高中生生涯与学科融合规划教育 片段课 物理必修一《摩擦力和阻力》

《摩擦力和阻力》把手按在桌面上下压，你能感受到弹力，用力向前滑动，手有什么感觉？手感受到一种阻碍手掌运动的力，这种力就是摩擦力一、摩擦力1、定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。2、摩擦力的分类摩擦力可分为：滑动摩擦力、静摩擦力如何设计实验来定量研究滑动摩擦力与压力关系呢？2如何搭建实验装置？13需要测量哪些物理量？4如何测量这些物理量？如何处理数据？5选择什么样的物体作为研究对象?设计实验研究对象在木板上运动的木块需要测量压力、滑动摩擦力测量方法实验装置数据处理根据数据作Ff

-F压图像分析实验设计FNmgFFfFN=mg=

F

压压力的大小匀速运动：F=Ff滑动摩擦力的大小通过增减钩码改变接触面间的压力滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比

即：Ff

＝μF

压

μ是比例系数，叫作动摩擦因数。实验表明，不同材料的接触面所得的比例系数不同，所以它的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。实验结论几种材料间的动摩擦因数例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为4.9×103kg。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？

g取10N/kg。例题10手握啤酒瓶，酒瓶能保持静止状态，分析原因：用力水平推木箱，但没有推动，分析原因：静摩擦力相互作用的物体处于相对静止时，是不是也可能存在摩擦力？1、实验器材木块、长木板、弹簧测力计2、实验步骤①把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。测量静摩擦力的实验装置演示：静摩擦力的大小随拉力的变化②逐渐增大拉力F，在增大到一定值之前，木块不会运动，观察弹簧测力计的示数，此种情况下静摩擦力等于拉力。③继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计的示数有什么变化？④用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像。实验结论最大静摩擦力略大于滑动摩擦力滑动摩擦力静摩擦力0<F≤

Fmax科学漫步流体的阻力实验探究：空气阻力与物体形状以及表面积大小的关系实验器材：吹风机、力传感器、悬挂支架、砝码、面积不同的砝码盘、两端开口的塑料桶实验原理：利用吹风机和两端开口的塑料桶模拟风洞、利用力传感器的读数变化探究流动气体对物体的作用力与物体的形状以及面积大小之间的关系。将塑料砝码盘分别按照图1和图2方式放置在悬挂支架上，利用吹风机在砝码盘下方吹气，观察在气流作用下力传感器的变化情况。图1图2实验结论：图1气流对砝码盘的作用力较大，根据运动的相对性，这种形状的物体在运动过程中受到的阻力较大。图2气流对砝码盘的作用力较小，根据运动的相对性，这种形状的物体在运动过程中受到的阻力较小。说明空气阻力的大小与物体的形状有关。实验探究：空气阻力与物体形状以及表面积大小的关系实验一:探究流动气体对物体的作用力与物体的形状的关系。实验探究：空气阻力与物体形状以及表面积大小的关系参照之前图2实验，更换一个比图2大的塑料砝码盘，放置在悬挂支架上，如图3。利用吹风机在砝码盘下方吹气，观察在气流作用下力传感器的变化情况。

图2图3实验二：探究流动气体对物体的作用力与物体的面积大小的关系。实验结论：图2气流对砝码盘的作用力较小。图3气流对砝码盘的作用力较大，说明气流对表面积大的物体作用力更大。根据运动的相对性，表面积大的物体在运动过程中受到的阻力较大。风在图2和图3实验基础上,将吹风机的风力由I级变为II级，通过观察在气流作用下力传感器的变化情况来探究风速对空气阻力的影响。

实验结论：说明物体和气体相对运动的速度对空气阻力的大小有影响。相对运动速度越

大，空气阻力越大。风实验探究：空气阻力与相对运动速度大小的关系实验三：探究物体和气体相对运动的速度与空气阻力的大小的关系职业链接——交通设计工程师1、飞行器设计工程师我国正在向科技创新国家的路线发展，现在有许多飞机制造公司需要飞行器设计方面的人才，而且薪资很高。不仅中国需要，发达国家也需要。飞行器设计工程师是从事飞行器的设计、研究、开发的高级技术人员。他们主要负责分析和解决飞行器设计过程中的实际问题。工作内容：参与飞行器产品研发的全过程，全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造；建立飞行器产品系统仿真数学模型，进行飞行器产品动态过程仿真；分析飞行器产品性能，确定飞行器设计参数并撰写各种相关文档；参与新型支线飞机的风洞试验，进行飞行器的气动分析与设计；设计并与用户协调飞行器产品的测试方法，记录测试过程，分析测试数据及结果；飞行器维护领域的技术开发。工作相关知识技能：掌握数学、力学、机械学、材料科学、电工与电子技术和计算机技术基本知识、飞行器工程基本理论和工程应用等方面知识，能从事飞行器（包括航天器与运载器）总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等。相关大学：工资薪酬:职业链接——交通设计工程师2、轨道车辆工程师《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出：推进城市群都市圈交通一体化，加快城际铁路、市域（郊）铁路建设，构建高速公路环线系统，有序推进城市轨道交通发展。以城际铁路和市域（郊）铁路等轨道交通为骨干，打通各类“断头路”、“瓶颈路”，推动市内市外交通有效衔接和轨道交通“四网融合”，提高都市圈基础设施连接性、贯通性。轨道车辆工程师是掌握城市轨道交通车辆结构、原理等方面的基本知识和技能，能从事城市轨道交通车辆检修、维护（或驾驶）的高级技术应用性专门人才。轨道车辆工程师的工作相关知识技能包括：城市轨道交通概论、工程力学、工程制图、城市轨道交通车辆结构与原理、城市轨道交通车辆电传动、车辆制动、城市轨道车辆检测技术、车辆维修与工艺、电工实验、金工实习、车辆检修（或驾驶）等。轨道车辆工程师这个行业的前景还是不错的，学生毕业后主要从事高速铁路、地铁、和城市轨道交通、厂矿企业铁路等领域中信息和控制方面的研究、设计、开发、系统集成、施工和管理等工作。基本就是铁路局、地铁轻轨等相关部门上班。工资薪酬:3、汽车工程师职业链接——交通设计工程师随着生活水平的提高，汽车已经成为身边越来越普及的交通工具。产销两旺的局面带动了我国的汽车工业的快速发展，按人均汽车保有量来看我国只处于美日等发达国家五六十年代的水平，所以我国汽车产业在未来十到二十年仍有广阔的发展空间，汽车工程师仍是一个热门的就业去向。然而汽车业作为专业制造行业是分工非常细的一个行业。整车系统非常复杂，整个项目的周期又是非常长的（新项目的周期大概是2-3年左右），不要说整车或者发动机，就是单单一个反光镜也要经过一群负责造型、材料、设计、工艺等方面的的工程师通力合作才能完成。所以大众想象中的那种各领域兼修的汽车工程师在现代已经不存在了，“汽车工程师”职位分工更细，更专。工资薪酬:

高校专业高中选考科目北北京航空航天大学飞行器设计与工程物理(1门科目考生必须选考方可报考)北京理工大学飞行器设计与工程物理(1门科目考生必须选考方可报考)北京交通大学车辆工程物理(1门科目考生必须选考方可报考)西南交通大学交通工程物理(1