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。     

"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。各种刊物时有文章阐述“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。笔者读了有的文章后很受启发,但也发现有的文章不能自圆其说。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:说法一:牵引力是地面的摩擦力产生。例如人民教育出版社(2003出版)全日制普通高级中学教科书(必修)物理第一册第55页这样阐述:汽车的发动机驱动后轮转动,由于轮胎和地面之间有摩擦,车轮向后推地面,地面给车轮一个向前的…     

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.”).     

航天器的追及问题

后面的航天器如何追上前面的航天器 ?人们自然会想到马路上的汽车 ,后面的汽车只需开足马力就可以追上前面的汽车 .在太空航天器的追及问题就没有这么简单了 .原因在于两者受力情况不相同 .如图 1所示 ,平直马路上的汽车受到重力Ｇ ,弹力Ｎ ,牵引力Ｆ和摩擦力ｆ作用 .牵引力和摩擦力的合力是汽车运动状态改变的原因 .司机开足马力就是要增大牵引力 ,改变合力 ,　　　图 1　　　　　图 2使汽车加速前进 .太空中的航天器如图 2示 ,只受到万有引力Ｆ的作用 .显然 ,必须有外力作用 ,才能改变航天器的运动状态 .这外力就是靠航天器的发动机向外喷…     

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…     

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.     

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     

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…     

自行车上的“简单机械”

观察、研究自行车的构造,可以发现,它是由几组不同类型,形状各异的简单机械,安装在同一个由钢管制成的车架上,组合而成的.脚踏拐与大链条齿轮(又称“花盘”)固定在中轴上,组成了一个轮轴;后轮与小链条齿轮(又称“飞”)固定在后轴上,也组成了一个轮轴.用链条将这两个轮轴上的齿连接起来,便组成了自行车的驱动系统.人一踩脚踏拐,大链条齿轮带动小链条齿轮、后轮转动,自行车便前进了.从手刹把到刹皮运用了二个杠杆,这二个杠杆由钢丝绳连接起来,组成了制动系统,手抓刹把,稍一用力,刹皮就紧箍在钢圈上使车子停下来,保障行车的安全.另外还有,龙头…     

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     

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...     

摩擦力的学习体会与探究

<正>摩擦力作为高中物理重要的知识点,不但全面考查了我们的理解能力、逻辑思维能力及分析推理能力,而且由于摩擦力与我们的生活联系广泛与密切,故其总是成为考试命题的重点,当然也是我们学习的难点。体会一:不知大家是否注意到,现代的汽车大都用后轮驱动,前轮控制方向,其目的不仅是便于驾驶员操作方便,更重要的原因是"汽车的最大牵引力实质上是地面对汽车的最大静摩擦力"。一般情况下货物和人都在车的后半部,使得前轮的压力值占汽车重量     

机车两种启动中做功多少的比较

在教授《功、功率》这一节中,汽车的两种启动方式有两种:以恒定功率启动、以恒定加速度启动.这两只启动的方式不同,如果最后都达到了匀速运动,启动过程中消耗的能可能不同,那么哪种启动方式汽车做功更多呢?下面详细分析.如果汽车以恒定功率P启动,其v-t图像如图1所示,由P=Fv可知汽车刚启动时,速度很小所以牵引力很大.但随着速度慢慢增加牵引力就减小了,所以汽车做的是加速度减小的加速运动.直到t B时刻汽车的牵引力减小到等于阻力时即图像中的B点,此后汽车做匀速直线运动.     

动物园

材料:铅画纸、厚纸、旧纸盒、剪刀、浆糊、彩色笔。制作方法:①将厚纸用折的方法使其立起来(图一);②将厚纸用卷的方法使其立起来(图二);③将厚纸用插入的方法使其立起来(图三);④在各种立起来的纸上画出各种小动物(图四)。     

趣味几何问题——赤道上的钢丝绳

问题假定地球被一条钢丝绳在赤道上紧紧地箍了起来,假如把这条钢丝绳冷却了1℃,将会发生什么情况?根据热胀冷缩原理。由于冷却的钢丝绳会缩短,假定钢丝绳在收缩过程中没有断裂,那么它将切进地面多深呢?     

会跳动的小兔子

24责编亮子图1材料:厚纸铅丝颜料。2.用厚纸照图(2)剪好,沿虚线摺(zhé)成纸匣,上小下大。圆点处钻孔,朝上的一面画线处用小刀刻下。4.最后将纸匣(xiá)四周粘(zhān)牢,如图(4)。你将右边的摇把转动,小免子就会一上一下地跳动起来。图2图3图4文并图枫叶11.用厚纸照图(1)剪     

紫云英花冠（外三则）

制作方法:将带花的紫云英一根一根缠绕起来(图①),将它编成一个圈,大小以能套在幼儿头部为宜,最后用线扎紧花冠(以免散架)。一个美丽的紫云英花冠就完成了(图②)。紫云英戒指制作方法:将紫云英花的茎部撕开(图③)绑在手指上(图④)。树叶面具制作方法:找一张较     

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…     

求三个物理量之比的好方法——表格法

求三个物理量之比的题目对于学生来说是一大难题。学生用公式法求解时只能逐个相比很难做到全面考虑。用表格法能够很好地解决这类问题。 例1 如图1所示,压路机后轮的半径是前轮半径的3倍,A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点,C为后轮上一点,它离后轮轴的距离是后轮半径的一半,则A、B、C三点的角速度和向心加速度的比值为:     

汽车启动的力学问题

汽车启动后 ,其牵引力F、速度v、加速度a及实际功率P都在变化 ,这些变化是否遵循某种规律 ,现分三个阶段给予剖析。1　匀加速运动阶段设汽车的额定功率为P0 ,阻力恒为 f。汽车刚起动时 ,速度为零 ,根据F =Pv 认为牵引力是无穷大这是不可能的 ,因为汽车牵引力是通过活塞、连杆及齿轮传动装置传递到车轮上 ,这些机械构件的材料牢度决定了汽车的牵引力不可能起过某一个最大值F m。由于Fm 和f恒定 ,根据Fm- f =ma可知汽车这时做匀加速运动 ,汽车速度在增加 ,而实际功率P =Fwv也在增大 ,但始终小于额定功率P0 ,当P =P0 时 ,匀加速阶段就结…