浅埋煤层采场上覆岩层运动分析及支架阻力研究

浅埋煤层采场上覆岩层运动分析及支架阻力研究依托导师国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB227903),结合

我国能源中长期发展战略规划预测了中国煤炭产量的发展趋势和科学产量,2025年前煤炭资源依然占据着能源生产结构中的主体地位,合理煤炭产量为33～50

亿吨,科学煤炭产量2020年控制在40亿吨煤左右,2030年控制在45亿吨,其中

大部煤炭产量来自西部的浅埋煤层。同时高密度人口城市将面临“立体”发展模式,对地下空间的开发和充分利用,逐步成为衡量城市现代化的重要标志。未来十年是浅埋煤层开采和地铁建设的黄金时期。根据岩体的性能特征提出了地下岩层可能存在的结构形式和优先级别,论述移动下沉场和移动应力场的形成过程和空间分布。

拟合得到地表下沉盆地的发育过程和地表下沉计算公式,分析了采场开采过程中顶板岩层的不平衡力、位移、支承压力、速率场和主应力场的形成变化过程。得到采场上覆岩层结构的空间分布特征,找到采场压力的主要来源,推进过程中

的危险时期和危险区域,以便科学合理计算采场压力和利用矿山压力为我们服务。对比不同材料承重结构的应力、挠度和弯矩变形特性发现不同结构形式所具备的性能特征不同,地下岩层结构自然环境下蜕变路径为壳→拱、板→梁,由高级向低级蜕变。若要充分发挥材料自身的稳定性能,我们需要对其做功(支护),使材料的结构逆向发展路径为梁→拱、板→壳。

地下岩层抗压不抗拉,在工作面推进过程存在着壳→拱、板→梁结构或它们的组成形式,结构形式随工作面的推进而不断发展和变化。根据地表下沉盆地分布特征规律和采场压力变化特征提出地表移动下沉场和移动应力场两种结构模型。地表移动下沉盆地和移动应力场是一个逐渐形成的过程,在工作面推进π分之四倍埋深(4H/π)时形成。根据凉水井煤矿地质资料建立长×宽×高500m×400m× 120m三维大尺寸数值模型。

模拟采场自开切眼到地表充分采动过程中的地表下沉,对采场上覆岩层作主视、侧视、俯视剖面,再现开采过程中岩层位移场、速率场和应力场的形成和动态变化规律。地表下沉盆地俯视呈椭圆形分布,主视剖面(推进方向)下沉曲线形成过程可分为微变阶段、加速阶段、衰减阶段和充分采动四个阶段,分别得出不同推进距时的地表下沉量计算公式。移动下沉场在推进4H/π时形成,在开挖边

界前方实体煤一侧的影响范围H/π,采空区一侧的影响范围2H/π,形成的下沉盆地平底宽度为推进长度L-4H/π。地表下沉曲线的拐点起始位置均在实体煤一侧十倍采高(10M)以外,随工作面推进拐点向采空区一侧转移。

采空区侧向地表下沉拐点迅速向采空区一侧转移,在推进距H/π时偏移到

采空区一侧最大值8M,随后拐点偏移距逐渐回移最终稳定在采空区一侧3M。采空区前方和后方地表下沉曲线拐点偏移距在采场初次来压之前呈线性向采空区一侧转移,推进距为4H/π时后侧拐点徘徊在采空区一侧,偏移距等于采高M。地表前侧下沉曲线始终受到采动影响,拐点偏移距在采空区一侧5M～12M之间波动。对工作面走向下沉曲线拐点位置变化分析得工作面不同推进距离的计算公式,采空区后方拐点位置与推进距表现出指数函数关系,前侧拐点与推进距离表现出乘幂函数关系。

根据采场上方各层位岩层下沉形态和下沉曲线特征,结合工作面推进距L和采场埋深H的比值关系将采场上方岩层运动过程分为微变(≤H/π)、突变(H/π～3H/4)、过渡(3H/4～4H/π)、稳定(≥4H/π)四个变化区间。浅埋煤层顶板岩层表现出同步变形,微变阶段顶板变形量小,少量离层发育,岩层的位移和应力主要局限在直接顶区域。突变阶段顶板岩层位移开始表现出拱→梁→椭圆曲线的结构形式,空间分布为椭圆包裹的上拱下梁结构。过渡阶段不同层位岩层中的位移拱不同,越靠近煤层下沉值越大,拱高越低,矢跨比越小,称为扁拱或抛物线拱。

