“摩擦说”还是“内力说”？

在物理教学中，常遇到有关牵引力问题，如何正确理解汽车牵引力问题，一直困扰着广大师生。各种刊物时有章阐述“汽车牵引力问题”，有对汽车牵引力概念作研究的，有关于牵引力做功与否争论的。笔读了有的章后很受启发，但也发现有的章不能自圆其说。仔细看来，发现教材和各类刊物关于汽车牵引力的理解主要有以下两种说法：     

对汽车牵引力问题的探讨

在物理教学中，常遇到有关牵引力问题．对“汽车牵引力问题”，中学物理教科书中未做任何阐述，几种词典或未将“汽车牵引力”列为词条，或对“牵引力”词条的解释也不尽一致．于是，各种刊物时有文章谈论“汽车牵引力问题”，有对汽车牵引力概念的研究，有关于牵引力做功与否的争论．有的文章看后很受启发，但也有的文章不能自圆其说．本文探讨了汽车牵引力的本质，并讨论和解释了有关牵引力的几种现象，最后对词典中“牵引力”词条释义提出了修改建议．     

简析汽车以额定功率起动和牵引力

汽车起动问题在中学物理教学中是常见的问题 ,因为在讨论汽车的运动时涉及运动学、动力学 ,以及摩擦力、牵引力、功、功率、动能和动能定理等内容 .为简化物理过程 ,许多文章把汽车的起动分成两大类 :以额定功率 (或恒定功率 )起动和以恒定牵引力起动 .一般文章认为 :“汽车从静止开始以额定功率起动 .开始时由于汽车的速度很小 ,由公式P =Fv知 :牵引力较大 ,因而由牛顿第二定律F -f =ma知 :汽车的加速度较大 .……”[1] 对此 ,有文章提出 :“汽车是不可能以恒定功率起动的 ,因为根据P =Fv ,在起动初期速度v很小 ,牵引力F应很大 ,特别是刚起动时速度为零 ,牵引力F应是无限大 .”[2 ]笔者认为汽车能以额定 (恒定 )功率起动 ,且其物理过程并不是如上面引述的文章分析的那样 .1　汽车以额定功率起动现象的描述在一段平直公路上 ,假设驾驶员先把汽车排挡置于平时能以额定功率运行的适当挡位 ,踩下离合器 ,点火起动发动机 ,随即加足油门 ,使发动机的转速在短时间内达到额定功率的要求 ;然后迅速放开离合器 ,使发动机的动力瞬间挂上驱动轮的转轴 ,驱动车轮飞速地转动起来 ,但轮胎在地面上出现打滑现象...     

汽车的牵引力与加速度

关于牵引力的本质问题,各种刊物有文章阐述,笔者从加速度的角度来加以分析.     

牵引力就是摩擦力吗?

牵引力一词在中学、中专物理教学中常常提到,是指汽车、机车等本身向前的动力.课本中多次提到牵引力使汽车产生的加速度;牵引力对汽车所做的功等问题.一些参考书在解释牵引力时总把它说成是摩擦力;或模糊地使人容易理解为牵引力就是摩擦力(如中学物理甲种本25页:“汽车的发动机驱动后轮转动,由于轮胎和地面间有摩擦……牵引力就是这样产生的.”).     

跟汽车行驶时的摩擦有关的一些问题

一、什么是汽车行驶时的牵引力?如图1。汽车上的驱动车轮(后轮)在由发动机传来的逆时针的驱动力短M作用下,与地面接触的轮子上的O点相对于地面有后滑的趋势,从而出现了地面作用在轮子上的阻碍O点向后滑动的静摩擦力f。在驱动力矩M和静摩擦力f共同作用下,轮子向左滚动,汽车向左前进。把汽车作为一个整体时,力f是外界物体作用在汽车上的牵引力。     

有关汽车牵引力的探讨

汽车运动的问题在中学物理中经常会遇到 .如果不考虑车轮等部分的转动 ,可将汽车看做质点 .在对汽车的受力分析中 ,不计空气阻力时 ,一般认为它共受四个力 :在竖直方向上 ,受重力和地面的支持力 ,它们是一对平衡力 ;在水平方向上受向前的牵引力 F牵 和向后的摩擦阻力 f阻 .设汽车质量为 m,加速度为 a,由牛顿第二定律 ,得F牵 - f阻 =ma,1那么 ,什么是牵引力 ?牵引力是怎样产生的 ?牵引力与摩擦力是何关系 ?大家都知道 ,如果没有摩擦力 ,车轮将在原地打滑而不能前进 .下面对这些问题作进一步地分析 .一、汽车运动过程中的牵引力和阻力汽车起…     

