课。
例如可先向学生提问:
自行车在水平道路上滑行时,无论路面多么光滑,总会慢慢停下来,为什么?
(回答:
受到地面的摩擦力。
)通过讨论使学生认识,相互接触的两个物体,当它们做相对运动时,接触面间就产生摩擦力阻碍相对运动。
这里不要解释动摩擦和静摩擦的问题。
探究摩擦力的大小与什么因素有关?
摩擦现象学生比较熟悉,要先引导学生对摩擦与哪些因素有关做出猜想,然后让学生按照课本提示,独立完成实验,包括自己设计实验,自己设计表格记录实验数据,自己得出实验结论等等。
教师只需提供必要的实验设备即可。
实验结束后,在课堂上讨论各自的实验结果,教师在最后给出结论:
摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大;摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大。
科学世界摩擦与我们
摩擦与我们息息相关。
可以先问学生:
有摩擦好不好?
回答可能有两种:
“摩擦不好”,“摩擦有时好,有时不好。
”让学生举例说明。
教师总结,指出有时摩擦是有益的,有时是有害的。
应该研究增大摩擦和减小摩擦的方法。
然后让学生阅读这段课文。
读完课文后,通过讨论先得出增大摩擦的方法并举出实例;再得出减小摩擦的方法并举出实例。
对利用滚动减小摩擦,可以让学生自己动手做一做图12-2所示的实验,亲自感受一下利用滚动可以减小摩擦。
对加润滑油减小摩擦,学生比较熟悉。
但对利用气垫减小摩擦,学生不熟悉,教师可适当做些说明。
学校里如果有气垫导轨,演示给学生看看就更具体直观。
动手动脑学物理
1.自行车刹车时,用力越大,刹车皮受到的压力就越大,车轮受到的摩擦力也就越大,所以就停得快。
2.自行车锁受到雨淋后,锁孔可能生锈了,锁内转动部件之间的摩擦力增加,锁就不好用了,往锁孔内加一些润滑油使摩擦力减小,锁就会好用了。
3.自行车的轮胎、刹车皮利用橡胶是为了增大摩擦;轮轴、飞轮、脚墩子以及车把上都安装了滚动轴承以减小摩擦。
4.略。
第四节杠杆
目标
1.知识与技能
认识杠杆。
知道杠杆的一些应用。
2.过程与方法
通过观察和实验,了解杠杆的结构。
通过探究,了解杠杆的平衡条件。
3.情感、态度与价值观
通过了解杠杆的应用,进一步认识物理是有用的,提高学习物理的兴趣。
说明与建议
杠杆
杠杆是最重要的一种简单机械,它也是滑轮、轮轴等其他一些简单机械的基础。
可先让学生阅读课文引言,引起学习杠杆的兴趣。
然后列举一些生活中常见的杠杆,如撬棒、跷跷板、抽水机等。
抽象出杠杆的特征,使学生对杠杆有初步的认识。
在黑板上画出撬棒撬石头的图,结合图讲述什么是杠杆的支点;找出作用在撬棒上的动力(人的作用力)和动力作用点,阻力(石头的压力)和阻力作用点;再讲述什么是力臂和怎样确定力臂。
然后引导学生共同寻找课本图12.4-4乙和丙中的动力、动力作用点、阻力、阻力作用点和支点,画出动力臂和阻力臂。
点到线的距离,学生在数学课中已学过,可以先让学生回忆数学课中的知识,而后讲力臂概念,但很多学生尽管能正确说出定义而遇到实际问题时仍把支点到动力或阻力作用点的距离作为力臂。
对于上述学生易犯的错误,需要在后续的学习和练习中多次强调和纠正,才能解决。
在本节课开始介绍这些概念时,强调一下就可以了。
在利用课本图13-2的三个例子抽象杠杆特征时,最好是对图中每个例子画出杠杆示意图,即用一条直线、折线或曲线代表杠杆实物,用一个点(或一个小三角形的顶点)代表转动轴,这样的示意图,有利于抽象出共同特征,培养学生的抽象能力。
有适当的挂图、投影片的学校应充分发挥它们的效能。
探究杠杆的平衡条件
通常杠杆是在平衡或非常接近平衡的情况下使用的。
当杠杆在动力和阻力作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。
通过推门比赛(图12-3,一个大力士在离门轴很近的地方推门,而一个力气较小的人在门把附近往相反方向推门,让学生判断谁将获胜。
)或其他一些活动,也可以通过课本图12.4-4的实例,引导学生提出问题:
为什么大力士会推不过力气较小的人呢?
怎样才能用更小的力撬起大石头呢?
等等。
也就是说,杠杆平衡时,动力、动力臂与阻力、阻力臂之间有什么关系呢?
