力與運動
03摩擦力
3-1物體的運動與摩擦力
當我們在地面上用力推玩具車，玩具車就會往前移動；如果不去擋它，玩具車會自己停下來嗎？
用力推動地面上的玩具車或球，即使不去擋它，最後它們仍會慢慢停下來，這是摩擦力作用的關係。
騎腳踏車時，如果不繼續踩動踏板，腳踏車就會慢慢停下來，這也是摩擦力作用的關係。
玩具車在地面移動時，車輪和地面之間會產生一種阻力，使車子的運動速度越來越慢，最後停下來。當這種阻力越大時，對車子移動的距離會有什麼影響呢？
這種讓玩具車慢慢停下來的力，稱為摩擦力。摩擦力越大，玩具車移動的距離越短。
移動中的物體和接觸面會互相摩擦，使物體的移動速度變慢，這就是摩擦力的作用。接觸面的材質不同，會產生大小不同的摩擦力，進而影響物體移動的距離。
怎樣比較摩擦力的大小呢？讓我們來實驗看看。
1.在卡紙的一側黏上砂紙，另一側為每1公分一格的尺規刻度。
2.將瓦楞板一端墊高，下端與鋪上砂紙的卡紙相接，並以膠帶在兩旁固定。
3.先將硬幣放在瓦楞板上方，對著卡紙那側後，用手壓住，然後放手，記錄硬幣在下端卡紙上移動的距離。
4.重複步驟3，將同一個硬幣對著砂紙那側，用手壓住，然後放手，記錄硬幣在下端砂紙上移動的距離。
硬幣在哪一種材質的接觸面上移動距離較長？為什麼？
答：硬幣在平滑面上移動距離較長；在粗糙的砂紙上移動距離較短。因為硬幣和平滑面之間的摩擦力較小，和砂紙之間的摩擦力較大。
摩擦力的大小與接觸面的材質有關，摩擦力越大，物體移動距離越短。
3-2摩擦力的應用
說一說，你看過哪些增加或減少物體摩擦力的例子？為什麼這樣設計？
在接觸面有紋路或表面粗糙的材質，可以增加物體的摩擦力。
在工具內側有凹凸的紋路，防止施力時物品滑動。
具有深淺紋路或表面有顆粒的鞋底，防止在行走中滑倒。
在接觸面塗油或裝設滾輪，可以減少物體的摩擦力。
在門軸上加潤滑油，可以使門軸更容易轉動
在直排輪鞋上裝滾輪，可以較快速的移動
想一想，增加或減少物體的摩擦力，可以帶來哪些益處？
適度的增加物體的摩擦力，可以避免滑動。
設計踏墊時，常會在下方加一層表面粗糙的止滑網來防滑。
寶特瓶蓋表面加上刻紋，防止打開瓶蓋時因手滑而不好施力。
適度的減少物體的摩擦力，可以使物品使用起來較省力。
替腳踏車的齒輪、鏈條上油，可以使齒輪轉動更順暢且不易磨損。
在手推車上裝滾輪，可以較輕鬆的搬運重物。
適度的增加或減少物體的摩擦力，可以達到方便使用或省力的目的。
彈簧的祕密
彈簧看起來非常簡單，卻是現代生活不可缺少的重要零件。你可知道是誰讓彈簧「彈」上人類歷史的舞臺呢？那就是發現彈簧規律性的科學家虎克（Robert Hooke,西元1635～1703年）。
虎克從小就嶄露發明方面的熱情與天分。他十七歲時，有一次在學校上工藝課，老師要學生創作木工作品，虎克卻帶來一個神祕的金屬盒，讓所有人都一頭霧水。後來虎克害羞的解釋，他的作品其實是一隻手錶，這個答案讓老師大呼不可思議！一個十七歲的孩子會自己製作手錶？更不可思議的是，虎克的手錶裡除了齒輪，還有一個奇特的結構，那是過去的手錶所看不到的。
原來它是虎克所發明的「彈簧」，可以儲存能量，供應齒輪轉動之用。這臺機器也成為史上第一個具有彈簧的精密手錶。
虎克長大後更深入的研究彈簧受力時的變化，發現當彈簧所受到的外力越大，就會被壓得越扁或拉得越長，而且當外力消失後，彈簧就會恢復原狀，這就是大家耳熟能詳的虎克定律。
不過，當彈簧的伸長量超過彈性限度，即使外力消失，彈簧也不會恢復原狀，此時虎克定律就不適用了。
彈簧床、彈簧秤、車子的避震器等都有彈簧的構造。
●從實驗結果可以推論，接觸面材質與摩擦力大小有什麼關係？
接觸面的材質較平滑，物體移動距離較長，摩擦力較小。
●查一查，生活中還有哪些應用摩擦力的例子？請在下方寫出兩個例子。
尖嘴鉗等工具內側有紋路、手上的指紋、樓梯的防滑設計等。
獵豹與羚羊
獵豹是陸地上跑得最快的動物，牠的體態輕盈，呈流線形，長長的尾巴可保持平衡、便於急速轉彎。獵豹奔跑時，不縮回的腳爪和特別粗糙的腳掌能大幅增加抓地力。牠最高時速可達110公里，並可於2秒內由靜止加速至時速70公里。
而獵豹的食物—羚羊，速度約每小時90公里，所以羚羊一旦被獵豹盯上，沒有拚命奔跑，很快就會淪為獵豹的食物！但是在非洲大草原上，獵豹追捕羚羊卻常常無功而返，主要的原因是獵豹的肺部和心臟可以應付奔跑時忽然增加的心肺負荷，可是身體卻來不及散熱，所以獵豹只能衝刺約300公尺。
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