摘要:滚动代替滑动可减小摩擦 ,接触面的粗糙程度 .

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小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中:
(1)小明已完成了图中的甲、乙两步实验,由此他可以得到的结论是
在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大

(2)如果还想继续探究,你认为他下一步应该进行的实验是什么?请在方框内画出操作方法简图,并与图甲比较才能得出摩擦力的大小与
接触面粗糙程度
接触面粗糙程度
的关系.

(3)小明还想验证“用滚动代替滑动可以减小摩擦”的正确性,利用以下一些器材:质量不相等、带钩的木块A和木块B、弹簧测力计、砝码、棉布、圆柱状铅笔若干,进行实验探究.
实验步骤一:把木块A放在水平桌面上,用弹簧测力计匀速拉动木块,记下弹簧测力计的示数F1
实验步骤二:把
圆柱状铅笔若干
圆柱状铅笔若干
放在水平桌面上,将
木块A
木块A
放在其上方,用步骤一的方法拉动木块,记下弹簧测力计的示数F2
实验分析:当满足
F1>F2
F1>F2
的关系时,上述结论是正确的.
(4)请你帮助小明设计实验验证摩擦力大小是否与物体匀速运动的快慢有关:
用弹簧测力计以三次不同的速度拉动木块,使木块在水平放置的木板上进行匀速直线运动,记下三次测力计的示数,并比较大小得出结论
用弹簧测力计以三次不同的速度拉动木块,使木块在水平放置的木板上进行匀速直线运动,记下三次测力计的示数,并比较大小得出结论
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自行车上的物理知识

  你知道自行车上有哪些物理知识吗?下面我们来看一看。

  1、自行车上的摩擦知识。

  ①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

  摩擦力的大小跟两个因素有关:压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹,这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度,来增大摩擦力的,其目的是为了防止自行车打滑。

  ②自行车为什么能前进?

  当我们骑在自行车上时,由于人和自行车对地面有压力,轮胎和地面之间不光滑,因此自行车与路面之间有摩擦,不过,要问自行车为何能前进?这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的,这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的?阻碍车的运动!其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等,方向相反,所以自行车作匀速运动。不过,当人们在地上推自行车前进时,前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢?脚对地面的摩擦力向前!

  ③刹车以后,自行车为何能停止?

  刹车时,刹皮与车圈间的摩擦力,会阻碍后轮的转动。手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,产生的摩擦力也就越大,后轮就转动的越慢。如果完全刹死,这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力(原来为滚动摩擦,方向向前),方向向后,阻碍了自行车的运动,因此就停下来了。

  ④自行车哪些地方安有钢珠?为什么安钢珠?

  在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处,脚蹬转动处等地方,都安有钢珠。

  人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力,因此要在自行车转动的地方安装钢珠,我们可以经常加润滑油,使接触面彼此离开,这样就可以使摩擦力变得更小。

  2、自行车上的杠杆、轮轴知识。

  ①自行车上的杠杆

  A、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用很小的力就能转动自行车前轮,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

  B、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把是省力杠杆,人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。

  ②自行车上的轮轴

  A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘齿轮半径)。

  B、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前叉轴的半径)。

  C、后轴上的齿轮和后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径)。

  3、自行车上的气压知识。

  自行车内胎充气:早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大,可以起到缓冲的作用,同时可以减小自行车前进的阻力。

  气门芯的作用:充气内胎上的气门芯,起着单向阀门的作用,只让气体进入,不让气体外漏,方便进气,保证充气内胎的密封。

  4、自行车上光学知识。

  自行车上的红色尾灯,不能自行发光,但是到了晚上却可以提醒司机注意,因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的,而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时,当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上,就会产生反射光,由于红色醒目,就可以引起司机的注意。

  自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识

  1.测量中的应用

  在测量跑道的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π,即约2.23米或2.07米,然后,让车沿着跑道滚动,记下滚过的圈数n,则跑道长为n×2.23米或n×2.07米。

  2.力和运动的应用

  (1)减小与增大摩擦。

  车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦,人们常在这些部位加润滑剂。

  多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎,车把手塑料套,蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,摩擦大大增加了,故车可迅速停驶。而在刹车的同时,手用力握紧车闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。

  (2)弹簧的减震作用。

  车的座垫下安有许多根弹簧,利用它的缓冲作用以减小震动。

  3.压强知识的应用

  (1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重,则车胎受到压强太大而被压破。

  (2)座垫呈马鞍型,它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强,使人骑车不易感到疲劳。

  4.简单机械知识的应用

  自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴:脚蹬板与链轮牙盘;后轮与飞轮及龙头与转轴等。

  5.功、机械能的知识运用

  (1)根据功的原理:省力必定费距离。因此人们在上坡时,常骑“S形”路线就是这个道理。

  (2)动能和重力势能的相互转化。

  如骑车上坡前,人们往往要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能。而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能。

  6.惯性定律的运用

  快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态,所以后轮会跳起来。

  切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故!

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(2011?南京二模)某课外活动小组围绕自行车问题进行了广泛研究,其中的部分问题如下:
(1)自行车上很多部位采取了增大有益摩擦和减小有害摩擦的措施.
示例:车轮上的花纹是增大接触面粗糙程度,增大摩擦.
根据示例,再举两例:①
把手上有凹凸的槽纹或鼓凸的颗粒是增大接触面粗糙程度
把手上有凹凸的槽纹或鼓凸的颗粒是增大接触面粗糙程度
是增大摩擦;②
转轴中采用滚珠是滚动代替滑动
转轴中采用滚珠是滚动代替滑动
是减小摩擦.
(2)如图所示,自行车的脚踏和牙盘构成一个轮轴,而轮轴实质上杠杆原理.经测量,脚踏到轴心的距离R=25cm,带动链条的牙盘半径为r=15cm.若脚踩脚踏所用的力是F=15N,求链条所产生的拉力f.
(3)城市人口密集,上、下班高峰交通问题突出.但是,政府部门对增加公交车辆有控制,而提倡人们尽量以自行车为交通工具.这一决策是从多方面综合考虑的.请你就环保的角度,说说提倡使用自行车而减少公交车的好处.
可减少废气污染和噪声污染
可减少废气污染和噪声污染

(4)我国是自行车王国,有关专家建议大力发展电动自行车.某电动自行车蓄电池的供电电压为24V.若该电动自行车包括载人共重1000N,匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍,而这时供电电流为10A,电能转化为机械能的效率为75%.
求:①蓄电池的输出功率; ②自行车前进的速度.
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