全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽獲獎(jiǎng)作品選(二) (論文類) 物理學(xué)科論文 對(duì)自行車前后輪受摩擦力方向的研究 湖北省黃石市第七中學(xué)徐晶晶 輔導(dǎo)教師 徐艷紅 (全國(guó)一等獎(jiǎng)) 摘要:在研究性學(xué)習(xí)課中,我在徐艷紅老師指導(dǎo)下進(jìn)行了對(duì)自行車前后輪受地面摩擦力方向的實(shí)驗(yàn)研究,經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)探索和思考,我總結(jié)出六種有趣有效的判斷方法,并充分認(rèn)識(shí)到摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。
自行車能前進(jìn)靠的是地面的摩擦力。我們要了解自行車的運(yùn)動(dòng)原理,首先就要了解當(dāng)我們騎自行車沿直線正常前進(jìn)時(shí),地面對(duì)車輪的摩擦力情況。
用怎樣的方法,能夠判斷出地面對(duì)車前后輪的摩擦力方向呢?在研究性學(xué)習(xí)課中,我們以此為課題進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)研究。以下是我們總結(jié)出的幾種實(shí)驗(yàn)判斷方法,非常有趣和有效。
一、打滑判斷法 寒冷的冬天,讓自行車行駛在冰面上,由于冰的表面很光滑,車難以向前運(yùn)動(dòng),而只是在原地打滑,我們發(fā)現(xiàn)車傾倒之前,只有后輪在原地打滑,而前輪并不旋轉(zhuǎn)打滑。可見,后輪是主動(dòng)向后“蹭”地面,所以地面對(duì)后輪的摩擦力方向是向前;而前輪,除非當(dāng)自行車向前運(yùn)動(dòng)時(shí)地面會(huì)“主動(dòng)”去“蹭”前輪,才能使它轉(zhuǎn)動(dòng),可以看出地面對(duì)前輪的摩擦力向后。
二、“沙中受阻”判斷法 讓一個(gè)同學(xué)騎自行車在操場(chǎng)上的跳遠(yuǎn)沙坑中行駛,由于沙較深(約15cm),車輪會(huì)陷入沙中使行車?yán)щy,當(dāng)車停止向前運(yùn)動(dòng)以后,由于騎車人繼續(xù)奮力蹬車,旋轉(zhuǎn)的后輪使它底下的沙子不斷向后甩出,可見后輪對(duì)地面的摩擦力方向是向后的,根據(jù)牛頓第三定律,當(dāng)然地面對(duì)后輪的摩擦力方向是向前的。 我們還觀察到,車受阻后,前輪并不轉(zhuǎn)動(dòng),可見它的情況與后輪不一樣:自行車行駛時(shí),前輪受到地面給它的摩擦力方向是向后。
三、“膠布卷邊”判斷法 在車的前、后橡膠輪胎外側(cè)(輪胎上能夠反復(fù)接觸到地面的部位)各牢牢貼上一塊醫(yī)用膠布,在自行車向前行駛一段路程后,我們檢察膠布,發(fā)現(xiàn)后輪所貼膠布是先挨地的一端起了卷邊,而前輪所貼膠布是后挨地的一端起了卷邊。可以想到,因?yàn)榈孛鎸?duì)后輪具有方向向前的摩擦力,對(duì)前輪具有方向向后的摩擦力,所以才有這樣的結(jié)果。
四、“雜技聯(lián)想”判斷法 雜技高手可以使前輪騰空,只靠后輪著地向前行駛,只要他一直踩踏板,車就會(huì)一直向前,甚至可以加速,可見地面對(duì)后輪的摩擦力是向前。但是如果換成后輪騰空、前輪著地行駛,即使他一直踩踏板,自行車也會(huì)慢慢地停下,可見地面對(duì)前輪的摩擦力是向后。
在這里要注意,因?yàn)樘ぐ遢S鏈條是與后輪軸連接的,所以有這兩種不同情況。 五、車輪“長(zhǎng)”毛設(shè)想法 如果將軟毛的刷子有毛的一面朝下,在桌面上拖動(dòng),那么軟毛伏倒的方向,就能表明毛刷受摩擦力的方向。
設(shè)想自行車前、后輪表面“長(zhǎng)”滿一圈短短的絨毛,那么這些絨毛在地面摩擦力作用下會(huì)倒向哪個(gè)方向呢?可想而知,前輪上一圈毛倒伏方向與后輪上一圈毛倒伏方向相反,如圖1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與圖1相符呢?(本文為敘述方便,將后輪的毛倒伏方向稱為順時(shí)針方向,前輪的毛倒伏方向稱為逆時(shí)針方向。)