牵引力正解

关于汽车牵引力问题许多教师在平常讲解时均有错误:如一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,均认为汽车在水平方向受发动机的牵引力F和地面的摩擦力f,且F=f,受力分析如图1(画在其质心处).当然这样分析学生也能接受,不会提出异议.但若将题改成一辆小汽车静止在一长木板上,地面光滑(如     

从“质心运动定理”和“质点系动能定理”看汽车的牵引力问题

通过查阅相关文献,笔者发现关于汽车的牵引力问题有多种解释和看法,但这些说法大都自相矛盾,不能自圆其说。比如,看法1认为汽车的牵引力是气缸通过传动轴对轮胎施加的驱动力矩,这种解释存在一个很大的问题,即驱动力矩是内力,而内力无法改变汽车质心的平动问题。如果把汽车架空的话,纵使驱动力矩有多大,汽车依然无法前行。看法2认为牵引力是轮胎对汽车轴心的拉力,可这是一个内力,因为轴心也对汽车轮胎有个大小相等的反作用力,明显不对。     

汽车牵引力究竟是什么?

在各类教材和教学参考资料中,常常涉及到汽车牵引力问题。这个问题如果不搞清楚,容易造成概念上的混淆,对力学的学习不利。那么,汽车牵引力究竟是什么呢?1汽车牵引力的实质众所周知,力是物体对物体的作用,只要一个物体受到力的作用,定能找到其施力物体。那么,汽车牵引力的受力物体和施力物体分别是什么呢?传统的说法是:发动机给汽车牵引力作用。依此观点,汽车的牵引力是发动机给的。其实这种说法欠妥,将发动机和汽车分离,把发动机和汽车相互作用的内力看作是外部给整体的外力。事实上发动机与汽车车身间的相互作用力无法使这个共同的整体的…     

车辆运动中的牵引力

中学物理经常提到汽车、火车等各种车辆的牵引力,一些教师中存在很多误区或模糊的理解,如：①牵引力就是地面对驱动轮施加的静摩擦力;②牵引力就是指传动系统对驱动动轮施加的力;③启动过程的加速度是由牵引力与车轮受到摩擦力的合力产生的;④启动过程动能的增加是因为地面对驱动轮的静摩擦力去克服地面对车轮的滚动摩擦力做了功：…     

理科综合测试

一、当人体进行深呼吸时,与平静呼吸相比,血液中的pH 值会( )A.增大 B.减小C.不变 D.趋于中性二、关于汽车在平直公路上的启动问题。设汽车受到的阻力恒定,则以下说法错误的是( )A.汽车以恒定的牵引力启动,不可能达到最大速度B.汽车以恒定的功率启动,不可能作匀加速运动C.汽车的加速度是跟它的牵引力成正比D.不能不考虑阻力,如不考虑阻力将出现不合理的     

以车为载体的力学问题与试题赏析

近年来,随着我国经济的高速发展,人民生活水平的不断提高,汽车进入普通百姓家庭已逐步成为现实,尤其城市家庭私家车的数量越来越多.在生活中仔细观察与分析,我们便会发现汽车的设计和使用几乎涉及了初中物理知识体系中的方方面面,而且以汽车为载体的中考试题也越来越多,对此就有关汽车的力学问题略作分类以与各位共同赏析.一、相关问题分析1.汽车的外形设计为流线型的目的:为了减小汽车行驶时受到的阻力.2.汽车的动力:地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反,与自行车类似);用力踩刹车则是增大压力以增大摩擦;急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦.3.汽车急刹车(减速)时,乘客会向车行方向倾     

对"非晶体没有确定的熔点"的理解

义务教育课程标准实验教科书《物理》(人教版)八年级上册在“熔化和凝固”一节中指出“非晶体没有确定的熔点”.在教学中教师出现了两种理解:第1种是“非晶体没有熔点”.《物理》(人教版)八年级上册《教师教学用书》第203页有一道选择题:关于晶体和非晶体,下列说法正确的是:(A)     

