2019高中物理研究性学习课题开题报告

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2019高中物理研究性学习课题开题

报告

题目：影响摩擦力大小的因素

一、选题背景

在当代，工、农业生产活动中应用了大量机器。机器的广泛应用，使摩擦力的影响越来越突出，如何利用有益摩擦及避免有害摩擦是节省能源的重要途径，而摩擦力又以各种方式影响人们的日常生活。摩擦力对人类生产、生活的巨大影响引起了我们的兴趣，因此我们选择此课题进行研究。

二、研究的目的和意义

以日常生活中摩擦力的作用为切入点，运用中学物理所学的有关摩擦力的知识，研究分析摩擦力受何种因素影响，力求得到一些课本所没有的知识，拓宽知识面，从而加深理解和掌握教材中的有关力学知识。

本课题有较强的实践性，通过组员实验，研究分析生活实例，能提高自身的动手能力和逻辑思维能力。同时通过写论文还能提

高我们的文字表达能力，而组员间的配合也是对我们的合作精神和组织协调能力的考验。

三、研究的主要内容

1、验证滑动摩擦力受正压力及动摩擦力因素影响，并探索其它影响滑动摩擦力的因素。

2、研究影响静摩擦力的因素。

3、定性研究物体在流体中的运动时所受的摩擦力。

四、研究的主要方法

1、文献研究法从新浪网、课外书籍中采集资料进行分析研究。

2、实验研究法通过动手做实验进行定量研究。

五、研究计划

[一]研究步骤

(第一阶段)：此阶段为理论分析阶段。明确研究的目的和意义，为接下来的实验验证阶段确定研究方向。本阶段计划用七周，分以下几个步骤进行：

1、确定研究课题

2、查阅文献资料

3、设计研究方案，撰写开题报告

(第二阶段)：此阶段为实验验证阶段。通过一系列实验，结合组员间的讨论定下论文初稿，再通过指导老师的指导，进行补充修改。最后形成正式的研究报告、论文。本阶段计划用十三周时间，分以下几个步骤进行：

1、进行实验研究，取得实验数据。

2、整理、总结研究结果。

3、撰写论文。

4、成果展示。

[二]任务分工

1、查阅资料：xx

2、准备开题报告：xx

3、撰写论文：xx、xx

4、成果展示：全体组员

六、可行性分析

1、课题本身是一个常见的问题。与日常生活密切相关，多种书籍都曾进行探讨，有较充分的资料来源，且涉及的力学知识

与中学物理教材紧密相连，使我们具备了一定的理论基础，具有现实性和合理性。

2、可利用每周学校研究性学习时间，周末及寒假进行研究活动，时间充足。

3、活动所需经费不多，活动工具简单，都能由组员自行解决。

4、全体组员对课题有浓厚的兴趣以及信心把研究做好。

七、预期成果：论文

八、成果表达形式：文字

影响摩擦力大小的因素

在人类生活、生产中，摩擦力无处不在。摩擦力按其性质可分为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力三种。不同性质的摩擦力，影响其大小的因素亦不相同。我们组选择了滑动摩擦力和静摩擦力进行研究，并粗略研究物体在流体中运动时受到的摩擦力。研究至今，已取得一些成果。

首先对于滑动摩擦力，从课本中知道它与正压力成正比。我们组员采取控制变量法，通过实验准确验证了在动摩擦因数一定时，滑动摩擦力与正压力成正比这一结论。但因为动摩擦因数较

难控制，只粗略验证了在正压力一定时，滑动摩擦力与动摩擦力系数成正比这一结论。由此，我们仍可得出f=n这一公式。

那么动摩擦因数由什么决定呢?我们知道动摩擦因数反映物体表面的粗糙程度，反过来说就是物体表面的粗糙程度决定了动摩擦因数，而动摩擦力是两个有不光滑接触，有相对运动的物体间的相互作用，因此动摩擦因数也不是单独由某一物体表面粗糙程度决定的，而是由两个有相互作用摩擦力的物体的接触面粗糙程度决定的。

假如我们拿一支笔，一段小绳，把绳子缠绕在笔上，我们会发现绳子缠绕的圈数越多越难拉动，如果绳子之间有重叠的话，则更是难以拉动。这中间是否存在其它影响摩擦力的因素呢?我们分析得到：绳子在笔上每绕一圈，绳子与笔之间就多了一圈(无数多个)接触点，两者之间的相互作用就多了无数处，即有更多的地方产生摩擦力，所有的摩擦力叠加在一起，便使合力增大了。若绳子中有重叠，则不止绳子与笔之间，连绳子与绳子之间也会有相互作用，阻碍对方运动。且这时绳子与笔的压力除直接与笔接触的绳子的压力外，也包括绳子与绳子之间的压力，这样摩擦力便急剧增大，以致难拉动绳子。生活中，船靠岸时总是用绳子绑住岸上的桩，也是采用多绕几圈绳子的办法来增大摩擦力的。但这里面并不包括除正压力及动摩擦因数以外的其它影响摩擦

力大小的因素。

对于静摩擦力，其产生原因是因为物体间有相对运动的趋势。而相对运动趋势产生的原因是有外力作用，因此，产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力，还需要有外力作用。在不超出最大静摩擦力的范围时，外力越大，静摩擦力越大。一旦超出最大静摩擦力的范围，物体便开始运动，静摩擦力变为滑动摩擦力。那么最大静摩擦力与什么有关呢?经过实验可知fmax=n即最大静摩擦力与静摩擦因数和正压力成正比，其中静摩擦因数比动摩擦因数稍大，因为当外力等于动摩擦力时，物体受力还是平衡的，要使物体运动，就必须增大外力。

影响摩擦力大小的因素是固定的，较少的，但其表现形式却十分多样化、复杂化、只有充分了解、控制这些因素，才能充分利用有益摩擦，避免有害摩擦，最大程度地改进生产，改善生活。