拓展创新
冰刀的智慧
冰刀是冰上运动的核心装备之一,速度滑冰、花样滑冰、冰球运动都离不开冰刀。如图 8.1 - 10 所示,冰刀的刀刃是锋利的,甚至说是比较危险的。既然危险,为什么要把冰刀做得这么锋利呢?

简单来说,冰刀设计得很薄,站立时刀刃嵌入冰里,是为了增大蹬冰启动、加速时的抓地力。除此之外,冰刀之所以做得锋利,是为了减小滑动过程中的摩擦力。滑冰时,冰面在冰刀的压力下会化成水,形成具有润滑作用的水膜,使两个接触的表面分开,从而减小摩擦。当冰刀划过冰面后,因为冰刀对冰面压强的消失,熔化后的水又迅速结成冰。
小冰刀隐藏着大智慧,当然,同学们在滑冰时也一定要注意安全。
阅读短文后,回答下面的问题。
(1) 滑冰运动员在启动时要用力向后蹬冰,请用物理知识解释这个现象。
(2) 用所学的物理知识解释冰刀是采用什么方法增大对冰面压强从而嵌入冰中的。除此之外,你还有什么方法可以增大压强?请列举一个实例说明你的方法在生活中的应用。
(3) 通过阅读可知:使两个接触的表面分开,能减小摩擦力。请试着列举一例这个方法在生产生活中的应用。
冰刀的智慧
冰刀是冰上运动的核心装备之一,速度滑冰、花样滑冰、冰球运动都离不开冰刀。如图 8.1 - 10 所示,冰刀的刀刃是锋利的,甚至说是比较危险的。既然危险,为什么要把冰刀做得这么锋利呢?
简单来说,冰刀设计得很薄,站立时刀刃嵌入冰里,是为了增大蹬冰启动、加速时的抓地力。除此之外,冰刀之所以做得锋利,是为了减小滑动过程中的摩擦力。滑冰时,冰面在冰刀的压力下会化成水,形成具有润滑作用的水膜,使两个接触的表面分开,从而减小摩擦。当冰刀划过冰面后,因为冰刀对冰面压强的消失,熔化后的水又迅速结成冰。
小冰刀隐藏着大智慧,当然,同学们在滑冰时也一定要注意安全。
阅读短文后,回答下面的问题。
(1) 滑冰运动员在启动时要用力向后蹬冰,请用物理知识解释这个现象。
(2) 用所学的物理知识解释冰刀是采用什么方法增大对冰面压强从而嵌入冰中的。除此之外,你还有什么方法可以增大压强?请列举一个实例说明你的方法在生活中的应用。
(3) 通过阅读可知:使两个接触的表面分开,能减小摩擦力。请试着列举一例这个方法在生产生活中的应用。
答案
解:物体间力的作用是相互的,滑冰运动员用力向后蹬冰,冰会给运动员一个向前的反作用力;同时力可以改变物体的运动状态,这个反作用力使运动员由静止变为运动,从而向前启动。
解:冰刀是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大对冰面的压强,从而嵌入冰中。
另一种增大压强的方法是在受力面积一定时,增大压力,例如:压路机的碾轮质量很大,通过增大压力来增大对地面的压强。
例如:给机器的转动部位加润滑油,使接触面之间形成油膜,将接触面分开,减小摩擦力;磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车与轨道分开,减小摩擦力。
解:冰刀是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大对冰面的压强,从而嵌入冰中。
另一种增大压强的方法是在受力面积一定时,增大压力,例如:压路机的碾轮质量很大,通过增大压力来增大对地面的压强。
例如:给机器的转动部位加润滑油,使接触面之间形成油膜,将接触面分开,减小摩擦力;磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车与轨道分开,减小摩擦力。
解析
【解析】
(1) 根据力的作用是相互的原理,滑冰运动员用力向后蹬冰时,冰会对运动员施加一个向前的反作用力;同时力可以改变物体的运动状态,这个向前的反作用力使运动员由静止变为运动,从而实现向前启动。
(2) 冰刀是在压力一定时,通过减小受力面积的方式增大对冰面的压强,从而嵌入冰中。增大压强的另一种方法是在受力面积一定时,增大压力,例如压路机的碾轮质量很大,就是通过增大压力来增大对地面的压强。
(3) 使两个接触表面分开减小摩擦力的实例:给机器的转动部位加润滑油,使接触面之间形成油膜,将接触面分开,减小摩擦力;或磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车与轨道分开,减小摩擦力。
【答案】
(1) 物体间力的作用是相互的,滑冰运动员用力向后蹬冰,冰会给运动员一个向前的反作用力;同时力可以改变物体的运动状态,这个反作用力使运动员由静止变为运动,从而向前启动。
(2) 冰刀是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大对冰面的压强,从而嵌入冰中。另一种增大压强的方法是在受力面积一定时,增大压力,例如压路机的碾轮质量很大,通过增大压力来增大对地面的压强。
(3) 示例:给机器的转动部位加润滑油,使接触面之间形成油膜,将接触面分开,减小摩擦力;磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车与轨道分开,减小摩擦力。
【知识点】
力的作用相互性、压强的影响因素、减小摩擦的方法
【点评】
本题结合冰刀这一生活中的物理实例,考查力学相关知识的应用,有助于培养学生运用物理知识解释生活现象的能力,体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.6
(1) 根据力的作用是相互的原理,滑冰运动员用力向后蹬冰时,冰会对运动员施加一个向前的反作用力;同时力可以改变物体的运动状态,这个向前的反作用力使运动员由静止变为运动,从而实现向前启动。
(2) 冰刀是在压力一定时,通过减小受力面积的方式增大对冰面的压强,从而嵌入冰中。增大压强的另一种方法是在受力面积一定时,增大压力,例如压路机的碾轮质量很大,就是通过增大压力来增大对地面的压强。
(3) 使两个接触表面分开减小摩擦力的实例:给机器的转动部位加润滑油,使接触面之间形成油膜,将接触面分开,减小摩擦力;或磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车与轨道分开,减小摩擦力。
【答案】
(1) 物体间力的作用是相互的,滑冰运动员用力向后蹬冰,冰会给运动员一个向前的反作用力;同时力可以改变物体的运动状态,这个反作用力使运动员由静止变为运动,从而向前启动。
(2) 冰刀是在压力一定时,通过减小受力面积的方法增大对冰面的压强,从而嵌入冰中。另一种增大压强的方法是在受力面积一定时,增大压力,例如压路机的碾轮质量很大,通过增大压力来增大对地面的压强。
(3) 示例:给机器的转动部位加润滑油,使接触面之间形成油膜,将接触面分开,减小摩擦力;磁悬浮列车利用磁极间的相互作用,使列车与轨道分开,减小摩擦力。
【知识点】
力的作用相互性、压强的影响因素、减小摩擦的方法
【点评】
本题结合冰刀这一生活中的物理实例,考查力学相关知识的应用,有助于培养学生运用物理知识解释生活现象的能力,体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.6
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