日常生活中的摩擦力知識應(yīng)用,力學(xué)論文

日常生活中的摩擦力知識應(yīng)用,力學(xué)論文內(nèi)容摘要：兩個互相接觸的物體發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的摩擦力。摩擦力與我們的實際生活息息相關(guān),并起著非常重要的作用。在物理學(xué)中,摩擦力也是最常見和最重要的力之一,在理論分析時,有的摩擦力能夠通過詳細(xì)的公式進行計算,而有的則要根據(jù)實際情況詳細(xì)分析才能計算出來。本文本文關(guān)鍵詞語語：實際生活;摩擦力;理論;物理;摩擦是一種極為普遍的力學(xué)現(xiàn)象,不僅固體與固體的接觸面上有摩擦,固體與液體的接觸面或固體與氣體的接觸面上也有摩擦。日常生活中摩擦應(yīng)用的例子有很多,人類行走需要摩擦,車輛剎車需要摩擦,皮帶傳動需要摩擦等等。在物理學(xué)習(xí)中,對物體進行受力分析經(jīng)常會牽涉摩擦力,由于摩擦力的廣泛存在,受力分析中要詳細(xì)問題詳細(xì)分析。1、人們步行經(jīng)過中的摩擦力人們?nèi)粘Ｐ凶邥r,人相對于地面是前進的,依靠的是地面與鞋底之間的摩擦力的作用。人在前進時,鞋底相對于地面具有向后滑動的趨勢,產(chǎn)生了靜摩擦力,而摩擦力的方向與相對運動或具有相對運動趨勢的方向相反,所以鞋底遭到的摩擦力與人前進的方向不是與人運動的方向相反,而是一致的。此時,摩擦力是阻礙鞋底與地面相對運動的力,并不是阻礙人們運動的力。因靜摩擦系數(shù)的大小主要與接觸面的材料及接觸面外表狀況(粗糙程度、濕度、溫度)有關(guān),為了增加物體間的摩擦力,人們采用增大靜摩擦系數(shù)的辦法,日常采用的方式方法很多,如:鞋底會有很多規(guī)則或不規(guī)則的條紋、鋪設(shè)粗糙的防滑地板、斜坡上密布的條紋等等,到達了防滑的效果。2、兒童在滑梯滑動經(jīng)過中的摩擦力滑梯是兒童體育活動的一種器械,在城市廣場、游樂園等地方,普遍建造了滑梯。兒童在滑梯下滑時,阻力為兒童身體與滑板間的摩擦力,摩擦力阻礙兒童身體下滑,其方向與下滑方向相反;下滑動力為下滑方向的重力分量,其方向與摩擦力方向相反,其值大于摩擦力的值,所以兒童下滑時,速度越來越大?；灏迕娴钠露炔煌瑫r,在下滑方向上所遭到的重力分力大小也不同;并且因重力對板面的垂直分量的大小也不同,引起摩擦力的大小也發(fā)生改變?；宓膬A角越大時,下滑動力越大,摩擦力越小,下滑的加速度也越大,速度增加的就越快。滑板的傾角變小時,下滑動力變小,摩擦力變大,下滑的加速度也越小,速度增加的就越慢。3、傳送帶傳輸物體經(jīng)過中的摩擦力在現(xiàn)實生活中,經(jīng)常采用傳送帶傳輸物品;在物理學(xué)習(xí)時,對傳送帶傳輸物品進行受力分析是非常必要的。為簡化分析,在進行受力分析前,做如下初始條件限制:傳送帶以一定的速度水平運動,并且傳送帶足夠長,即傳送帶上各點做水平的勻速直線運動;同時,物體相對于地面的水平方向的初速度為零;傳送帶的速度較小,物體被傳輸時的風(fēng)阻忽略不計。在傳輸水平方向的初速度為零的物品時,物體在其與傳送帶之間的摩擦力的作用下,在傳送帶上作加速直線運動,并加速到與傳送帶的速度一致。此時,它與傳送帶之間即沒有相對滑動現(xiàn)象,也沒有相對滑動的趨勢。因而,被傳送物品遭到的摩擦力為零,在運動方向不再遭到摩擦力的作用。有的人在進行物理理論分析時,往往錯誤的以為,在傳送帶上被傳送的物品的運動為勻加速直線運動,當(dāng)被傳送物品的速度與傳送帶的速度相等時,它們之間的摩擦力會忽然變?yōu)榱恪Ｋ麄冊谶@里思路引領(lǐng)下,在解題經(jīng)過中往往得到如下結(jié)論也就缺乏為怪了,經(jīng)過如下:初速度為零的物品勻加速直線運動的速度:V物=V帶=at式中,V物為被傳送物品的速度,V帶為傳送帶的運動速度,a為加速度,t為加速時間,f為被傳送物品遭到的動摩擦力,u為物體與傳送帶間的動摩擦系數(shù),m為物體的質(zhì)量,g為重力加速度。