物体连滚带滑问题的多种解法探析——以第38届全国中学生物理竞赛预赛第8题为例

从运动学和动力学、动量和角动量、功能关系多角度出发对第38届全国中学生物理竞赛预赛第8题进行了分析和求解.通过厘清物理运动过程,选择合适转轴实现了对问题求解的简化,从功能关系的角度展示了滑动摩擦力做功的计算及其作用,演绎出了多种解题方法,充分展现了运用力学基本规律解决实际问题方法的多样性.

谈谈滚动刚体的摩擦力

本文从实例出发，提出料面上的物体先滚还是先滑的判断条件，并详细讨论了对滚动刚体所受摩擦力的方向的简易判法。

介绍测量摇臂圆弧面硬度的检具

【正】 气门摇臂(见图1)是将挺柱的运动传递给气门的一个零件,它与气门接触的那个臂的圆弧面沿气门杆尾端连滚带滑地移动,使摇臂的圆弧面易磨损,因此要求气门摇臂与气门接触的那个臂的圆弧面部分需要表面淬火至HRC50～55。由于气门摇臂圆弧面的背部不是一个平面,因此很难在洛氐硬度机上测量圆弧面的硬度。

利用Algodoo、Tracker探究小球在斜面上的三种运动状态

高中物理中一般只考察小物块在斜面上的滑动问题,关于小球在斜面上的运动问题,一般很少考察。小球在斜面上有三种运动状态——纯滑动、"连滚带滑"以及纯滚动。为了进一步深入探究小球在斜面上的三种运动状态,在理论推导的基础上结合真实物理实验进行验证。"纯滑动"因生活中无法找到接触面完全光滑的斜面,可采用的是物理仿真软件Algodoo,进行轨迹的示踪以及定量的分析。滚动状态直接采用真实的物理场景,通过视频分析软件Tracker进行定量的分析。整个探究遵循了从理论推导——实验——数据处理——结果分析的一般科学探究过程。