1.我們用萬能膠將兩小塊毛皮都按順時(shí)針的毛方向分別粘牢在自行車前、后輪上。經(jīng)過騎一段路程后發(fā)現(xiàn),后輪順時(shí)針的毛依然服帖,而前輪上原來順時(shí)針的毛顯出不那么服帖。
2.我們用萬能膠將兩小塊毛皮都按逆時(shí)針的毛方向分別粘牢在自行車前、后輪上。經(jīng)過騎一段路程后發(fā)現(xiàn),這次是前輪逆時(shí)針的毛依然服帖,而后輪上原來逆時(shí)針的毛顯出不那么服帖。
兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果印證了設(shè)想的圖1的結(jié)果,說明了自行車前、后輪受到地面摩擦力方向分別是向后和向前。六、“主動(dòng)、從動(dòng)輪”直接判斷法 觀察普通的自行車,后輪胎是主動(dòng)輪(它與踏板軸的鏈條連接),是能“主動(dòng)”旋轉(zhuǎn)的輪子,是使得自行車前進(jìn)的“動(dòng)力之源”:而前輪是從動(dòng)輪,是“被迫”旋轉(zhuǎn)的,起輔助行駛和輔助平衡的作用。
主動(dòng)輪受地面摩擦力方向是與車運(yùn)動(dòng)方向相同(向前),從動(dòng)輪受地面摩擦力方向是與車運(yùn)動(dòng)方向相反(向后)。以上六種方法,是我們?cè)陂_展研究性活動(dòng)課中,通過自己觀察實(shí)驗(yàn)得出來的。
用類似的方法,我們還研究了汽車行駛時(shí)前、后輪受地面摩擦力的方向,人行走時(shí)前、后腳受地面摩擦力的方向等等,充分認(rèn)識(shí)到摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。開展研究性學(xué)習(xí),既有趣又有效,同學(xué)們開動(dòng)腦筋,思維活躍,比坐在教室里光是聽老師講效果要好得多,我們的思維能力和創(chuàng)新能力得到很大的提高。
注:黃石七中徐晶晶已于2004年保送到武漢大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)。
項(xiàng)目名稱 馨動(dòng)力藝術(shù)理療有限責(zé)任公司 團(tuán)隊(duì)名稱 “馨動(dòng)力”團(tuán)隊(duì) 所屬高校 河南大學(xué) 團(tuán)隊(duì)介紹 本公司創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)全部為河南大學(xué)碩士研究生,來自于音樂、美術(shù)、會(huì)計(jì)、管理等多個(gè)專業(yè),都具有豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)和良好的專業(yè)素養(yǎng)。
跨學(xué)科、專業(yè)化實(shí)踐能力強(qiáng)是我們最突出的優(yōu)勢(shì)。團(tuán)隊(duì)在第四屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽中以優(yōu)異的成績(jī)獲得金獎(jiǎng)第一名的佳績(jī)。
負(fù)責(zé)人簡(jiǎn)歷 馬利霞,2004級(jí)美術(shù)學(xué)專業(yè)國(guó)畫方向碩士研究生。1996-2000年就讀于河南大學(xué)藝術(shù)學(xué)院。
2000-2004年在鄭州九中工作,國(guó)畫作品多次在國(guó)家級(jí)、省級(jí)美展獲獎(jiǎng),現(xiàn)為河南省美術(shù)家協(xié)會(huì)會(huì)員。在CN專業(yè)期刊發(fā)表專業(yè)論文多篇。
2004年就讀于河南大學(xué)藝術(shù)學(xué)院。現(xiàn)擔(dān)任藝術(shù)學(xué)院研究生會(huì)主席。
中國(guó)其實(shí)有很多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,知名的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽也是不少的。
