1-3摩擦力

1-3摩擦力

圖片說明：p18.19

•學生踢球：球受力後會開始滾動，但是滾動中的球又會慢慢停下來，表示物體在滾動的過程中應該是受到其他力量的阻擋，而使物體停止運動，而唯一能阻擋球繼續運動的，就只有球所接觸到的地面，可見在球與地面接觸的地方會產生影響球運動的力量。

•摩擦力大小裝置：利用固定角度的斜坡，接下來則把玩具車放到斜坡的最頂端，讓玩具車在鬆手後能因重力自動滑下，而使玩具車在相同的受力條件下開始移動，當玩具車停止移動後，測量玩具車的移動距離，依序在不同的地面進行實驗，比較地面的材質對玩具車移動結果的影響。

討論：

•玩具車的移動距離與地面的材質有什麼關係？

　當地面愈光滑的時候，玩具車的移動距離會比較長；當地面愈粗糙的時候，玩具車的移動距離會較短。

•在玩具車不易移動的地面，要怎麼做才能增加玩具車移動的距離？

　將斜坡的角度增高，使玩具車下滑的速度變快。

圖片說明：p20.21

•運動鞋底部紋路：鞋子底部的紋路設計，就是為了增加摩擦力，保持行走的安全。

•樓梯防滑瓷磚：樓梯的邊緣設置防滑瓷磚，可以增加鞋子和地板間的摩擦力，避免不小心摔倒。

•寶特瓶瓶蓋：寶特瓶瓶蓋上的溝紋，可使瓶蓋表面較粗糙，增加摩擦力，如此即使手溼溼的，也不會因為瓶蓋平滑而無法打開。

•在門栓上油：門栓加潤滑油，使接觸面較光滑，減少摩擦力，開門較省力。

•房屋搬遷：在房子底下墊上鋼管，利用鋼管滾動來搬遷房子，是以滾動摩擦代替滑動摩擦，例如：古埃及人建造金字塔時，就利用樹幹作為滾輪搬運大石頭。

•指紋的生理結構：人體的皮膚係由表皮、真皮與皮下組織所構成，表皮在皮膚的最上層，是一種複層扁平上皮組織，一般厚度為0.07mm至0.12mm。手掌面、手指面及腳底的表皮，係由角質層、透明層、顆粒層、棘狀層及生發層等五層細胞構成的，且其表面呈現複雜、突出的紋線，具有抵抗溜滑作用，以便緊握物體，或於迅速奔跑跳躍時不致於滑跌。

補充資料

※影響摩擦力大小的原因

1、接觸面的性質：接觸面粗糙則摩擦力大，接觸面光滑則摩擦力小。例如：粗砂紙摩擦力較細砂紙大。

2、作用於接觸面的力：接觸面的力愈大，摩擦力愈大，接觸面的力愈小，摩擦力愈小。例如：卡車的重量比小汽車重，所於和地面的作用也相對較大，故卡車較不容易起動。

    物體在平滑的表面會比粗糙的表面容易滑動，這是因為粗糙的表面會增加摩擦力，而摩擦力會使得物體的移動變慢。

※生活中和摩擦力有關的現象和設計

1、汽車的輪胎上有凹凸的紋路，目的就是希望車輪與地面接觸時能增加摩擦力，使車子在柏油路上不會打滑。輪胎的胎紋除了可以增加摩擦力之外，不同的胎紋設計還有不同的功能，例如：公共汽車所使用的輪胎，胎紋為鋸齒狀，可以減少車輛的噪音；農業用的曳引機所使用的輪胎，胎紋為斜牙紋，可以減少泥土和泥漿的黏附。

2、我們手上的指紋就如同車子輪胎的花紋一樣，都可以用來增加摩擦力，方便我們的手指拿起較細小的東西。

3、我們走路時，鞋底對地面向後施力，因摩擦而產生向前的作用力，因此得以行走。如果改在冰面上步行時，則因摩擦力過小而難於走動。

4、拿筷子挾菜時，筷子之表面必須稍微粗糙不宜太光滑，才能靠摩擦力幫忙把菜送入口中。

5、磨刀石與刀子間適當的摩擦力，才能使刀子磨得又快又亮。

6、汽車也是利用輪胎與地面之間的摩擦力而得以行進。當汽車的引擎運轉時，帶動輪子轉動，輪子和地面的接觸點對地面向後施力，因此輪子獲得一向前的摩擦力，推動汽車前進。如果車輪與地面沒有摩擦力，車輪只會在原地轉動而無法前進，所以輪胎上需要有凹凹凸凸的胎紋。

7、有許多機械的設計也都利用摩擦來傳遞動力，例如：汽車內的飛輪是利用皮帶和輪槽間的摩擦來傳動，用於驅動風扇、發電機等。為避免打滑，這些皮帶的內面還鑄成齒狀，以增強摩擦。

8、比賽跑步時所穿的釘鞋，鞋底的釘鞋是為了增加摩擦力，避免跑步時滑倒，並增加向前衝的效果。

9、汽車在雪地行駛時，在輪胎外加掛鐵鍊可以增加摩擦力，鐵鍊的內徑由一組鐵鍊以車輪的圓心固定，摩擦鍊橫跨過輪胎面，以另外一組鐵鍊固定，但鐵鍊結不可以太多，以免車輪太重而無法轉動。

※減少摩擦力的方法

摩擦力的存在，有時會造成生活上的不便，例如：推動重物時需要用較大的力氣，才能克服地面與物體間的摩擦力，使物體移動；機械齒輪會因為摩擦產生損耗，減少機械的使用壽命。

1、增加接觸面的光滑程度，例如：加潤滑油，使接觸面較光滑。

2、以滾動摩擦代替滑動摩擦，例如：古埃及人建造金字塔時，樹幹作為滾輪搬運大石頭；或是伐木時，會在地上鋪上圓木，再利用木馬在圓木上移動裁切好的木頭。

3、採用流線型的設計，減少連動體和流體（水、空氣等）的摩擦，例如：魚的外形、車子的外形。