内驱动作用系统的牵引力

火车、汽车、自行车等交通工具都是内驱动作用系统.本文以日常生活中使用最普遍的自行车为例,分析内驱动作用系统的加速度、牵引力和功率问题.车辆的功率P=Fv,式中F是牵引力,v为行驶速率,在中学物理和普通物理教科书中有很多习题都将主动轮所受的静摩擦力作为牵引力,但静摩擦力是被动力,而且也不作功,说静摩擦力是牵引力,使人难以理解.在确定车辆行驶的加速度时,根据质心运动定理,应由外力矢量和决定,然而外力矢量和是一个未知量.加速度的大小实质上与内驱动作用力的大小密切相联系.“内”和“外”究竟如何联系?此类问题只有应用功能原理才能得到解释,车辆运动时,车身连同载荷作平动,车轮作转动.设m为平动物体的质量,m_0为车轮质量(假设前后轮质量相等)f_1和f_2为分别作用于后轮和前轮的静摩擦力,N_1和N_2分别为作用于后轮和前轮的支持力,δ_1和δ_2分别为后轮和前轮的滚动摩擦因数,F_r为车辆所受的空气阻力.如图所示.     

无滑滚动中静摩擦力的做功问题

无滑滚动中静摩擦力的做功问题董竹青物体的无滑滚动是较为复杂的运动形式,在此过程中静摩擦力做功的讨论较易出现问题。比如：汽车在粗糙路面上行驶,车轮在地面上做无滑滚动,则车轮和路面间存在有静摩擦力的作用,这个静摩擦力对车轮、路面是否做功？回答是肯定的,不...     

几个静摩擦力问题的讨论

有关静摩擦力的知识,原高中课本是通过绳子拉水平桌面上的木块或用力推地板上的桌子为例引入的. 据此,一些教师和书刊就归纳出如下的结论:拉力、推力等不垂直于支持面的外力是产生静摩擦力的条件;静摩擦力总是与物体所受沿支持面方向的合外力方向相反;在达到最大值之前,静摩擦力总是与这种合外力大小相等. 这些结论是否具有普遍意义呢?本文拟作如下的探讨.     

参照物在研究力学问题中的地位

力学的研究对象是物体的机械运动，而任何物体的机械运动都是相对于一定的参照物（系）而言的。照理讲，研究力学问题应该始终不离开参照物（系），然而当碰到具体的力学问题时，学生常常忘了参照物（系），从而得出错误结论。下面我们通过分析力学中的几个问题，以求说明参照物（系）在研究力学问题中的地位。1、分析物体受力的方向离不开参照物。在分析静摩擦力的方向时，学生会遇到这样一类难题：如图1所示，在匀速转动的唱盘的边缘放着一个物体，物体随唱盘一起匀速转动，求物体所受的静摩擦力的方向。我们知道，物体所受静摩擦力的方向…     

用牛顿第二定律判定静摩擦力方向的方法

静摩擦力可以作为动力,加快物体的运动,也可以作为阻力,阻碍物体的运动．由于静摩擦力的“双重身份”,再加上一般用“静摩擦力的方向跟物体相对运动的趋势相反”来判定静摩擦力方向的限制,使得静摩擦力的方向很难判定．这使许多同学在碰到此类问题时,就如坠云雾之中．能否用更好的方法来拨开同学们面前的这层云雾呢？笔者从所有物体均处在物体运动状态不发生改变和物体的运动状态发生改变两种情况入手,阐述了用牛顿第二定律可以判定一切物体所受的摩擦力方向的好方法．     

用“木板刷”演示静摩擦力

静摩擦力是存在于两个相互接触且有相对运动趋势的物体之间 .由于在很多情况下相对运动趋势不明显 ,学生难以想象 ,因此 ,理解静摩擦力是高中物理教学中的一个难点 .若从宏观的角度考虑 ,静摩擦力的产生是和接触层的形变分不开的 .用“木板刷”演示静摩擦力的方向 ,可以把接触层的形变情况适当夸张 ,使学生形象地观察不同情况下接触层的形变情况 ,从而对静摩擦力的产生有一个清晰的认识和深刻的理解 .一、用“木板刷”演示静摩擦力的产生如图 1所示 ,在平板上放一块纱布 (增大图 1摩擦 ) ,把一面有毛的木板刷放在砂布上 ,且使木板刷的长毛跟砂布接触 ,沿水平向右方向拉动木板刷 ,可以看到 ,由于木板刷和支承面有相对运动的趋势 ,木板刷的长毛就发生了形变 ,由形变的情况即可判断木板刷所受的静摩擦力的方向向左 ,由弹簧秤上的读数可知静摩擦力的大小 .如果使拉力逐渐增大 ,在接触层没有滑动前 ,木板刷毛的形变也逐渐加剧 ,由此可以说明 ,静摩擦力的大小随外力的变化而变化 .二、用“木板刷”演示斜面上物体间的静摩擦力如图 2所示 ,把一面有毛的木板刷放在斜面上 ,改变砝码个数 ,可使刷毛呈现如图 2所示的 3种形变方向 .这个...     