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽有很多,但是行業(yè)不同,比賽的形式,規(guī)則等都是有所不同的。最近在準(zhǔn)備的互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新大賽,這是一個(gè)面向全國(guó)范圍內(nèi)的,面向全社會(huì)的賽事,無論是初創(chuàng)公司還是團(tuán)隊(duì),個(gè)人都可以參賽,還有相當(dāng)大的可能會(huì)獲得融資。
我這邊是出于為自己的項(xiàng)目融資的目的參賽的,你這邊如果參賽的話,還是要明確自己的需求點(diǎn)。“匯新杯”新興科技+互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新大賽由工信部工業(yè)文化發(fā)展中心與匯新云平臺(tái)聯(lián)合籌辦本次大賽,大力發(fā)展新興科技,用科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)模式的革新來促進(jìn)行業(yè)領(lǐng)域的業(yè)升級(jí);推動(dòng)大數(shù)據(jù)、人工智能、科技文化藝術(shù)、科技公益慈善等前沿新興科技與互聯(lián) 網(wǎng)+實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合;同時(shí),通過大賽激發(fā)大學(xué)生、社會(huì)進(jìn)步 青年、科技人員、科研團(tuán)體和中小微企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情,提升 社會(huì)創(chuàng)業(yè)就業(yè)質(zhì)量,構(gòu)建公共文化新格局,傳遞社會(huì)公益力量, 推動(dòng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)。
此次大賽還將設(shè)立高校畢業(yè)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)公益體系,利用大賽所融合的社會(huì)資源培養(yǎng)新時(shí)代大學(xué)生的創(chuàng)業(yè)就業(yè)能力。
當(dāng)然,要?jiǎng)?chuàng)業(yè),最需要的就是創(chuàng)新精神!
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,
一般人們治療近視眼,用的是什么方式呢?不外乎就是近視眼鏡、、
這就是慣常的思維,而你要做的,就是打破這個(gè)規(guī)律。
試試看通過食物治療近視。
什么食物?需要你自己去好好研究。
又比如,一些小眾群體,如殘疾人、性格缺陷的人需要什么?市場(chǎng)上的商品只是滿足了大眾需求,對(duì)他們卻沒有兼顧周到。你也可以想想有什么法子可以幫助他們。
再比如,人們不可能一整天都看電視,節(jié)目他們很可能錯(cuò)過了,但有沒有什么方法可以彌補(bǔ)呢?電視可不可以預(yù)先存儲(chǔ)節(jié)目?或者是智能化,在設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)開機(jī)、自動(dòng)切換到設(shè)定的頻道、自動(dòng)錄制節(jié)目、存儲(chǔ)。錄制完畢檢查時(shí)間段。然后自動(dòng)關(guān)機(jī)。。
你說到你是學(xué)建筑的,你可不可以設(shè)計(jì)一種全新的理念:自動(dòng)調(diào)節(jié)房屋的溫度,以至于人們可以舍棄空調(diào)、節(jié)約了電能。
或者可拆卸式、自己進(jìn)行DIY的房屋?
記住,創(chuàng)新的本質(zhì)是為了給人們提供更好的服務(wù)體驗(yàn)。
最好的服務(wù)就是不要服務(wù)。
聲明:本網(wǎng)站尊重并保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán),根據(jù)《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》,如果我們轉(zhuǎn)載的作品侵犯了您的權(quán)利,請(qǐng)?jiān)谝粋€(gè)月內(nèi)通知我們,我們會(huì)及時(shí)刪除。
蜀ICP備2020033479號(hào)-4 Copyright ? 2016 學(xué)習(xí)鳥. 頁面生成時(shí)間:1.964秒