然后让学生提出各种假设、猜想,按照课本提示,独立完成探究过程。
应向学生介绍清楚,实验中哪个是动力、哪个是阻力,是人为规定的,可按课本图12.4-5规定的进行。
实验结束后,在课堂上讨论各自的实验结果,教师在最后给出杠杆的平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂或写作F1l1=F2l2
探究结束后,可以组织学生讨论:
如何利用“动力×动力臂=阻力×阻力臂”这一结论,解释“为什么大力士会推不过力气较小的人”;解决“怎样才能用更小的力撬起大石头”的问题。
为了加深对力臂的理解,可让学生做下面的实验。
如图12-4所示,沿a、b两个不同方向用力拉弹簧测力计,使杠杆平衡。
观察两次的拉力是否相同,想一想,为什么?
科学世界杠杆的应用
这一段主要介绍杠杆的应用。
可以在课堂上给学生介绍一下杠杆的分类,明确三种杠杆的特点,并结合实例说明它们的优缺点,让学生了解杠杆的各种用途。
日常生活中应用杠杆的例子很多,可在课后让学生找出一两件实物(如垃圾桶、指甲钳、筷子等),分析它们的工作原理。
使学生加深对杠杆的理解。
科学世界小小弹簧称出大象重
这段材料的目的是进行“情感、态度与价值观”教育,让学生进一步认识科学是有用的,可让学生自己阅读。
课后可以组织学生进行“利用测力计和细杆称西瓜”之类的活动。
动手动脑学物理
1.自行车的脚踏板在水平位置时,动力臂最大,这时用力效果最好。
2.要用较大的力才能剪开硬的物体,这说明阻力较大。
要用课本图12.4-9中间的这种动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。
用较小的力就能剪开纸或布之类较软的物体,这说明阻力较小,同时为了加快剪切速度,刀口要比较长。
可使用图12.4-9左边的这两种动力臂较短、阻力臂较长的剪刀。
修剪树枝时,一方面树枝较硬,这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短;另一方面,为了加快修剪速度,剪切整齐,要求剪刀刀口要长。
这就要用图124-9右边这种动力臂较长、阻力臂较短,同时刀口较长的剪刀。
3.略。
4.指甲剪上有三个杠杆。
手把部分是一个省力杠杆,刀口部分是两个费力杠杆。
第五节其他简单机械
目标
1.知识与技能
认识定滑轮和动滑轮。
知道简单机械的一些应用。
知道轮轴和斜面也能省力。
2.过程与方法
通过观察和实验,了解定滑轮和动滑轮的结构。
通过探究,了解定滑轮和动滑轮的特点。
3.情感、态度与价值观
通过了解简单机械的应用,初步认识科学技术对人类社会发展的作用。
说明与建议
除了杠杆之外,滑轮、轮轴、斜面等也都是常用的简单机械。
教学一开始,可让学生观察并说明(教师给予补充)课本图12.5-1中的科学漫画。
图中的滑轮是定滑轮。
左图说的是一个瘦子,看到一个胖子正在用定滑轮把重物拉上楼去;中图表示胖子让瘦子替自己拉着重物,自己上楼去取重物;右图表示胖子到了楼上,看到瘦于没有拉住重物,反而被重物技上了楼。
这个故事是讽刺一个不懂得定滑轮作用的人在使用定滑轮时闹出的笑话。
它可以激发学生的好奇心,想知道定滑轮到底有什么作用?
带着这样的兴趣开始学习滑轮。
定滑轮和动滑轮
如果学校的旗杆上有定滑轮,可先让学生观察旗杆上的定滑轮,让他们讨论定滑轮的用处。
可先向学生演示定滑轮和动滑轮的作用。
要把重物提到高处,可以使用固定在高处的定滑轮,也可以用随同重物一起上升的动滑轮。
引导学生提出问题:
使用这两种滑轮能给我们带来什么好处呢?