怎样分析静摩擦力

静摩擦力的分析是个难点,难就难在有无相对运动趋势及其方向的判断。因此突破“趋势”两字是关键,一般可采用下述两种方法。一、实验法把适当质量的物体放在较大的软毛刷子上,看到刷毛稍被压弯(说明物体与刷子间有弹力存在)。再给物体施一水平拉力,观察刷毛——不仅弯曲,且向一个方向倾斜。这说明物体相对于刷子有运动的趋势,且刷毛倾斜方向就是相对运动趋势的方向,因此物体所受静摩擦力的方向与刷毛的倾斜方向相反。可见,分析有无静摩擦力时,可设想与研究对象接触的物体表面“长有”长而     

用转动平衡条件判断静摩擦力的方向

转动物体处于平衡状态时,它所受的合力矩应等于零。据此,可判断一些情况下静摩擦力的方向。例一根质量为m的均匀木棒斜靠在一个内表面为球面的碗内,处于静止状态,○为球心。判断碗对木棒静摩擦力的方向。如图一,若先不考虑摩擦,木棒当受重力mg、碗底和碗边的支持力N_1和N_2。重力作用线与碗边支持力的作用线交于P。由于木棒处于静止状态,所以对任意的假定轴,其合力矩必为零。对轴P,只有N_1对木棒产生一个顺时针方向的力矩,所以碗底和碗边对木棒应有如图的静摩擦力f_1和f_2(产生逆时针方向力矩)。改变木棒在碗中的位置,它所受的静摩擦力方向也要变化。实际上,其中存在一个临界情况。如图二,N_1、N_2、mg作用线交于一点P(P必和碗在同一球面上),若碗球面     

也谈匀速转动的唱片上的物体所受静摩擦力的方向

对《匀速转动的唱片上的物体所受静摩擦力方向的证明》一文(见《物理教师》八一年第3期),笔者有两点不同看法。第一,该文通过迁明摩擦力消失后物体的平均相对速度Δ(?)/Δt的极限值沿半径向外,来说明唱片上的物体有沿半径向外的运动趋势,从而说明物体所受静摩擦力是沿半径向内的。我认为会Δ(?)/Δt的极限值为零,根本无方向可言。因为Δ(?)/Δt=((?)-(?))/Δt=(?)/Δt-(?)/Δt=(?)-(?)/Δt,当Δt趋近于零时(?)/Δt的极限值就是线速度(?)(线速度的定义),显然Δ(?)/Δt的极限值为零(此处S_1、S_2并非通常意义下运动物体的矢径,在原文中各有特定的含义)。     

浅谈圆周运动中静摩擦力方向的教学

浅谈圆周运动中静摩擦力方向的教学□积石山县保安族中学王志成物体在水平转盘上随转盘一起匀速转动,需要的向心力是由什么提供的？通常,教师从静摩擦力的有无及方向跟物体所受的其他外力和物体的运动状态有关出发,进行推理分析。即在竖直方向上物体所受的重力和支持力...     

如何分析物体所受静摩擦力

如何分析物体所受静摩擦力李琅静摩擦力是物体受力分析中的一个难点。静摩擦力产生的条件是：相互接触的物体间有弹力存在，接触面粗糙，目有相对运动趋势。在具体分析静摩擦力问题时，有时直接从摩擦对产生的条件去分析比较困难，采用下面一些厂注，可使回题很容易得到解...     

