□记者 赵夏楠 文/图
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●实验地点:市二十七中物理实验室
●指导老师:黄占奎、常云阁
●参与学生:高杉、蔡梓豪、李静蕾、
张莹雪、董佳龙等 |
闲话实验
人们的现实生活离不开摩擦。假如世界上的所有摩擦突然消失,人们就会拿不起来东西,也无法行走……
在日常生活和工作中,既有很多有益的摩擦,也有不少不利的摩擦。人们需要适时增大有益的摩擦、减小不利的摩擦。
实验原理
两个互相接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫作摩擦力。
增大接触面的粗糙程度,可增大摩擦力;用滚动摩擦代替滑动摩擦,可减小摩擦力。
动手实践
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实验一
粉笔灰PK肥皂水
1.准备3个表面光滑的细颈玻璃瓶,向其中两个瓶子里分别装满水、沙子,剩下那个瓶子什么都不装。
2.用右手依次拿起这3个瓶子,记住当时的感觉。
3.把右手沾满肥皂水后,再用右手依次拿起这3个瓶子,瓶子易往下滑,装有沙子的瓶子滑得最快。
4.把右手上的肥皂水洗掉,擦干,往右手上涂一些粉笔灰(可用面粉代替),可以较轻松地拿起这3个瓶子中的任何一个瓶子。(如右图) |
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实验二
“水上运动”挺省力
1.准备1个木块、1块玻璃板、1个弹簧测力计(可用弹簧或家用弹簧秤代替,木块所受的摩擦力越大,弹簧被拉伸得越长,弹簧秤上的指数越大)。
2.把玻璃板放到水平桌面上,将木块放到玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块在玻璃板上进行匀速直线运动,在这个过程中,拉动木块有些费劲儿。记住此时拉力(与木块所受摩擦力大小相同)的大小。
3.在玻璃板上洒些水,把木块放到玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块在玻璃板上进行匀速直线运动,在这个过程中,拉动木块很省劲儿。(如左图)记住此时拉力(与木块所受摩擦力大小相同)的大小。通过对比可发现,第二次的拉力明显小于第一次的拉力。
注意:可用木板代替玻璃板,但是,洒水后要马上完成实验,否则,一旦木板吸水,会影响实验效果。 |
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实验三
木块“踩上”玻璃管
“脚下生风”很轻松
1.准备1个木块、1块木板、1个弹簧测力计、几根细玻璃管(可用圆柱体的铅笔)。
2.把木板放在水平桌面上,将木块放在木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块在木板上进行匀速直线运动。记住此时拉力(与木块所受的滑动摩擦力大小相同)的大小。
3.把玻璃管摆放在木板上,依次排开,再把木块放在玻璃管上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使木块进行匀速直线运动。(如右图)这次,木块好像“踩上了风火轮”,有种“脚下生风”的感觉。记住此时拉力(与木块所受的滚动摩擦力大小相同)的大小。通过对比可发现,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。 |
联系生活
在现实生活中,哪些做法是为了增大摩擦力?哪些做法是为了减小摩擦力呢?
◆增大摩擦力的做法:
冬天,在结冰的路面上撒煤灰,给汽车安装防滑链;将自行车的轮胎、脚踏板等处刻出凹凸不平的花纹;将塑料饮料瓶盖上做出一些细小的竖纹;给二胡的弓上涂松香;体操运动员把手上沾满滑石粉。
◆减小摩擦力的做法:
给机器安装滚动轴承并定期添加润滑油;靠磁悬浮力来推动列车;把车轮做成圆形的;在行李箱底部安装滚轮。
探索发现
不少人很喜欢滑冰。人们穿着冰鞋在冰面上滑冰时,冰面在冰刀的压力下稍有融化,因此,冰刀经过的地方会出现一些水,这些水是很好的润滑剂,有助于滑冰者滑得更快。在冰壶比赛中,常看到这样的情景:当冰壶快到时,运动员在冰壶前方使劲刷冰面,这样做是为了使冰面产生一层水,使冰壶能够到达理想的位置。