探究比较定滑轮和动滑轮的特点
按照课本上列出的步骤让学生独立完成探究实验。
探究定滑轮的作用时,可按照课本图12.5-2(甲)那样,先用弹簧测力计直接把钩码提起来,再用定滑轮把钩码提起来,在误差范围内弹簧测力计的两次示数可以看作是相等的。
这个实验的主要误差是弹簧测力计弹簧本身重量引起的。
这一实验减小误差的办法是尽可能选用重的钩码(当然不能超出弹簧测力计的称量限度),使弹簧测力计本身受到的重力的影响相对减小。
探究动滑轮的作用时,可按照课本图12.5-2(乙)那样,通过动滑轮把钩码提起来。
这里要注意的是:
跨过动滑轮的两段绳子一定要平行(初中不要涉及两段绳不平行的情况)。
当钩码重远大于动滑轮重时,动滑轮重才可忽略不计。
因此实验时,钩码应尽量重些(不能超过弹簧测力计的称量限度)。
探究结束后,让学生在课堂上讨论探究结果,最后得出结论:
使用定滑轮不省力,但是能改变力的方向;使用动滑轮能省一半的力。
需要改变力的方向时,使用定滑轮,而需要省力时就要使用动滑轮。
既要省力、又要改变力的方向时,就要用到滑轮组,滑轮组问题可做适当介绍,但不要深究。
想想议议
这里让学生对学过的杠杆、滑轮知识做简单的复习总结。
使用简单机械是否省距离的问题,也可作适当的讨论,为后面学习功的问题留下伏笔。
科学世界轮轴和斜面
轮铀和斜面也是常用的简单机械,教师可在课堂上作一些简单的介绍。
螺丝钉和盘山公路是简单斜面的变形,课本图12.5-7的小制作非常简单,可让学生们都做一做,所用的纸厚一些,效果会更好。
动手动脑学物理
1.螺丝部分相当于轮,手把部分相当于轴。
2.自行车的刹车、车把、脚墩子和飞轮等都是简单机械。
3.斜面的坡度越小,省力越多。
找一块木板,用书把木板的一端垫高,木板就构成了一个斜面。
把一个木块放在斜面底端,用测力计沿斜面拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力。
用书把斜面加高,重新测出拉木块所需的拉力,就会发现,斜面越陡所需拉力就越大。
4.略。
5.略。
我还想知道
这里可以根据课本提示,让学生提出一些相关的问题,不一定要有答案。
《第十三章力和机械》参考资料
质量和重力的测量
在物理学中,用天平称得的是物体的质量,用弹簧测力计称得的是物体所受的重力。
用天平和弹簧测力计之所以能测出不同的物理量──质量与重力,这是由它们的结构与工作原理决定的。
我们使用的一般天平,是根据等臂杠杆的原理制成的。
设天平的臂长为l,被测物体所受重力为G1;砝码所受重力为G2。
根据杠杆平衡条件,当天平平衡时,我们得到
G1·l=G2·l,即G1=G2
所以,当天平平衡时,物体所受重力与砝码所受重力相等。
由于天平的尺寸与地球相比较是很小的,可以认为被测物体和砝码均处于地球上的同一地点。
设该处的重力加速度为小则有G1=m1g,G2=m2g;由于G1=G2。
所以m1g=m2g,所以m1=m2以上就是用天平称质量的原理。
这就是说,一个物体无论放在地球的任何地方,当用天平来称量时,物体的质量总是等于与它相平衡的砝码的质量。
在其他天体上,用天平也可以称物体的质量。
物体所受的重力可以用弹簧测力计直接测出。
由于弹簧测力计中弹簧的伸长与作用力大小成正比,所以我们从弹簧测力计刻度的指示数值就可以直接读出物体所受重力的大小。
质量和重力是两个不同的物理量。
在地球的任何地点,一个物体的质量不会产生变化,把这个物体带到月球上,用天平称量时,其质量数值仍然等于在地球上所测得的数值。
而物体所受的重力由于地球上不同地点的重力加速度的差异,在不同的地点会有不同的数值。
由于月球的质量比地球的质量小,所以月球的引力比地球弱,月球上的重力加速度数值大约只有地球重力加速度数值的1/6,所以在月球上用弹簧测力计测得的重力也只是在地球上测得的数值的1/6。
物体的形变与弹力
弹力,又称弹性力。
当物体受到外力作用而产生形变时,在物体内部即产生一种抗拒形变力图使物体恢复原来形状的力,这种力就叫做弹力。
弹力产生于直接接触的物体之间,并且以物体产生弹性形变为先决条件。
所以,凡是相互接触而且发生弹性形变的物体之间都存在着弹力的相互作用。
同时,由于产生形变,物体内部各部分之间也存在着弹力相互作用。
物体的形变是多种多样的,所以产生的弹力也以各种不同形式表现出来。
我们平时所说的压力、支持力、拉力、推力、张力等等,这些名称是从力的作用效果而加以区分的,它们的实质都是由于物体发生形变而产生的,所以这些力实质上都是弹力。
当物体发生形变时,它的内部产生的弹力一般是不相等的。
例如,在图12-5中,在外力F的作用下,绳索同物体一起以加速度a运动。
设绳索中c点与d点之间的绳的质量为m,c、d两点处受到Bc段和dA段绳的作用发生形变而产生的张力为Tc和Td。
根据牛顿第二定律得到Td-Tc=ma,即Td=Tc+ma。
这个式子说明,绳索中的弹力(即张力)在各点是不相等的。
在中学物理中,为了简化问题,认为绳索中各点张力大小都相等,这样考虑的条件是必须忽略绳索的质量,即m绳=0。
在弹性限度内,弹力的大小跟形变成正比;达到平衡时,弹力大小等于引起形变的外力。
弹力的方向就两个物体之间来说,总是踉引起形变的作用力的方向相反。
两个坚硬物体之间由于拉伸或压缩形变产生的弹力,其方向垂直于接触面,并且与形变的趋向相反;绳索等柔软物体与其他物体之间由于拉伸形变而产生的弹力,其方向沿柔软物体本身,也和形变的趋向相反。
下面分析一下弹力产生的原因。
在弹性限度内,物体受到外力作用发生形变时,物质的分子之间要发生相对位移,这时,分子间的引力与斥力的平衡状态被破坏。
当对物体施加压力时,分子之间的距离变小,斥力较引力增加得快,分子之间斥力作用占优势,物体就表现出弹性压力;如果对物体施加拉力,就会增大分子之间的距离,此时引力比斥力增加得快,分子间引力作用占优势,物体就表现出弹性张力。
当外力撤去后,正是这种引力或斥力作用,使物体恢复原来的形状。
摩擦力产生的原因
摩擦力产生的原因,即摩擦力的本质是什么?
