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愛迪生自然科學第 44 堂範例卷：摩擦力
本堂從物體是否滑動開始，整理靜摩擦力、最大靜摩擦力與動摩擦力，並以生活設計和控制變因實驗判斷摩擦力的大小與應用。
愛迪生自然科學第 44 堂：摩擦力
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 能依物體狀態判斷靜摩擦力、最大靜摩擦力與動摩擦力。
2. 能分析摩擦力方向並用力平衡求其大小。
3. 能辨認生活中增加或減少摩擦的設計。
4. 能由控制變因實驗判斷接觸面性質、面積與正向力的影響。
觀念
觀念一：靜摩擦力與動摩擦力
想像你輕推桌上的書：書還沒動時，靜摩擦力會跟著推力調整；推得愈大，它也愈大，直到『剛要滑動』的最大靜摩擦力。
真正滑動後，摩擦力換成近似固定、通常較小的動摩擦力。
判題固定問三件事：物體現在靜止還是滑動？
靜止時水平方向還有哪些力要平衡？
算出的靜摩擦力有沒有超過最大靜摩擦力？
摩擦力方向則永遠反對接觸面的相對運動或運動趨勢。
靜止不等於有摩擦 例題 1
一輛重1公噸的車子，停在路邊水平的地面上，則車子所受的摩擦力為多少kgw？
垂直靜摩擦平衡 例題 2
力瑄參加夾豆子比賽，當筷子夾住豆子靜止於空中時，豆子不會掉下來的主要原因為何？
摩擦方向與變化 例題 3
有關摩擦力的敘述，下列何者錯誤？
靜摩擦與動摩擦數值 例題 4
有一重 60 gw 的物體靜置於水平桌面上，施水平拉力 30 gw 恰可拉動，拉動後施力 20 gw 作等速度運動，物體靜止時施力 28 gw 力拉之，則摩擦力為多少 gw？
握力與摩擦平衡 例題 5
用手握住空玻璃杯的兩側，使杯口水平向上，並逐漸注入開水到玻璃杯裝滿為止，若整個過程杯子保持靜止。下列敘述何者錯誤？
正向力與啟動拉力 例題 6
小明正拉動一輛 100 公斤重的車子，拉動的那一瞬間施力為 20 公斤重，如果小華要求坐在車上請小明再拉一次，則小明至少該施力多少公斤重，才能拉動載有小華的車子？（小華的體重為 50 公斤重）〔補充題〕
控制接觸面性質 例題 7
以實驗探討：接觸面的平滑程度對摩擦力之影響。今準備體積相同的木塊、鐵塊、磚塊及 500 公克的砝碼 3 個，置於水平桌面上，並用彈簧秤測量啟動時所需的拉力，其正確的實驗方法為何？
三種摩擦力是否定值 例題 8
物體在均勻的接觸面上做摩擦力實驗，則下列哪一種摩擦力非定值？
啟動瞬間判斷 例題 9
關於摩擦力的敘述，下列何者錯誤？
摩擦力資料表判讀 例題 10
| 外力（gw） | 摩擦力（gw） | 運動狀態 |
|---|---|---|
| 100 | 100 | 靜止不動 |
| 200 | 200 | 靜止不動 |
| 300 | 250 | 往施力方向移動 |
| 400 | 250 | 往施力方向移動 |
一木塊靜置於粗糙的水平面上，分別對此木塊施以不同大小的水平外力，木塊與水平面間對應的摩擦力大小及運動狀態如表所示。關於木塊所受摩擦力的敘述，下列何者正確？〔112 會考新解〕
觀念
觀念二：摩擦力的應用
摩擦力不是只會『阻礙』：走路、握物與煞車都需要抓地；但機械發熱、磨損與能量耗損又是它的缺點。要增加摩擦，可讓接觸面更粗糙或提高正向力；要減少摩擦，可加潤滑劑或用滾動代替滑動。判斷設計時先問它要抓牢還是要滑順。
減少摩擦的方法 例題 1
下列哪一項可以減少摩擦力？
摩擦力的利與弊 例題 2
下列敘述何者為摩擦力的缺點？
日常摩擦的好處 例題 3
下列哪一項不是摩擦力在日常生活中所帶來的好處？
增加摩擦的設計 例題 4
下列有幾種設計是為了增加摩擦力？(甲)運動鞋底的不規則紋路；(乙)洗碗用菜瓜布；(丙)腳踏車齒輪加潤滑油；(丁)電腦滑鼠墊使用絨布代替桌面；(戊)移動石頭，在石頭下方擺放圓木利用滾動前進；(己)汽車輪胎的凹凸花紋；(庚)洗澡用沐浴乳。
觀念
觀念三：實驗—影響摩擦力的因素
用彈簧秤慢慢拉木塊，木塊『剛開始移動』時的讀數代表最大靜摩擦力。實驗依序只改一個條件：換接觸面材質、改木塊放置面積、在木塊上加砝碼。結果顯示摩擦力主要隨接觸面性質與正向力改變，和接觸面積近似無關。控制變因時，研究哪個因素就只改那一個。
影響摩擦力的因素 例題 1
(甲)接觸面的面積大小；(乙)接觸面的性質；(丙)接觸面上的垂直總力；(丁)接觸面的顏色，以上哪些是影響最大靜摩擦力的變因？
正向力控制變因 例題 2
某生欲作實驗，驗證下列的假設：「接觸面垂直作用力愈大，則最大靜摩擦力愈大」，他做下面哪一件事，才能針對假設驗證？
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只想複習部分？答你要的題目就能交卷，未作答的題不計分。
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