苏科版八年级 · 第八章

重力与摩擦力

为什么苹果往下掉?为什么刹车能停下来?
两种无处不在的力。

🍎

实验一:自由落体

两个球同时释放——10kg 重球1kg 轻球。切换空气阻力,观察它们谁先落地。

重球质量
10kg
轻球质量
1kg
时间
0.00s
重球速度
0.0m/s
轻球速度
0.0m/s
g 值
9.8N/kg
伽利略的发现:在没有空气阻力的情况下,所有物体自由下落的加速度相同:g = 9.8 N/kg
重球和轻球同时落地!质量不影响下落快慢。有空气时,轻的受阻力影响更大,会慢一些。
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实验二:斜面上的力

调节斜面角度表面材质,观察重力分解和摩擦力的对抗。当下滑力超过最大静摩擦力,物块就会滑下去。

角度 θ
30°
下滑力 mg sinθ
4.9N
法向力 N
8.5N
摩擦力 f
2.5N
摩擦系数 μ
0.30
状态
静止
斜面角度 30°
斜面力学分析:重力沿斜面分解为两个分力:
下滑力 F下 = mg sinθ 法向力 N = mg cosθ
最大静摩擦力 f = μN = μmg cosθ
mg sinθ > μmg cosθ(即 tanθ > μ)时,物块开始滑动!
🎯

实验三:摩擦力的方向

拖动物块左右移动,观察摩擦力始终与运动方向相反。松手后物块会减速停下——这就是摩擦力在做功。

拖动物块 ←→
运动方向
静止
摩擦力方向
速度
0.0m/s
摩擦力
0.0N
摩擦力三要素:
1. 方向:始终与物体运动方向(或运动趋势方向)相反
2. 大小:滑动摩擦力 f = μN,与接触面粗糙程度和压力有关
3. 效果:使运动物体减速,或阻止静止物体运动
🚗

实验四:刹车距离

调节车速和路面条件,按下刹车按钮。速度越快、路面越滑,刹车距离越长。这就是为什么超速危险

初速度
60km/h
摩擦系数 μ
0.70
刹车距离
m
刹停时间
s
车速 60 km/h
刹车距离公式:d = v² / (2μg)
速度翻倍 → 刹车距离变为 4 倍!(因为 v² 的关系)
μ 减小(路面更滑)→ 刹车距离成倍增加。冰面上 120km/h 刹车要滑 上百米
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本章要点

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