物理竞赛中的椭圆(高二、高三)

"数理不分家",这在物理竞赛中可找到大量的题例.本文以四则涉及椭圆知识的赛题作简单的分析,希望能有助于同学们提高数理结合的能力.例1一辆车轮半径为R的汽车以恒定的速度v在地面上做直线运动,当车速v接近光速c时,相对于地面静止的观察者所看到的"汽车"车轮是什么形状?分析由相对论知,车轮沿v方向(水平)的直径将收缩,竖直方向的直径仍不变,在地面上     

说《静夜思》

(一) 关于《静夜思》的主题,清人王琦《李太白全集》辑注引胡震亨云:“思归之辞也”。近人说法也是大同小异。有的说是“写游子的乡愁”(复旦大学中文系古典文学教研组:《李白诗选》);有的说是朔描写作者在寂静的月夜,触景生情而兴起的对故乡的怀念"(武汉大学中文系古典文学教研室:     

谈车辆翻车

读了本刊1996年第4期的问题讨论《车辆的起动、制动和转弯》一文,很受启发.但我认为在起动和制动过程中,还应该谈一谈车辆的翻车问题,则问题的讨论更加完整.关于车辆翻车问题,《理论力学教程》(第二版,周衍柏编)中有这样一段叙述:以汽车的平动为例,当汽车停止或作匀速直线运动时,地面对汽车前后两对车轮的竖直反作用力,可以假定是相等的.但当加速或刹车时,两者就不相等.如加速时加速度太大,或刹车时减速度太大,两对车轮上受到的约束反作用力就相差很大,甚至能使汽车翻倒.”下面就对此作一定量讨论,以供参考.     

汽车启动过程的两种模型刍议

汽车启动问题一直是中学物理教学的难图 1点 ,其原因是物理情景的抽象和物理过程的复杂 ,其中涉及匀变速运动、变加速运动和匀速直线运动 .另外对公式理解不透彻也是造成分析汽车启动问题困难的原因之一 .分析汽车启动 (如图 1所示 )的全过程必须抓住三点 :一是正确分析其物理过程 ;二是抓住两个基本公式 :( 1 )功率公式 ,即 P=Fv( P是汽车的功率 ,F是汽车的牵引力 ,v是汽车的速度 ) ,( 2 )牛顿第二定律 ,即 F- f =ma;三是正确分析其中各个物理量在各个过程中的变化情况 .下面笔者详细分析汽车启动过程的两种基本模型 .一、汽车以额定功率…     

汽车牵引力的实质

汽车的牵引力究竟是什么力,只要弄清楚了汽车的牵引力是怎样形成的,就不难回答这个问题了。汽车的牵引力是怎样形成的呢?为了简化起见,我们先设想用钢丝绳将汽车吊起来,然后再分析把汽车放在水平木板上或地面上时的受力情况。一、汽车用钢丝绳吊起的情况用钢丝绳将汽车吊起来,发动机启动后,从曲柄连杆机构产生的曲轴转矩,经传动装置(包括离合器、变速箱、万向联轴器、传动轴、后桥差速齿轮箱)传至后轴,最后传递到左右驱动轮(后轮)上。这时汽车后轮就受到一个力矩M的作用(图1)。图中以一对力偶     

谈误用"P=Fυ"解答的习题

由人民教育出版社编著,如今正在全国使用的两本书:全日制普通高级中学(必修)物理第一册<教师教学用书>和全日制普通高级中学(试验修订本·必修)物理第一册<教师教学用书>,在前本书的第138页和后本书的第154页上都有这样一道参考题:"一台柴油机装在汽车上,在额定功率下,汽车匀速行驶的速度可达90 km/h;装在汽船上,在额定功率下,汽船匀速行驶的速度可达20 km/h,汽车和汽船哪个受到的阻力大?二者阻力之比是多少?"两本书所作解答均为:"当汽车或船匀速行驶时,车或船受的阻力f与牵引力F相等.柴油机的输出功率P等于克服阻力f消耗的功率,即P=Fυ,其中υ为匀速行驶时速度的大小.