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令人頭疼的摩擦力之四——人走路和騎腳踏車的摩擦力分析

人走路的時候,一般是一隻腳提起來,另一隻腳向後蹬,那麼到底是什麼樣的力使人運動呢?今天我們就來看一看這個問題。

人走路時總有一隻腳和地接觸,並且向後蹬,腳蹬地時對地擠壓,以地為參照物,腳蹬地的方向是向後的,即腳有一個向後運動的趨勢,所以腳受到的摩擦力向前,人在這個力的作用下向前運動。在這裡,大家注意的是,這個摩擦力是靜摩擦力,因為受力物體腳和施力物體地面,準確的說是腳和地面接觸的部分,並沒有相對運動。在前面,我們已經闡述過受力物體運動與否和他是否有相對運動,是兩個截然不同的概念,這個方便大家千萬要注意。而空中的那隻腳落地時受到的摩擦力一般向後,否則的話人會一直加速。這個方面我們後續會再談這個問題。

判定摩擦力方向的“四步法”如下:

1、找出摩擦力的施力物體。

2、選擇此施力物體為參照物。

3、判斷受力物體的相對施力物體運動方向或相對施力物體的運動趨勢方向。

4、用“相反”確定摩擦力的方向。

和人走路類似,當腳踏車在平直公路上勻速前進時,前後輪受到的摩擦力方向:腳踏車是後輪驅動的,在運動前是人瞪腳踏板,透過鏈條帶動後輪相對地面(參照物)向後轉動,因此,地面對後輪的摩擦力方向向前,從而推動整個腳踏車向前運動,此時前輪相對於地面(參照物)向前運動,所以,前輪受到地面的摩擦力的方向向後。

當人不用力蹬車前進時,前後輪都隨著車靠慣性相對地面向前進的,這時,前後輪受到的摩擦力都是向後的,從而阻礙腳踏車的運動,因此越來越慢。

有的小夥伴可能對上面的分析還不是非常理解,我們還可以換另外一種思路來看一下。不管人或者車向前走的時候,我們都相當於把地面當成一個靜止的物體來進行分析。現在我們把人或者車向前走的時候,把人或者車當成靜止的物體,而施力物體地面當成向後運動的物體,也就是說,把施力物體當成一個向後運動的物體來進行分析。很顯然,當車或者人不走的時候,那麼他們的運動趨勢是向前的運動趨勢,所以他們所受的靜摩擦力向後,也就是空中的那隻腳,或者腳踏車的前輪受到的靜摩擦力是向後的啊,同時也可以這樣說,就是說兩隻腳不動,或者是腳踏車,我們不登的時候,我們受到的靜摩擦力是向後的,與我們日常生活認知是完全一致的。而當我們用腳向後蹬或者騎腳踏車,用力蹬腳踏車後輪的時候,那麼,此時向後蹬的腳或者向後蹬的車輪,他們的運動趨勢是向後的,所以說他們此時受到的摩擦力應該向前,這就是人或者腳踏車向前走的時候所受到的向前的摩擦力。總之,大家不管用哪一種方法,分析的時候一定要明確這樣一個事實,那就是當你在向後蹬的時候,你相對於地面的運動趨勢是向後的,而不能把他想成當你向後蹬的時候,你似乎好像要往前走一樣,或者,好像你有向前的運動趨勢,這是完全錯誤的。各位小夥伴,可以試想,假如說地面沒有摩擦力的話,或者說地面非常光滑的時候,你的腳往後蹬腳,是不是在往後面走啊?這是不是也可以說明腳在向後蹬的時候,確實是有向後的運動趨勢呢?

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分類: 娛樂
時間: 2021-12-06

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