蔣鵬鴻
摘 要:生活中會對摩擦力產(chǎn)生的很多事物產(chǎn)生好奇,如人們洗手時雙手摩擦把手上的灰塵洗掉,洗衣機(jī)洗衣時因轉(zhuǎn)動使衣服和水產(chǎn)生摩擦,吃東西時牙齒和食物發(fā)生摩擦等,其現(xiàn)象可謂是無處不在,加強(qiáng)對其在生活中的分析,對于提高我們的物理成績具有積極作用,同時也可加強(qiáng)實(shí)踐能力,促進(jìn)自身的全面發(fā)展。
關(guān)鍵詞:生活;摩擦力;自然界;生活
生活無處不存在摩擦力,其是維持自然最普遍的力,當(dāng)兩個相互接觸的物體發(fā)生相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動的趨勢時,會在兩物體的接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力,就是摩擦力,其能解釋我們?nèi)粘Ia(chǎn)生活中的很多現(xiàn)象,也啟發(fā)了人們運(yùn)用摩擦力進(jìn)行生產(chǎn)生活的智慧。
1 摩擦力的認(rèn)識
1.1 影響因素
摩擦力的大小與接觸面間的壓力大小有關(guān),壓力越大摩擦力越大,就如同當(dāng)自行車車胎氣不足時,騎起來就更費(fèi)力一些道理相似。其次摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān),壓力一定時,接觸面越粗糙,摩擦力就越大,比如汽車在路面行駛時,輪胎與粗糙的柏油路面接觸,這樣摩擦力就能增大,而行駛在雪、水的路面時,摩擦力就會減小。
1.2 摩擦力大小的增減
要想增大或減小摩擦力,最有效的方式是減小接觸面間的粗糙程度,如風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸要做得很光滑,滑冰場上,工作人員經(jīng)常打掃冰面使它平整,可減少摩擦,加快滑冰的速度,又比如筆者在拔河比賽中體驗(yàn)的一樣,我們通常會說拔河比賽是比哪一隊(duì)的力氣大,但實(shí)際上,這個問題并不那么簡單,對拔河的兩隊(duì)進(jìn)行受力分析就可知道,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(fù)的關(guān)鍵。在此分析下,筆者建議了同學(xué)們穿上鞋底有凹凸花紋的鞋子,因?yàn)槠淠軌蛟龃竽Σ料禂?shù),使摩擦力增大,其次大人和小孩拔河時,大人容易獲勝,關(guān)鍵是由于大人的體重比小孩大,因此勝負(fù)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,借助對方的拉力可增大對地面的壓力,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。此外摩擦力在航天高科技領(lǐng)域也是研究的熱點(diǎn),如何減少飛機(jī)與空氣的摩擦力,是決定飛機(jī)能否達(dá)到高速飛行的主要因素,在生產(chǎn)中首當(dāng)其沖要解決的問題就是材料的處理,材料處理其表面一定要趨近光滑,
2 摩擦力的體現(xiàn)
2.1 生活、生產(chǎn)中的摩擦力
我們知道,地球上任何運(yùn)動的物體在沒有外力維持的情況之下都會逐漸停止下來,任何靜止的物體如果沒有足夠的力去推動也不可能運(yùn)動,而這一切都是源于摩擦力。首先騎自行車或駕駛其它后驅(qū)的機(jī)動車時,后輪與地面之間的靜摩擦力會使車輪受到前進(jìn)的動力,而前輪則是被動地滾動受到的摩擦力后方,因此機(jī)動車陷入泥濘時,我們更主要地是在其后輪增加摩擦,同時工匠在把木板或其它金屬用具的表面打磨光滑的工作中,利用的就是砂紙與表面之間的摩擦力,而火車頭對車廂的拉力,也來源于火車車輪和鐵軌之間的摩擦力。另外傳送帶在運(yùn)送貨物的過程中,可依靠靜摩擦力阻礙貨物下滑;吃東西時牙齒和食物發(fā)生摩擦;用抹布擦桌子、拖把拖地、黑板刷擦黑板都會產(chǎn)生摩擦力。其次為了方便人們的生活,增添一點(diǎn)摩擦力可很好的解決生活中存在的問題。例如:塑料瓶蓋上的一圈豎紋就是生活中經(jīng)典的例子,豎紋可以很好的增加手指的摩擦力,所以只需要輕輕一擰手機(jī)就可打開瓶蓋,又如二胡演奏者在表演前,喜歡先給二胡的弓上涂層松香,因?yàn)槭只瑥棾龅囊舨粶?zhǔn),所以這樣做目的是為了保護(hù)表演者自己的手,人們也常常在傳送帶中涂上“皮帶蠟”,其是為了防止皮帶打滑。
