展示汽车( 或 自行车)后轮受到地面摩擦力的方向 的实验 荥经县严道一中 杨利彬 初中物理教学中,对汽车(自行车)运动时受到的摩擦力的方向如何,这个问题在现行的中学物理教材中未予系统地阐明,仅指出:汽车在水平方向所受的作用力为向前的牵引力和向后的阻力,但没有说明什么是牵引力,什么是阻力。因而,学生们常常认为摩擦力是汽车前进的阻力,由发动机产生汽车前进的动力,认为人走路时地面对鞋底的摩擦力是阻碍人前进的力等等,这些观点显然是不正确的,这对培养学生正确的思考方式和思维习惯是有害的。为了帮助学生更好的认识摩擦力的概念,我们设计了以下实验: 实验目的:展示汽车前后轮受到摩擦力的方向 实验器材:玩具汽车(带飞轮储能),塑料泡沫板,铅笔 实验原理:利用“力是作用是相互的”展示汽车前后轮受力的方向。 实验设计: 1.将若干支圆头铅笔并排放置在水平桌面上,在上方放置一块泡沫塑料板。 2.先将玩具汽车在桌面上向同一方向摩擦几下(注意用力不用太猛),使其具有向前运动的动力,然后将小车轻轻的平放在泡沫塑料板上,观察泡沫塑料板的运动方向。 3.通过观察会发现在小车“向前”运动的同时泡沫塑料板“向后”运动。利用“力的作用是相互的”这一定律我们可以说明汽车后轮受地面的摩擦力的方向是向前的。 实验设计图如下 实验说明: 1.真实的汽车,一般是后轮驱动,即后轮胎是主动轮,是能“主动”旋转的轮子,是使得汽车前进的“动力之源”:而前轮是从动轮,是“被迫”旋转的,起辅助行驶和辅助平衡并起导向的作用。主动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相同(向前),从动轮受地面摩擦力方向是与车运动方向相反(向后)。 2.实验中的小车是用惯性玩具汽车模拟真实的汽车,已进行了部分改进,如:我用橡皮泥增加了配重(即增大了小车的重量)从而增大了小车与塑料泡沫板之间的摩擦力,便于实验展示和观察。还可以根据需要将汽车改为前驱车、后驱车或四驱车。 3.本实验的优点:器材简单易于准备,易于推广。现象明显,易于理解。 4.本实验的缺点:只能判定后轮摩擦力的方向,也不能探究摩擦力的大小,所以本实验只适用于展示说明。 小车运动方向 泡沫板运动方