层位越高岩层位移值越低,拱的矢跨比越大,称为圆弧拱。岩层自下而上的拱结构形式为扁拱→抛物线拱→圆弧拱,当圆弧拱发育地表后,破断成椭圆曲线。工作面前方煤体移动支承压力在波动中上升,压力系数在1.5～3.4之间,峰值在煤壁前方0-35m之间来回波动。工作面中部压力普遍高于端部,与端部相比峰值压力和位置时而同步变化,时而相背离运动,表现出工作面来压显现的多样性。

超前支承压力的影响范围约等于埋深H,影响明显的区域为煤壁前方40m。工作面推进H/3-H/2时发生初次来压,推进πH/2中部压力达到最大值,推进距L∈(H,W)是工作面中部重点关注时期。端部位置工作面推进πH/4出现了局部最大值,即推进距πH/4和见方(L=W)时是工作面端部区域重点关注时期。移动速率场是由速率梁和速率拱组成,通常为下梁上拱结构。

梁长30m-45m,梁体内部的速率呈拱形分布,中部速率高于前后方。不同矢跨

比的速率拱作用在速率梁的位置不同,离层的存在使得速率梁远大于上方岩层的速率拱,速率拱-梁效应更加明显,进而对采场压力的作用程度不同。岩层速率自下而上不断递减,主视剖面呈椭圆分布,可近似看成倒梯形分布,底边长度(H/3～

2H/3),上边界地表长度(2H/π～4H/π),随工作面推进不断前移。对采场压力有速率影响的岩层范围为采空区后方H/2,采空区后侧3H/4以外的岩层速率已衰减为零。

直接顶岩层形成移动速率梁,梁长在23m-38m之间变化,速率大小随工作面

推进发生周期性波动,波动进度区间10～25m,步距平均17.5m。工作面实际生产中周期来压步距平均16m,周期来压明显,模拟结果和实际相符。移动主应力场和速率场的分布范围和变化规律较为相似,影响范围为煤壁前方35m,约等于H/π,在采空区一侧影响范围80m,约等于2H/π。主应力场和速率场在主视剖面呈椭圆、立体呈椭球状分布在采场上方,随工作面推进不断前移。

移动速率场拱口向上,而主应力场拱口向下,二者结合组成了移动应力场。根据10个浅埋煤层工作面的钻孔柱状图和开采技术条件,采用岩层的强度和厚度

与煤层的强度和采高比值大小,将浅埋采场上覆岩层划分为软薄岩层-Weak and Laminated Strata (WL)、软厚岩层-Weak and Massive Strata (WM)、硬薄岩层-Strong and Laminated Strata(SL)、硬厚岩层-Strong and Massive Strata(SM)四类结构岩层。然后采用采高(M)、采场埋深(H)、工作面长度(W)、(WL)、(WM)、(SL)、 (SM)7个影响因子对采场压力进行主成分分析和共线性分析,得知采场埋深H与(WL)、(WM)、(SL)、(SM)四种影响因子出现严重共线性重合,进而将7个影响因子分成采高、采场埋深、工作面长度模型1和采高、工作面长度、(WL)、(WM)、 (SL)、(SM)模型2两组因子模型。以采场支架压力为目标函数,分别对模型1和模型2进行多元回归分析得计算公式1和公式2,公式表明采场压力与采高、工作面长度和埋深表现出正相关,采高的权重大于工作面长度大于采场埋深。

应用分析表明公式1和2在浅埋深(H<400m)时可以得到较好地应用,公式1计算精度高于公式2。但是公式1局限于浅埋煤层使用,公式2可广泛应用于不同深度采场支架压力的计算。对采场压力计算公式采用VB程序编程得到液压支架阻力计算软件,绘出了支架压力与埋深、工作面长度和采高的对应关系。

