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冰壶比赛疯狂擦地

2022-04-22

科学大观园 2022年7期
关键词:测力计冰壶洗洁精

冬奥会冰壶比赛上,运动员为什么要拿刷子疯狂擦地?这其实涉及的是摩擦力问题。

摩擦力由互相接触的两个表面凹凸不平而引起。当一个物体在另一个物体上滑动时,两个物体凸起的部分相互“咬合”在一起,阻碍运动的发生。

看似简单的“擦地板”,其实是比赛成败的关键。在冰壶的前方使劲摩擦冰面,目的是让冰面形成一层水膜,从而降低冰壶和冰面摩擦力,进而改变冰壶的运动方向和速度。不同频率的摩擦,冰表面的温度及水膜厚度也不同,擦得越用力,冰面融化得越多,也就更利于滑行。

生活中,摩擦力无处不在。我们身上穿的大部分针织衣物,是依靠线与线之间的摩擦力织成;洗衣机工作时,涡轮带动水的转动,水与衣服间的摩擦带走了衣服上的污渍;用笔写字,笔尖与纸摩擦,才能在纸上书写;用拖把擦地、用布擦桌子、用板擦擦黑板都要靠摩擦力才能完成;小提琴需要手指、琴弦、琴弓等相应配件的摩擦,才能发出美妙的音乐;风吹过海面时,风对海面的摩擦力以及风对海浪迎风面施加的压力,迫使海水向前移动,形成了风海流等现象……

摩擦力可分为静摩擦力、滑动摩擦力及滚动摩擦力。例如,人行走靠鞋底与地面间的静摩擦力;用刀切割物品,物品与刀之间存在滑动摩擦力;足球、篮球、铅球等在地上滚动时与地面间是滚动摩擦力。

人们在日常生产生活中不但依赖摩擦,而且还会设法增加有益摩擦。若要增大有益摩擦,可以用增大接触面的粗糙程度、增大正压力等方法。例如饮料瓶的瓶身及瓶盖上刻有凹凸条纹,便于手抓握;汽车在冰道上行驶时,路面撒些炉渣、沙子或者在车的轮胎上缚防滑链,可以防止车辆打滑;急刹车时,刹车捏得越紧刹车皮对钢圈的压力就越大,两者间的摩擦力也就越大。

若要减少有害摩擦,可以采取减小正压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面分开等方法。例如车轮轴上裝有滚动轴承,传送带的转轴处要经常加润滑油,皮带经常要打皮带蜡,气垫船、磁悬浮列车依靠气垫减少摩擦力等。

不过有时候,摩擦力也确实给我们带来些麻烦。如各种机械和车辆内部有很多转动和滑动的部件,它们转时由于摩擦而使机器发热,甚至把机器毁坏。汽车行驶过程中,大约有20%的功率要用来克服各零部件的摩擦。生活中,我们应尽可能减少摩擦所带来的损害,合理利用摩擦。

下面我们来做有关摩擦力的小实验

[器材准备]

弹簧测力计、空茶叶罐、满瓶的洗洁精、毛巾、杂志、筷子、米、空矿泉水瓶、绳索、纸筒、硬壳纸、硬币、铁锤、钉子、剪刀、5升油若干瓶。

[谁更费力 ]

空茶叶罐侧边用铁锤、钉子打个小孔,穿上绳索。用测力计先后拉着空茶叶罐、装有1满瓶洗洁精的茶叶罐、装有2满瓶洗洁精的茶叶罐在桌面上滑行,然后,再拉着装有2满瓶洗洁精的茶叶罐在毛巾面上滑行,感受力的大小,观察测力计示数。

[筷子提米]

空矿泉水瓶装满米并压紧实,一根筷子从瓶口中央直插到底,就可轻松地提起一瓶米了。

[速找重心]

一根筷子平放左右两食指上,两食指相互靠近,当两食指合拢时的位置就是筷子重心所在。

[纸侧立币]

硬币想静止在竖直立起的硬壳纸上方侧线上,挺有难度。但把纸对折下,硬币立在v形口上很容易。用两手缓慢把v形纸展开平整,硬币就立在纸上方侧线上了。

[难分难舍]

将两本杂志的每一页书页都交叉重叠在一起,当你双手向外拉书本时,根本拉不开。借助绳索两边各吊5升油2瓶,书本也纹丝不动。

[听话圆筒]

空矿泉水瓶剪去瓶口部分,侧面用剪刀剪两个正对着的小孔,纸筒放入其中,用绳索穿过两个小孔,内部绳索要绕过纸筒侧面。两手分别握住绳索两端,竖直放置。当拉紧绳子,圆筒停在空中。放松绳子,圆筒往下掉。

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