剖析车轮与地面的摩擦力方向.docx

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1、剖析车轮与地面的摩擦力方向自行车、拖拉机、汽车等交通工具在地面上行驶时，牵引力来自于哪里？这是同学们感到很头痛的一个问题。这些交通工具在路面上行驶时，并不需要在前面用一个东西来拉或在车后用一个东西来推（车子出故障时例外）。那么，它们的牵引力到底来自于哪里呢？下面我们一起来做一个实验。实验器材：一辆装有电池的电动玩具车，一些细河砂。实验过程：在水平桌面上用河砂铺一条长30cm、宽20cm、厚InIm左右的道路。将电动玩具车的电源翻开，这时车的后轮就转动起来了沿顺时针方向）。用手拿着玩具车，先让车的后轮与路面接触，这时同学们便可看到与后轮接触的路面上的砂粒会不断向后面飞溅如上图1所示），不一会儿，

2、砂粒就在轮子后面堆积了一个小山包，而轮子与路面的接触处却被刨下一个坑。用手拿着小车，使其前轮与地面接触，用力向前推动小车由于前轮本身不会转动），这时虽能看到前轮会转动，但发现与前轮接触处的砂粒被推向了前方，同样形成了比其它地方高的砂堆（如上图2的B处所示）。现象分析:在图1中，由于与后轮接触处的砂粒往后运动，说明后轮的接触处是向后推动砂粒1路面）的。根据物体间力的作用是相互的，砂粒路面）就向前推动轮子的接触处，故后轮受到地面的摩擦是向前的，这个摩擦力就是我们平常所说的车子的牵引力。在图2中，由于前轮将接触处的的砂粒往前推，说明前轮是向前推路面，所以，路面就一定是向后推前轮（即地面对前轮的摩擦力

3、是向后的），因而前轮也就沿顺时针方向转动To可见，小车在地面上行驶时，前轮受的摩擦力是向后的（是阻力），而后轮受到地面的摩擦力是向前的（是动力），也就是车子的牵引力。如果我们不开动玩具车的电源，而直接用手推动车子在砂面上运动，这时会看到前、后轮都将接触处的砂粒往前推如图3所示），使得轮子前面的砂粒高于其它地方。这时，小车前、后轮受到地面的摩擦都是向后的。由此可见，当车轮在没有外力（指发动机、电动机或其它动力带动）驱使它转动时，所受地面的摩擦都是向后的，都是阻力。比方人推着自行车行走、在路面上滑行的汽车，前、后轮受到地面的摩擦力都是向后的；当人骑着自行车向前行驶、或汽车启动正常行驶，前轮受的摩擦力都向后，后轮受到地面的摩擦力都向前，而拖拉机（6个轮子）在行驶时，只有中间的那两个大轮子受地面的摩擦才是向前的，其余4个轮子受的摩擦都是向后的。特别值得注意的是，有些汽车（赛车）现在是采用四轮驱动的，所以，在行驶中每个轮子所受地面的摩擦都是向前的，即都是动力。