科學,聽起來高深莫測,其實它就在我們身邊。為了讓更多讀者朋友體驗到科學的神奇與魅力,我們開設了“科學課堂”欄目,有專業的老師為各位大小朋友準備了簡單好學的家庭科學實驗,讓我們一起動手學科學吧!
一個物體受靜摩擦力作用而靜止,當用外力試圖使這個物體運動時,外力越大,物體被擠壓得越緊,越不容易運動,即最大靜摩擦力的保護能力越強,這種現象叫自鎖現象。
兩個相互接觸并擠壓的物體,當它們發生相對運動或具有相對運動趨勢時,就會在接觸面上產生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這種力叫作摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。日常生活中最常見的摩擦有靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦三種。
一個物體受靜摩擦力作用而靜止,當用外力試圖使這個物體運動時,外力越大,物體被擠壓得越緊,越不容易運動,即最大靜摩擦力的保護能力越強,這種現象叫自鎖現象。
物體運動所需的條件是在其運動方向上的動力大于阻力,以在水平地面推動箱子為例,推力在產生水平方向動力的同時,也產生向下分力,導致箱子對地面的壓力增加,進而增大地面與箱子之間的摩擦力。如果推力與水平方向的角度過大,則無論用多大的力推箱子,箱子與地面之間的靜摩擦力都會阻止箱子運動,這就是摩擦自鎖。推力在接觸面向上的夾角小于某臨界一角度時,就會發生摩擦自鎖,此時推力越大,靜摩擦力越大,自鎖越牢固。與此類似還有斜面自鎖。
其實摩擦自鎖的現象在我們生活中非常常見,當我們用梯子爬墻的時候,梯子的一端在地面,而另外一端在墻面。如果沒有摩擦力,梯子就會滑落下來。正是因為有了摩擦力,梯子、地面和墻面形成了摩擦自鎖,所以我們才能順著梯子往上爬。木螺釘、自鎖螺絲、螺旋千斤頂等都是使用斜面自鎖原理的例子。另外,沙丘的形狀就與摩擦自鎖有關,機械加工時用于固定工件的夾具利用的也是摩擦自鎖原理。利用摩擦自鎖我們還可以做很多有趣的實驗,本期科學課堂為大家帶來繩子提空瓶的有趣實驗。
◎作者:鐘陽春
# 設計教師:鐘陽春 #
廣東省深圳市龍華區教育科學研究院第二附屬學校
第九屆全國青年科普創新實驗暨作品大賽優秀指導老師
江西省2022年中小學實驗精品課一等獎
中學應用物理綜合實踐活動優秀指導老師
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