流体阻力知识

流体对运动物体的阻力，主要有粘性阻力、压差阻力和兴波阻力三种。 1．粘滞阻力 牛顿在1687年用在流体中拖动的平板，做了著名的粘性流动实验.图中两块板的面积均为ΔS，相互间距为h，上板以速度V运动，下板静止不动，板间的流体运动为层流。牛顿通过实验测定板所受到粘滞阻力的大小。实验结果是：阻力f的大小与物体的截面积ΔS、流体的粘性系数η、流体的速度梯度(dv/dy)存在线性关系。粘滞阻力为 f =ηΔS(dv/dy) 在流体缓慢流过静止的物体或者物体在流体中运动时，流体内各部分流动的速度不同，存在粘滞阻力。粘滞阻力的大小与物体的运动速度成正比，即f∝v，可以写为f = C1v，C1称为粘滞阻力系数。斯托克斯测出球形物体在流体中缓慢运动时，所受到的粘滞阻力大小为 f = 6πηvr 上式称为斯托克斯公式，式中的η为流体的粘性系数、f为球形物体的半径。 在理论力学中所说的“与物体速度一次方成正比的阻力”，指的就是粘滞阻力。在空气中运动速度不十分快的物体，受到的阻力主要是粘滞阻力。 2．压差阻力 当流体运动遇到物体时，流体会被物体分开，从物体的不同侧面流过。如果流体具有一定的粘性，靠近物体的那部分流体的速度将减慢，在物体的后面一侧形成“真空”地带，离物体较远处的流体将向这个“真空”地带补充，出现湍流。此时，物体前后两部分流体内单位体积分子数不同，前后侧面受到流体的压力不同，使得物体受到流体的阻力，这种阻力称为压差阻力。在理论力学中所说的“物体运动时受到空气与速度二次方成正比的阻力”，指的就是空气对物体的压差阻力。降落伞在空中受到空气的阻力是压差阻力。压差阻力的大小与物体运动速度的平方成正比，即f∝v2，可以写为f = C2v2。 产生压差阻力的机制与粘滞阻力不同。粘滞阻力是物体表面处流体与物体相互作用的结果；压差阻力是物体前后面出现压力差的结果。从本质上讲，压差阻力也是由粘滞阻力引起的。因为流体与物体之间存在粘滞阻力，才使得从物体侧面流过的流体不能立刻到达物体的后方，出现后方的“真空”、“尾流”，产生压力差。 压差阻力的大小与流体的密度、物体的速度有关。如果流体的阻力系数为CD，密度为ρ、圆柱体的半径为r、长度为L，圆柱形物体在流体中以速度v运动时，受到压强和压力。运动的圆柱体所受压差阻力大小为 f = CDρrLv2 因为气体的密度较小，所以在气体中运动的物体，一般情况下受到的阻力主要是粘滞阻力；在空气中运动速度较大的物体，受到的阻力主要是压差阻力。液体的密度比气体大，在液体中运动的物体受到压差阻力的影响比较大。 3．兴波阻力 船舶在水中前进时，使水离开原来的位置产生振动、形成波浪。波是振动的传播，也是能量的传播。船舶是产生振动的物体，在船前进的时候，一部分能量传递给水，并且随着水波向外传播，能量也向外传播、在产生振动的过程中减少。从能量减少的角度，可以认为船舶在运动中受到水的阻力，这种

关于空气阻力

空气阻力 [编辑本段] 概述 空气阻力指空气对运动物体的阻碍力，是运动物体受到空气的弹力而产生的。 空气阻力是汽车在空气介质中行驶，汽车相对于空气运动时空气作用力在行驶方向形成的分力，空气阻力与汽车速度的平方成正比，车速越快阻力越大。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，则会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。 在一级方程式赛车界中有这么一句话：“谁控制好空气，谁就能赢得比赛！”。追求最佳的空气动力是现代一级方程式赛车中最重要的部分之一。在时速达300km以上的赛车世界中，空气在很大程度上决定了赛车的速度。空气动力中，要考虑的要素简而言之有两点。1：减少空气阻力（drag）；2：增加把赛车下压的下压力（downf orce）。空气阻力越小赛车的速度越能越快，下压力越大赛车在弯道时的速度就越快。空气动力学简单说就是如何取决在某些时候这两个完全相反的力的最佳平衡。实际操作时要与环境因素造成的气流量的压强挂钩。否则你将区别不出什么是空气动力和空气阻力。 汽车、船舶、铁路机车等在运行时，由于前面的空气被压缩，两侧表面与空气的摩擦，以及尾部后面的空间成为部分真空，这些作用所引起的阻力。在逆风运行时，还要把风力附加在内。在现实生活中，自由落体也受空气阻力的影响，其速度，接触面积，空气密度等都会影响空气阻力的大小。英文为air resistance [编辑本段] 空气阻力构成 摩擦阻力：指空气粘度在车身表面产生的切向力在行驶方向的分力；该力仅占空气阻力总额的9％，在航空和航天中其作为重点考虑对象，在地面一般车辆中可予以忽略。 压力阻力：指汽车外表面大气作用的法向压力在行驶方向的分力；根据阻力源的不同，压力阻力又分为：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力及诱导阻力。

