物理研究性學習開題報告

　　一、選題背景

　　在當代，工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中應用了大量機器。機器的廣泛應用，使摩擦力的影響越來越突出，如何利用有益摩擦及避免有害摩擦是節(jié)省能源的重要途徑，而摩擦力又以各種方式影響人們的日常生活。摩擦力對人類生產(chǎn)、生活的巨大影響引起了我們的興趣，因此我們選擇此課題進行研究。

　　二、研究的目的和意義

　　以日常生活中摩擦力的作用為切入點，運用中學物理所學的有關摩擦力的知識，研究分析摩擦力受何種因素影響，力求得到一些課本所沒有的知識，拓寬知識面，從而加深理解和掌握教材中的有關力學知識。

　　本課題有較強的實踐性，通過組員實驗，研究分析生活實例，能提高自身的動手能力和邏輯思維能力。同時通過寫論文還能提高我們的文字表達能力，而組員間的配合也是對我們的合作精神和組織協(xié)調能力的考驗。

　　三、研究的主要內容

　　1、驗證滑動摩擦力受正壓力及動摩擦力因素影響，并探索其它影響滑動摩擦力的因素。

　　2、研究影響靜摩擦力的因素。

　　3、定性研究物體在流體中的運動時所受的摩擦力。

　　四、研究的主要方法

　　1、文獻研究法 從新浪網(wǎng)、課外書籍中采集資料進行分析研究。

　　2、實驗研究法 通過動手做實驗進行定量研究。

　　五、研究計劃

　　[一]研究步驟

　�。ǖ谝浑A段）：此階段為理論分析階段。明確研究的目的和意義，為接下來的實驗驗證階段確定研究方向。本階段計劃用七周，分以下幾個步驟進行：

　　1、確定研究課題

　　2、查閱文獻資料

　　3、設計研究方案，撰寫開題報告

　�。ǖ诙�階段）：此階段為實驗驗證階段。通過一系列實驗，結合組員間的討論定下論文初稿，再通過指導老師的指導，進行補充修改。最后形成正式的研究報告、論文。本階段計劃用十三周時間，分以下幾個步驟進行：

　　1、進行實驗研究，取得實驗數(shù)據(jù)。

　　2、整理、總結研究結果。

　　3、撰寫論文。

　　4、成果展示。

　　[二]任務分工

　　1、查閱資料：XX

　　2、準備開題報告：XX

　　3、撰寫論文：XX、XX

　　4、成果展示：全體組員

　　六、可行性分析

　　1、課題本身是一個常見的問題。與日常生活密切相關，多種書籍都曾進行探討，有較充分的資料來源，且涉及的力學知識與中學物理教材緊密相連，使我們具備了一定的理論基礎，具有現(xiàn)實性和合理性。

　　2、可利用每周學校研究性學習時間，周末及寒假進行研究活動，時間充足。

　　3、活動所需經(jīng)費不多，活動工具簡單，都能由組員自行解決。

　　4、全體組員對課題有濃厚的興趣以及信心把研究做好。

　　七、預期成果：論文

　　八、成果表達形式：文字

　　影響摩擦力大小的因素

　　在人類生活、生產(chǎn)中，摩擦力無處不在。摩擦力按其性質可分為滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力三種。不同性質的摩擦力，影響其大小的因素亦不相同。我們組選擇了滑動摩擦力和靜摩擦力進行研究，并粗略研究物體在流體中運動時受到的摩擦力。研究至今，已取得一些成果。

　　首先對于滑動摩擦力，從課本中知道它與正壓力成正比。我們組員采取控制變量法，通過實驗準確驗證了在動摩擦因數(shù)一定時，滑動摩擦力與正壓力成正比這一結論。但因為動摩擦因數(shù)較難控制，只粗略驗證了在正壓力一定時，滑動摩擦力與動摩擦力系數(shù)成正比這一結論。由此，我們仍可得出ｆ＝μN這一公式。

　　那么動摩擦因數(shù)由什么決定呢？我們知道動摩擦因數(shù)反映物體表面的粗糙程度，反過來說就是物體表面的粗糙程度決定了動摩擦因數(shù)，而動摩擦力是兩個有不光滑接觸，有相對運動的物體間的相互作用，因此動摩擦因數(shù)也不是單獨由某一物體表面粗糙程度決定的，而是由兩個有相互作用摩擦力的物體的接觸面粗糙程度決定的。

　　假如我們拿一支筆，一段小繩，把繩子纏繞在筆上，我們會發(fā)現(xiàn)繩子纏繞的圈數(shù)越多越難拉動，如果繩子之間有重疊的話，則更是難以拉動。這中間是否存在其它影響摩擦力的因素呢？我們分析得到：繩子在筆上每繞一圈，繩子與筆之間就多了一圈（無數(shù)多個）接觸點，兩者之間的相互作用就多了無數(shù)處，即有更多的地方產(chǎn)生摩擦力，所有的摩擦力疊加在一起，便使合力增大了。若繩子中有重疊，則不止繩子與筆之間，連繩子與繩子之間也會有相互作用，阻礙對方運動。且這時繩子與筆的壓力除直接與筆接觸的繩子的壓力外，也包括繩子與繩子之間的壓力，這樣摩擦力便急劇增大，以致難拉動繩子。生活中，船靠岸時總是用繩子綁住岸上的樁，也是采用多繞幾圈繩子的辦法來增大摩擦力的。但這里面并不包括除正壓力及動摩擦因數(shù)以外的其它影響摩擦力大小的因素。

　　對于靜摩擦力，其產(chǎn)生原因是因為物體間有相對運動的趨勢。而相對運動趨勢產(chǎn)生的原因是有外力作用，因此，產(chǎn)生靜摩擦力的條件不僅包括接觸面不光滑、有正壓力，還需要有外力作用。在不超出最大靜摩擦力的范圍時，外力越大，靜摩擦力越大。一旦超出最大靜摩擦力的范圍，物體便開始運動，靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮ΑＤ敲醋畲箪o摩擦力與什么有關呢？經(jīng)過實驗可知fmax=μN即最大靜摩擦力與靜摩擦因數(shù)和正壓力成正比，其中靜摩擦因數(shù)比動摩擦因數(shù)稍大，因為當外力等于動摩擦力時，物體受力還是平衡的，要使物體運動，就必須增大外力。

　　影響摩擦力大小的因素是固定的，較少的，但其表現(xiàn)形式卻十分多樣化、復雜化、只有充分了解、控制這些因素，才能充分利用有益摩擦，避免有害摩擦，最大程度地改進生產(chǎn)，改善生活。

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