此外,田賽是田徑運(yùn)動的一類,分為跳和擲,在田賽項(xiàng)目中的運(yùn)用,也是利用摩擦力的性質(zhì)(增加或減小壓力,使接觸面粗糙或光滑)來提高成績,同時跳躍項(xiàng)目除了運(yùn)用能量的轉(zhuǎn)化外,運(yùn)動員參加跳躍項(xiàng)目時穿的“釘鞋”,也可通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦力,從而獲得更大的向斜上方的動力,實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換做斜上拋運(yùn)動,這兩種物理量的有機(jī)結(jié)合,可使運(yùn)動員跳得更高或更遠(yuǎn),而鉛球的表面制得粗糙,可增加手與鉛球接觸面的粗糙程度,而摩擦力增加,就會使運(yùn)動員握得更牢,尤其是擲標(biāo)槍,由于標(biāo)槍的槍桿很光滑,因此在標(biāo)槍槍桿上纏繞一段細(xì)繩,可使手抓握的地方更粗糙,以避免滑手而擲得更遠(yuǎn)??傊谖覀兊纳钪校灰矬w相互接觸且存在相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢,其都會產(chǎn)生摩擦力。
2.2 自然界的摩擦力
不知道大家有沒有注意過飛機(jī)或潛艇的流線型,而為什么要做成這樣的形狀也是筆者所好奇的,其因?yàn)轱w機(jī)在空中飛行,要受到空氣的阻力,潛艇在水中航行,也要受到水的阻力,并且由于物體受到的所有阻力都可稱為摩擦力,因此流線型的設(shè)計(jì)主要是為了減少自然環(huán)境中的阻力,也可說是減少摩擦力,同時由于空氣和水都有流動性,統(tǒng)稱為流體,而流體阻力與物體相對于流體的速度有關(guān),速度越大,阻力越大,因此高鐵火車頭做成流線型“子彈頭”造型,也是為了減少阻力。其次流體的阻力還跟物體的橫截面積有關(guān),例如降落傘打開時,橫截面積增大,所受阻力也會增大,一般來說,空氣阻力比液體阻力、固體間的摩擦力都要小很多,而這是因?yàn)榭諝獾酿ざ缺纫后w黏度要小很多,所以飛機(jī)的速度比輪船快許多倍,而磁懸浮列車靠電力可使列車懸浮在軌道上,并能使速度達(dá)到500公里/小時。其次風(fēng)吹過海面時,風(fēng)對海面的摩擦力及風(fēng)對海浪迎風(fēng)面施加的壓力,會迫使海水向前移動,同時由于地表粗糙程度不一,摩擦力的大小會不同,因此風(fēng)速減小的程度也就不同,一般來說,陸面摩擦力比海面大,而在陸面上的摩擦力,山地又比平原大,森林又比草原大,這種有摩擦力參與,氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力保持平衡條件下所產(chǎn)生的風(fēng)也稱為摩擦風(fēng)。
3 總結(jié)
總之,摩擦力是日常生產(chǎn)生活中最常見的作用力,我們要以正確、積極、合理的態(tài)度去利用摩擦力,以最大程度方便我們的生產(chǎn)生活,同時摩擦力雖然是物理知識中比較簡單的力,但其存在面廣泛,所以值得我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)其本質(zhì)并且學(xué)會去運(yùn)用,從而提高我們對物理知識的認(rèn)識。
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