早在15世纪初开始研究摩擦现象时,人们就在探索这个问题了。
摩擦力产生在两个接触表面之间。
我们用肉眼看到的光滑固体表面,当用放大镜观察时,就会发现其表面是凸凹不平的,好像布满了高峰山谷一般。
经过车床加工的金属表面,峰高可达5μm;再经过仔细研磨,峰高可以减至0.1μm。
但这相对于原子尺度仍然是很大的。
因此,当两个物体相互接触时,真正接触的只是物体表面的峰丘。
在这些真正接触的区域内,两个接触表面的原子非常接近,原子之间具有非常强的相互作用力。
在接触点以外的其他区域,两物体表面的原子之间的距离比较大,从几十纳米到几百纳米。
这些原子之间的相互作用力比较弱,与真正接触区域相比可以忽略不计。
而接触区域的面积之和要比物体表现面积小得多。
当两个接触面发生相对滑动的时候,势必要以剪切的方式破坏原来所有的接触点,使两个接触表面的凸起部分相碰撞而产生断裂、磨损,从而形成了对物体运动的阻障。
平行于接触表面而使接触点破坏所需要的剪切力,就等于摩擦力。
两物体表面开始接触时是一种点接触。
在法向正压力的作用下,这些接触点的负荷很大,会使相接触的凸起部分产生弹塑性形变,从而使接触面积增大。
坚硬的材料使其产生这种形变比较困难,即产生等量的形变需要更大的负荷。
所以,两个物体表面真正相接触的面积大小,与所施加的法向正压力成正比,与相接触材料的硬度成反比。
摩擦系数μ等于摩擦力f与法向正压力N的比值,即μ=f/N。
摩擦系数μ同两个物体的表观接触面积和滑动速度等因素无关。
实验结果证明,对于一般机械加工的表面,摩擦系数μ同物体的表面粗糙程度无关;对于很粗糙的表面,因接触面凸与凹部分交错啮合,会使摩擦系数μ增大;对于非常光滑的表面,尤其是特别清洁的表面,由于真正接触面积增大和接触点粘结强度提高,所以摩擦系数μ也会增大。
表面超光洁,摩擦系数μ的值也越大,这同人们一般的常识不同。
摩擦在汽车行驶中的作用
要弄明白摩擦力在汽车行驶中的作用,首先要对汽车的结构有个基本的了解。
汽车的车头和车箱是通过四个车轮支承在路面上的,在车轮与路面的接触处存在着摩擦力,但前后轮的摩擦力所起的作用是不同的。
发动机曲轴的转动通过纵轴、万向节和齿轮箱传递给后轮,它使后轮顺时针方向转动(图12-6)。
如果后轮与路面间无摩擦力的话,就如同后轮被悬空托起,发动机只是空转而不产生前进的动力;如果后轮与路面间有摩擦力存在,由车轮着地点与路面间的相对运动趋势可知,摩擦力f是向前的,它对轮轴心产生逆时针方向的转矩,此转矩就是发动机的负载。
所以所谓汽车的牵引力,实质就是路面对后轮的摩擦力,因此后轮是驱动轮。
路面对前轮的摩擦力f'又起什么作用呢?
由于前轮本身虽没有转矩,却还有轴承内部摩擦阻力矩。
如果不存在摩擦力f',则前轮只能跟着车箱向前沿行;正是因为有向后的摩擦力f',才使前轮转动起来。
f'虽然是前进的阻力,但它的大小是由轴承内部的阻力矩决定的,它的存在使前轮避免了拖滑式