上覆岩层运动与矿山压力及其显现的关系

第三章上覆岩层运动与矿山压力及其显现的关系 采场矿山压力研究的基本任务，一是为回采工作面顶板控制服务，解决顶板控制方案及支护选型计算等方面的问题，二是为回采工作面周围巷道矿山压力控制服务，解决巷道布置和维护方面的问题。 除直接顶外，其它岩层的运动很难在井下直接看到，但是可以通过回采工作面和采场周围巷道中比较容易观测到的顶底板位移和支架承载等压力显现，根据矿压显现，可以推断矿山压力的分布、上覆岩层运动，为采场矿山压力控制设计提供基础。因此，“上覆岩层运动与矿山压力及其显现的关系”是“反演”和“正演”岩层运动及其运动结果的理论基础。 第一节矿山压力与矿山压力显现[2] 正确地建立“矿山压力”及“矿山压力显现”的基本概念，弄清它们之间的联系及区别，是正确进行矿山压力控制研究和实践的基础。 一、矿山压力 在煤或岩层中开掘巷道和进行回采工作称为对煤（或岩）层的“采动”。采动后在煤（或岩）层中形成的空间称为“采动空间”。采动空间周围岩体（包括顶板、底板及两帮的岩层），统称为“围岩”。 煤及岩层采动前，一般都在覆盖重力、构造运动作用力等作用下，处于三向受力的原始平衡状态。煤及岩层采动后，由于支承条件的改变，其原始平衡即遭破坏，各岩层边界上的作用力及分布在各点的应力（包括大小及方向）随之改变。采动后重新分布于围岩各个层面边界上的力及岩层中各点的应力将促使该部分岩体产生变形或遭到破坏，从而向已采空间运动。采动后作用于岩层边界上或存在于岩层之中的这种促使围岩向已采空间运动的力（采动后促使围岩运动的力），称为矿山压力。 二、矿山压力显现 （一）矿山压力显现的概念 采动后，在矿山压力的作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象，称为“矿山压力显现”。 （二）矿山压力与矿山压力显现间的关系[2] 研究与实践充分证明，矿山压力的存在是客观的、绝对的，它存在于采动空间的周围岩体中。但矿山压力显现则是相对的、有条件的，它是矿山压力作用的结果。然而围岩中有

3采煤工作面上覆岩层移动规律讲解

第三章采煤工作面上覆岩层移动规律 第一节概述 一、煤层顶底板岩层的构成 煤层处于各种岩层的包围之中。处于煤层之上的岩层称为煤层的顶扳；处于煤层之下的岩层称为煤层的底板。 根据顶、底板岩层离煤层的距离及对开采工作的影响程度不同，煤层的顶、底板岩层可分为： (l)伪顶。紧贴在煤层之上，极易垮落的薄岩层称为伪顶。通常由炭质页岩等软弱岩层组成，厚度一般小于0.5m，随采随冒。 (2)直接顶。位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层称为直接顶。通常由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成，具有随回柱放顶而垮落的特征。直接顶的厚度一般相当于冒落带内的岩层的厚度。 (3)老顶。位于直接顶或煤层之上坚硬而难垮落的岩层称为老顶。常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等坚硬岩石组成。 (4)直接底。直接位于煤层下面的岩层。如为较坚硬的岩石时，可作为采煤工作面支柱的良好支座；如为泥质页岩等松软岩层时，则常造成底臌和支柱插入底板等现象。 二、采煤工作面上覆岩层移动及其破坏 在采用长壁采煤法时，随着采工作面的不断向前推进，暴露出来的上覆岩层在矿山压力的作用下，将产生变形、移动和破坏。根据破坏状态不同，上覆岩层可划分为三个带(图3－l)。 冒落带。指采用全部垮落法管理顶板时，采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶的破坏范围(图3－l，Ⅰ)。该部分岩层在采空区内已经垮落，而且越靠近煤层的岩石就越紊乱、破碎。在采煤工作面内这部分岩层由支架暂时支撑。 裂隙带。指位于冒落带之上、弯曲带之下的岩层。这部分岩层的特点是岩层产生垂直于层面的裂缝或断开，但仍能整齐排列(图3－l，Ⅱ)。 弯曲下沉带。一般是指位于裂隙带之上的岩层，向上可发展到地表。此带内

