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一、什么是摩擦力?
阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。
把一个球放在斜坡上,球在向下滚动的过程中,受到三个力的作用:重力、斜坡的支持力、以及摩擦力。这里的摩擦力的方向就是与球向下运动的方向相反的,也就是阻碍球向下运动的力。
二、小球的运动模型
斜坡上滑下来的小球的运动轨迹如下图:
我们来研究下小球的运动规律
1、当小球在斜坡上时
我们把上面的三个力进行分解,分解到平行斜面方向和垂直斜面方向。
根据摩擦力的公式,f=μ×Fn。其中μ是摩擦系数,Fn是正压力,所以此时摩擦力的为:
所以在斜面方向,小球的受力为:
G*sinα>f时,小球向下运动,运动的加速度是
所以,当小球在斜坡上时,做匀加速直线运动,加速度大小是a。
2、当小球下滑到平地上以后,小球的受力为:
此时,水平方向只受摩擦力f的作用,摩擦力为:
此时小球运动的加速度为:
所以当小球在水平方向运行时,做匀减速直线运动。
如果想让小球在水平方向滑动的越远,可以怎么做呢?
第一种:当坡度为30度
第二种:当坡度增加到45度
第三种:增加坡度的长度
这三种情况模拟的运行效果如下:
从图中,我们发现,当坡度越陡,坡度长度越长时,小球滚的越远。
四、程序解析
1、设置运行参数,求解加速度
2、在斜坡上的运动
3、在水平方向上的运动
今天的Scratch模拟摩擦力实验是不是很有趣,赶快动手试试吧~
转自公众号:
吉米编程启蒙