在生活中有各种各样的摩擦现象和轮子省力的应用,穿上旱冰鞋为什么跑得更快?湿滑的道路上为什么要撒一些沙土或炉灰?下面让我们通过实验解释这些现象的科学原理。
实验认知:
底座、车轮、车轴、螺母、测力器、砂纸、棉线
实验器材:
实验开始前我们看下测力器的刻度有没有归零
实验第一步:
没有归零的话给它归零
实验第二步:
我们先将棉线穿过底座小孔
实验第三步:
棉线打结
实验第四步:
剪去多余线头
实验第五步:
实验一:探究接触面的粗糙程度对摩擦力的影响
实验第六步:
将底座放在光滑的桌面上
实验第七步:
用测力器水平拖动
实验第八步:
此时读数小于1
实验第九步:
准备一张砂纸
实验第十步:
将底座放在磨砂纸上
实验第十一步:
读数增加了
实验第十二步:
结论一:压力不变情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大
实验第十三步:
实验二:探究压力对摩擦力的影响
实验第十四步:
我们在上一次的基础上放上两颗螺母,增加底座的重量
实验第十五步:
再用测力器水平拖动底座
实验第十六步:
我们可以观察到测力器的数值更高了
实验第十七步:
结论二:接触面粗糙程度相同时,压力越小,摩擦力越小
实验第十八步:
实验三:滚动摩擦
实验第十九步:
接下来我们给底座装上轮子,用铁棒穿过底座接上轮子,完成
实验第二十步:
水平拉动测力器
实验第二十一步:
我们可以看到测力器的数值没有发生变化
实验第二十二步:
结论三:小车所受的摩擦力很小,接触面粗糙程度与压力相同时,加上轮子,从滑动摩擦变成滚动摩擦,可极大的降低摩擦力。
实验第二十三步:
了解摩擦力与轮子省力原理:摩擦力:阻碍物体相对运动的力叫摩擦力,摩擦力的方向与物体进行相对运动的方向相反。省力原理:将滑动摩擦转化为滚动摩擦。增加轮子减少了物体与接触面的面积,压力变小所以省力。
实验原理:
知识拓展:生活中的摩擦力、轮子省力现象: 2.汽车打滑 3.轮滑运动
1.飞机落地
2.汽车打滑
3.轮滑运动