实验五探究阻力对物体运动的影响

) 实验五探究阻力对物体运动的影响 一、课标要求 1、知识与技能： （1）知道牛顿第一定律的内容； （2）知道物体的惯性。 2、过程和方法： （1）通过探究活动，体验阻力对物体运动的影响； （2）学习在实验基础上进行推理的研究方法。 — 3、情感态度与价值观： 通过探究活动感受科学就在身边。 二、探究准备 1、器材准备 检查实验台上的实验器材，在后面画√，在空格里填上你还需要的实验器材名称： 2、知识准备 （1）力的作用效果表现在，一是使物体发生，二是使物体改变。 （2）物体运动状态的改变是指等几种情况。 三、探究报告 【提出问题】

大量的事实证明了：当作用在运动物体上的力撤去后，物体还能运动一段距离。物体为什么会停下来怎样才能增加这段距离呢阻力如何影响物体的运动运动需要力来维持吗 | 【猜想假设】 针对上述问题，提出你的猜想：。【设计实验】 （1）为了探究不同阻力对小车运动的影响，应使小车开始受到不同的阻力作用时的速度相同。怎样才能使小车在平面上开始运动时具有相同的速度 （2）如何改变阻力 } （3）如何感知阻力对物体运动的影响 【进行实验，收集数据】 取一小车，从同一斜面(材料、倾斜程度)的同一高度由静止滑下（到达水平面时具有相同的初速度），比较小车每次在不同水平面上运动的情况有什么不同。将结果填入下表：

【分析与论证】 在初速度相同的情况下，平面越光滑，小车受到的阻力 ，小车运动的距离 ，这说明小车受到的阻力 ，速度减小得越________________。 （ 推论：如果运动的物体不受阻力，它将 。 通过本次实验你有哪些收获 实验设计有没有不合理的地方 实验操作中有没有失误 ; 测量的数据和所得的结论是不是可靠 《 实验次数 表面材料 阻力的大小 滑行距离 速度变化快慢 1 毛 巾 \ 2 棉 布 3 … 木 板

机械设计基础习题答案第4章

4-1试述凸轮机构的工作过程？ 答：1.推程凸轮转过推程运动角δt。从动件在推程做功，称为工作行程。 2.静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在远离凸轮轴心的位置，称为远休止，凸轮转过远休止角。 3.回程凸轮继续转动，从动件在其重力或弹簧力作用下由最远点回到最近点，这一行程称为回程，凸轮转过回程运动角。从动件在回程中不作功，称为空回行程。 4.静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在离凸轮轴心最近位置A，称为近休止，凸轮转过近休止角。 4-2 凸轮机构常用的从动件运动规律中，哪些产生刚性冲击？哪些产生柔性冲击？如何选择？ 答：等速运动规律产生刚性冲击，这种运动规律不宜单独使用。 等加速等减速运动规律和简谐运动规律产生柔性冲击，这种运动规律适用于中速凸轮机构。 4-3 已知凸轮机构从动件的运动规律，如表题4-3所示，绘制从动件的位移线图。解：1.将横坐标代表δh的线段分为若干等份，等分点为3、4、5、6、7、8、9、10。 2.在δh/2处作横坐标的垂线，按一定比例取升程h，将h也分成与横坐标相同的等份，等分点为、3＇、4＇、5＇、6＇、7＇、8＇、9＇、10＇。 3.分别由始点和终点向3＇、4＇、5＇、6＇、7＇、8＇、9＇、10＇联斜线，这些斜线与横坐标各等分点的垂线的交点，即为位移线图的点。 4.将这些交点连成圆滑的曲线，即得位移线图。 4-4 已知从动件位移线图如图，设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知其基圆半径r min=40 mm，凸轮顺时针转动。 解：1.选取适当的比例尺υ，以r min为半径作基圆。基圆与导路的交点B0为从动件尖顶的起始位置。 2.在基圆上，自开始沿的相反方向依次取推程运动角β1、远休止角β＇、回程运动角β及近休止角β＇＇，并将β1和β2各分成与位移线图对应的若干等分，得基圆上各点B‘1、2 B‘2、B‘3…。连接各径向线O B‘1、O B‘2…得到从动件导路反转后的位置。

