科学,听起来高深莫测,其实它就在我们身边。为了让更多读者朋友体验到科学的神奇与魅力,我们开设了“科学课堂”栏目,有专业的老师为各位大小朋友准备了简单好学的家庭科学实验,让我们一起动手学科学吧!
一个物体受静摩擦力作用而静止,当用外力试图使这个物体运动时,外力越大,物体被挤压得越紧,越不容易运动,即最大静摩擦力的保护能力越强,这种现象叫自锁现象。
两个相互接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫作摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。日常生活中最常见的摩擦有静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三种。
一个物体受静摩擦力作用而静止,当用外力试图使这个物体运动时,外力越大,物体被挤压得越紧,越不容易运动,即最大静摩擦力的保护能力越强,这种现象叫自锁现象。
物体运动所需的条件是在其运动方向上的动力大于阻力,以在水平地面推动箱子为例,推力在产生水平方向动力的同时,也产生向下分力,导致箱子对地面的压力增加,进而增大地面与箱子之间的摩擦力。如果推力与水平方向的角度过大,则无论用多大的力推箱子,箱子与地面之间的静摩擦力都会阻止箱子运动,这就是摩擦自锁。推力在接触面向上的夹角小于某临界一角度时,就会发生摩擦自锁,此时推力越大,静摩擦力越大,自锁越牢固。与此类似还有斜面自锁。
其实摩擦自锁的现象在我们生活中非常常见,当我们用梯子爬墙的时候,梯子的一端在地面,而另外一端在墙面。如果没有摩擦力,梯子就会滑落下来。正是因为有了摩擦力,梯子、地面和墙面形成了摩擦自锁,所以我们才能顺着梯子往上爬。木螺钉、自锁螺丝、螺旋千斤顶等都是使用斜面自锁原理的例子。另外,沙丘的形状就与摩擦自锁有关,机械加工时用于固定工件的夹具利用的也是摩擦自锁原理。利用摩擦自锁我们还可以做很多有趣的实验,本期科学课堂为大家带来绳子提空瓶的有趣实验。
◎作者:钟阳春
# 设计教师:钟阳春 #
广东省深圳市龙华区教育科学研究院第二附属学校
第九届全国青年科普创新实验暨作品大赛优秀指导老师
江西省2022年中小学实验精品课一等奖
中学应用物理综合实践活动优秀指导老师
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