上述結(jié)果是錯誤的,沒有正確地分析物品在傳送帶上的運動經(jīng)過。仔細(xì)分析能夠發(fā)現(xiàn),物品在傳送帶上的加速運動并不是勻加速直線運動,而是變加速直線運動。也就是講,被傳送的物品與傳送帶之間的摩擦力是一個變力,而不是恒定不變的力。因而,分析這一現(xiàn)象時,不能簡單的以為動摩擦系數(shù)u為恒定的,u不僅決定于物品與傳送帶的材料和外表情況,u還與物品與傳送帶的相對速度有關(guān),隨相對速度減小而略有減小。在我們把物品放上傳送帶時,物品遭到傳送帶對它施加的一個滑動摩擦力的作用,隨著物品運動速度的不斷增大,它與傳送帶之間的滑動摩擦力系數(shù)也就越來越小,物體的遭到的摩擦力逐步減小,物品的加速度隨之逐步減小。當(dāng)被傳送物品的速度等于傳送帶的速度時,二者相對于地面做勻速直線運動,無相對滑動現(xiàn)象。由于動摩擦系數(shù)不易測得,在這里經(jīng)過中,可用動能定理或動量定律計算摩擦力的大小,只是用此方式方法得出的摩擦力的大小是一個平均值。平常,我們把物品放上傳送帶時,感覺物品與傳送帶以同樣的速度進行運動,而沒有感覺物品加速經(jīng)過。這是由于傳送帶的運行速度較低,物品的加速經(jīng)過霎時完成,以致于我們無法感覺到。上述結(jié)果是水平方向的初速度為零的物品與傳送帶之間的摩擦力的受力分析。物品相對于地面運動的水平初速度大于傳送帶時,放置在傳送帶進行輸送的受力分析,可以采用此方式方法。此時,物品會遭到一個傳送帶施加的與運動方向相反的滑動摩擦力,以阻礙物品與傳送帶的相對運動。隨著物品運動速度的不斷減小,它與傳送帶之間的滑動摩擦力系數(shù)也就越來越小,物體的遭到的摩擦力逐步減小,物品的加速度隨之逐步減小。在逐步減小的變摩擦力作用下,物品相對于傳送帶做變減速直線運動,直至二者的速度相等時為止。其后,二者一起做勻速直線運動。4、汽車運動經(jīng)過中的摩擦力隨著汽車工業(yè)的大力發(fā)展,加上人們對生活品質(zhì)和工作效率的追求,汽車日漸成為人們的出行工具,汽車行進中的摩擦力逐步成為物理學(xué)的受力分析的常見問題。行駛中的汽車,不管是加速行駛還是減速行駛,車輪與地面之間都會產(chǎn)生相對滑動,在車輪與地面間就會產(chǎn)生一個滑動摩擦力,以阻礙它們之間相對滑動。汽車在勻速直線行駛的經(jīng)過中,霎時與地面接觸的車輪外緣上各點,與地面無相對滑動現(xiàn)象,輪胎與地面間發(fā)生靜摩擦;此時,由于輪胎接觸點相對于地面的瞬時線速度為零,在地面上就會留下清楚明晰的輪胎花紋痕跡;同時,這也印證車輪周邊與地面接觸的時刻,兩者并無相對滑動。然而,固然兩者并無相對滑動,但是車輪接觸點與地面之間存在相對滑動的趨勢,車輪仍然遭到地面施加的靜摩擦力的作用,摩擦力的方向為汽車運動方向。汽車在運動經(jīng)過中,假如車輪做純滾動運動,那么它就遭到靜摩擦力的作用;假如在車輪和地面接觸處存在塑性形變,那么就會產(chǎn)生滾動摩擦;車輪與地面發(fā)生相對滑動時,車輪會遭到地面施加的滑動摩擦力的作用;同時,汽車在運動經(jīng)過中,由于車身與空氣之間發(fā)生相對運動,也會產(chǎn)生一個空氣施加的摩擦力的作用。因而,汽車在水平公路上正常行駛時,因靜摩擦力很小,車輪可近似為純滾動,則其合力矩為:汽車在水平路面上行駛時,假如車輪與地面之間發(fā)生滑動摩擦,車輪所遭到的合力矩為:十分是汽車車輪在水平公路上勻速行駛時,其轉(zhuǎn)軸質(zhì)心所受力矩為:又由于M滾非常小,即M滾近似為零,于是:為汽車的牽引力,因此汽車在水平公路上勻速行駛時,車輪遭到的靜摩擦力與牽引力近視相等。在剎車經(jīng)過中,汽車車輪與在地面上滑動,由于滾動摩擦與空氣阻力遠小于滑動摩擦的作用,因此汽車剎車時主要是滑動摩擦的作用。這時,用動能定理或動量定律來對摩擦力進行求解。5、結(jié)束語摩擦力是最常見的力之一,實際生活中處處可見,沒有摩擦力的存在,行走