3.汽車急剎車時(shí)車輪經(jīng)常處于抱死(車輪不轉(zhuǎn))狀態(tài),在路面上留下長(zhǎng)長(zhǎng)的黑色印跡,物理小組猜想可能是滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦大小不同,因而對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)的影響不同。于是做了如下模擬實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一:比較滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦力的大小。
(1)為測(cè)量滾動(dòng)摩擦力的大小,將小車置于水平長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿
方向拉動(dòng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)很小,無(wú)法準(zhǔn)確讀數(shù)。
(2)于是將毛巾鋪在長(zhǎng)木板上,重復(fù)(1)中的操作,如圖甲所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為
N。
(3)為測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,將車輪
(選填“卡住”或“拆下”),在毛巾表面重復(fù)(1)中的操作,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.5N時(shí),小車處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)拉力增大到0.8N時(shí),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)推理如果拉力增大到1N時(shí),滑動(dòng)摩擦力為
N。
實(shí)驗(yàn)表明:同一表面上,小車受到的滑動(dòng)摩擦比滾動(dòng)摩擦大。
實(shí)驗(yàn)二:探究水平面上摩擦阻力對(duì)車運(yùn)動(dòng)的影響。
如圖乙所示,讓小車從斜面頂端由靜止下滑,觀察小車在水平木板上運(yùn)動(dòng)的距離。
(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)一還發(fā)現(xiàn),小車運(yùn)動(dòng)時(shí)接觸面越粗糙,滾動(dòng)摩擦越大,于是將毛巾鋪在
(選填“斜面”或“木板”)表面,再次讓小車從斜面頂端由靜止下滑,觀察小車在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離。
(5)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),小車在毛巾表面上運(yùn)動(dòng)的距離較小,這表明:小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦阻力越大,速度減小得越
(選填“快”或“慢”)。
(6)請(qǐng)你結(jié)合慣性知識(shí)推理,緊急剎車時(shí),
(選填“前輪”或“后輪”)留下的印跡更深一些。
綜合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可知:急剎車時(shí)抱死車輪是用滑動(dòng)代替滾動(dòng)增大摩擦來(lái)減小剎車距離。但是物理老師提醒他們,真實(shí)汽車剎車系統(tǒng)很復(fù)雜,緊急剎車時(shí)如果車輪長(zhǎng)時(shí)間抱死會(huì)導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向失靈、側(cè)向漂移,非常危險(xiǎn),工程師結(jié)合力學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一套ABS剎車系統(tǒng)巧妙地解決了該問(wèn)題。