圆周运动中静摩擦力的方向问题的教学建议

正高中物理学习中,经常会遇到判断转弯的汽车或随圆盘做匀速圆周运动的物块所受静摩擦力方向的问题。而判断静摩擦力的主要方法是:假设所研究的物体与接触面之间的摩擦力突然消失,根据物体在失去摩擦力后的运动情况,判断物体的相对运动趋势,从而得出物体所受的静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反。对于物体做直线运动的情况,运用这种方法学生比较容易掌握,但对物体     

质点所受静摩擦力的规律

物理学里,在我们首先学习的重力、弹力和摩擦力这三种不同性质的力中,摩擦力中的静摩擦力较为抽象,是一个难点,具体来说,在一个静摩擦力可能存在的力学现象中,究竟有无静摩擦力?静摩擦力的方向怎样?大小是多少?要获得正确的结论,的确有一定的难度,对静摩擦力的分析和认识方法,被人们所关注,有关物理刊物刊登的有关这一问题的文章,各述己见,本文介绍笔者对质点所受静摩擦力的规律进行的粗浅分析,仅跟同行们商榷。     

“静摩擦力”的教学方法及内容

静摩擦力的作用规律比较复杂,是中学物理教学中的一个难点。根据学生的实际和“大纲”的精神,在高一讲授新教材时不宜对静摩擦力做过多讨论,因此学生对它的认识往往是肤浅、片面的,有些认识甚至是错误的,例如:一个物体必须受到沿接触面方向的其它外力的作用才会受静摩擦力;静摩擦力总是跟物体所受的其它外力的合力大小相等、方向相反;由于静摩擦力是产生在两个相对静止的物体之间,因而静摩擦力对物体不做功等等。要纠正这些片面的、错误的认识,使     

浅谈静摩擦力的自动“调节”问题

静摩擦力的大小，方向都可以在其它外力作用下随之发生变化．大小在0&;lt;f≤fm范围内调节．即物体所受静摩擦力的大小和方向均可根据外力的变化而进行自动“调节”．     

等值同向轮径差对地铁车辆曲线通过能力的影响

针对地铁车轮在运行过程中出现等值同向轮径差的问题,建立车辆系统动力学模型,计算分析等值同向轮径差对地铁车辆曲线通过能力的影响。结果表明:当同一车厢前、后转向架同时存在等值同向轮径差时,外侧车轮通过曲线线路的动力学响应更强烈。当外侧车轮直径大于内侧车轮直径时,有利于地铁车辆通过小半径曲线;反之,会加剧轮轨之间的作用力,增加地铁车辆脱轨的风险。当曲线半径为300 m、轮径差为1.0 mm时,外侧车轮的脱轨系数超过安全限值,轮重减载率接近安全限值,因此将脱轨系数和轮重减载率作为判断该工况安全限值的指标;同时,为保证车辆安全运行,半径为300 m的曲线线路的运行速度应控制在65 km/h以下或将0.5 mm作为车轮镟修指标。     

人走路问题的定量研究

汽车之所以能行驶,靠的是车轮与地面之间的静摩擦作用;人之所以能行走,靠的是脚与地面之间的静摩擦力.人走路时,静摩擦力作用于脚底,力的作用点相对于地面没有发生位移,脚一旦抬起来,静摩擦力就消失了,因此,人走路时静摩擦力对脚或者说对人体不做功.     

摩擦力大小的计算

在摩擦力大小的计算中,首先要分清楚是静摩擦力,还是滑动摩擦力,再根据具体情况进行计算.例(高一物理课本第11页练习)重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用40N的水平推力,才能使它从原地开始运动.地面与木箱间的最大静摩擦力Fmax=_____.木箱从原地移动以后,用38N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动.这时木箱所受的滑动摩擦力F=     

浅谈物体的平衡

1 共点力作用下物体的平衡 共点力作用下物体的平衡条件：合力为零． 例l一个物体静止在倾角θ-15°的斜面上，物体的质量m=10kg，物体对斜面的压力有多大？物体所受静摩擦力的方向是怎样的？静摩擦力有多大？     

学习力学时要重视参考系的作用

力学的研究对象是物体的机械运动,而任何物体的机械运动都是相对一定的参考系而言的．因此,学习力学应重视参考系．然而,碰到了具体的力学问题,学生们往往就忘掉了参考系,结果导致许多错误的结论．下面分析几个力学问题,说明参考系在学习力学问题中的重要地位．l）分析物体受力的方向离不开参考系在分析静摩擦力的方向时,学生会碰到这样一个“难题”：如图1所示,在匀速转动的唱盘上放一个物体,物体随唱盘一起匀速转动,分析物体所受的静摩擦力的方向．我们知道,物体所受静摩力的方向总是和物体运动趋势的方向相反的．而所谓物体运…