15浅析摩擦力教学在实际生活中应用

1、15浅析摩擦力教学在实际生活中应用 刘建【摘要】在初三物理摩擦力章节教学中，联系学生生活实际，创设物理情景，用摩擦力章节课本知识，分析在汽车上增大和减小摩擦力的处理方法：汽车运行动力分析; 汽车运行过程中的摩擦力分析；汽车设计中其他增大和减小摩擦力的应用分析。 【关键词】摩擦力 汽车设计 驱动轮胎 增大摩擦 减小摩擦 物理学是一门实验科学，起源于人类对自然与生活的观察与归纳，又在生活中进一步应用和提炼升华。在初三物理摩擦力章节教学中，作为物理教师必须懂得运用相关物理知识，拓宽教学思路，联系学生生活实际，创设物理情景，营造良好的教学氛围，促进物理知识与实际生活的密切联系，下面以汽车运行设计为例，

2、运用摩擦力章节的相关知识，分析在汽车上增大和减小摩擦力的处理方法，以加深学生对摩擦力知识点理解和认识。 一、汽车运行动力分析 众所周知，汽车行驶的动力来源来于汽车的发动机，但发动机的动力仅仅是保证驱动轮胎的转动，真正直接作用于汽车使之改变或保持运动状态的力量，却是来自于汽车轮胎与地面之间的摩擦力，这个摩擦力一般是静摩擦力，只有在轮胎打滑的过程中才会产生滑动摩擦力。地面对轮胎的摩擦力，是维持汽车运动、加速、减速、转向的最直接的作用力。 二、汽车运行过程中的摩擦力分析 （一）汽车启动、加速过程中的摩擦力 汽车启动、加速过程中，驱动轮胎加速转动，轮胎相对地面有向后滑动的趋势，这样地面就会对轮胎产生一

3、个向前的静摩擦力，就是这个与汽车运动方向一致的静摩擦力改变了汽车原来的运动状态，启动或向前加速。 （二）汽车减速、刹车过程中的摩擦力 汽车减速过程中，驱动轮胎和从动轮胎因为缓缓刹车而作减速转动，轮胎相对地面有向前滑动的趋势，这样地面就会对轮胎产生一个与运动方向相反的静摩擦力，就是这个静摩擦力改变了汽车原来的运动状态，让汽车减速。 汽车紧急刹车过程中，汽车驱动轮胎与从动轮胎同时停止转动，轮胎相对地面有向前运动趋势，这样地面就会对轮胎产生一个向后的静摩擦力或滑动摩擦力，就是这个反方向的摩擦力让汽车减速直到停止运动。 （三）汽车匀速行驶过程中的摩擦力 汽车匀速行驶过程中汽车驱动轮胎对地面的作用力和地

4、面给轮胎的静摩擦力维持平衡，是一对平衡力，从而保证汽车匀速运动。 （四）汽车转向过程中的摩擦力： 在汽车转向过程中，由于汽车运动状态的改变，地面对于轮胎会产生一个跟转向切线方向垂直向内的静摩擦力，以这个静摩擦力来充当向心力，从而保证汽车沿弧线转向。 三、汽车设计中其他增大和减小摩擦力的应用分析 （一）增大摩擦的设计实例 车窗玻璃升降器，是靠波轮与玻璃之间的静摩擦力控制玻璃升降，须增加摩擦力大小以免打滑；刹车片与轮毂之间的摩擦力是刹车时让车轮停止转动保证及时止动的，须增大摩擦力；方向盘造型、纹理或真皮方向盘套，是为了增加手抓方向盘的摩擦力；油门、刹车脚踏的起伏纹理是为了增加鞋底和脚踏的摩擦力，以

5、免加油门和刹车时打滑；汽车轮胎纹理凹凸造型，是为了增加轮胎和地面之间的摩擦力设计的。 （二）减小摩擦的设计实例 车轮转动需要减小摩擦力，内部的轴承设计就是用滚动摩擦减小摩擦损耗；气缸活塞运动过程中不断加轮滑油，也是为了减小摩擦力、降低动力损耗；汽车运行中发动机、传动齿轮、轮胎、轴承等传动过程中会有一些一些动力损耗，是因为内部的摩擦力造成的，所以齿轮、轴承等要加润滑油，以减小摩擦、减小动力损耗；行进中的汽车，还会受到空气等给车身的一些摩擦阻碍，这个要靠设计汽车车身流线造型和改良车身外部涂层来减小摩擦；雨刮器不能在玻璃干燥的情况下使用，是因为雨刮器橡胶皮条在干燥的玻璃上滑动时摩擦力太大，会损坏雨刮，所以要在喷洒剥离液的情况下使用 汽车的设计和行驶过程离不开摩擦力，摩擦力有三种：滑动摩擦力，静摩擦力，滚动摩擦力。几种摩擦力在汽车行驶中究竟扮演着不同的角色，有的需要增大摩擦力，有的需要减小摩擦力。而学生常常认为摩擦力是汽车前进的阻力，是不好的，需要克服，这是一种错误的认识，通过对摩擦力在汽车设计及运行中的分析，加深学生对摩擦力的认识，进一步深入认识摩擦力、合理运用摩擦力。 在汽车已走进千家万户的今天，了解摩擦力在汽车设计中的应用，是非常有必要的。 参考文献 1喻凡. 汽车动力学及其控制.