上覆岩层结构及运动规律

1.2. 2上覆岩层结构及运动规律研究现状 自采用长壁开采技术以来，回采工作面上覆岩层的结构及运动规律一直是采矿学科研究的核心问题之一。许多学者结合现场实测，通过理论分析、实验室模拟和数值分析等方法研究了上覆岩层的结构及运动规律，提出了许多有价值的理论和围岩控制技术。由于地质条件的差异较大、研究人员切入点的不同，形成了许多的假说和理论体系。这些研究成果都以不同方式回答了上覆岩层结构的形式问题，用以解释采场各种矿山压力现象，因此，这些假说和理论研究成果对岩层控制都具有一定的指导意义。 1916年德国的K. Stock提出悬臂梁假说，假说认为：工作面和采空区上方的顶板可被视为梁，它是一端固定于岩体内，另一端则处于悬升状态，当顶板由几个岩层组成时，形成组合悬臂梁，弯曲下沉后，受已垮落岩石的支撑，当组合悬臂梁的悬臂长度达到某个极限时，发生有规律的周期性折断，从而引起周期来压。此假说可以很好地解释工作面顶板下沉量和支架载荷随煤壁由近及远逐渐增大，同时还可以解释工作面的周期来压现象。该假说不足之处是计算的顶板下沉量和支架载荷与实际相差较大。 1928年，德国人哈克(w. Hack)和吉果策尔(G. Gilicer)提出了压力拱假说，假说认为：长壁工作面自开切眼起形成了压力拱，前拱脚位于煤壁前方，后拱脚位于采空区，在拱脚处形成应力增高区，拱内为应力降低区。压力拱随着工作面的推进而向前移动。压力拱假说能很好的解释围岩的卸载过程和原因，但不能解释上覆岩层的运动、变形

和破坏过程。 原苏联的r. H.库兹涅佐夫于1950--1954年提出了铰接岩块假说。此假说认为：上覆岩层的破坏可分为垮落带和规则移动带。垮落带又可分为整齐排列的上部分和杂乱无章的下部分，并且垮落带无水平方向有规律的挤压力。岩块之间相互铰合形成了一个多环节的铰链，并且有规则地在采空区上方逐渐下沉。该假说认为:工作面支架处于“给定载荷状态”和“给定变形状态”两种工作状态。所谓“给定载荷状态”就是当规则移动带下部岩层变形较小且未折断时，垮落带岩层和规则移动带可能发生离层，支架承受折断的垮落带岩层的全部重量的状态;所谓“给定变形状态”就是当直接顶受基本顶影响折断时，随着岩块的下沉支架所受的载荷和变形逐渐增大，直至岩块受到已垮落岩石的支承达到平衡为止，支架所的处的状态。该假说的不足之处是缺乏岩块间的力学分析。 50年代比利时学者A.拉巴斯提出了预成裂隙假说，该假说认为:回采工作面上覆岩层的连续性遭到破坏而成为非连续体，在工作面周围出现了应力降低区，应力增加区和采动影响区。随着工作面推进，三个区域相应的向前推移。由于上覆岩层内存在着各种裂隙，使岩体的变形类似于塑性体，这些岩石处于相互挤紧的状态形成了类似梁的平衡。在自重和上覆岩层作用下发生假塑性弯曲，当下部岩层下沉量大于上部岩层时便出现了离层。 70-80年代初，钱鸣高院士提出了岩体结构的“砌体梁”力学模型。该模型认为：回采工作面上覆岩层形成了垮落带、规则移动带、

初中物理中考复习：阻力对物体运动的影响实验专项复习

1.如图所示，是某同学探究牛顿第一定律的实验方案，试根据探究方案回答下列问题： （1）实验时，为了使小车在水平面上开始运动时，具有相同的速度，采取的措施是：；（2）小车在水平轨道上滑行时，受到的力一共有个，分别是．（3）表面最粗糙，小车在表面上滑行的距离最远； （4）从这个实验中得出的结论是． 2.在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体（如毛巾 棉布、木板等），让小车自斜面顶端静止开始滑下，观察同一小车从同一高度滑下后，在不同表面上运动 的距离如图所示。 （1）结论：表面越光滑，小车受到的阻力越，它前进得越远。 （2）让小车从斜面同一高度滑下的目的是：使小车到斜面低的相同。 （3）推理：如果小车受到的阻力为零，它将永远做。 （4）牛顿第一定律是在的基础上，通过科学的而总结归纳出来的。 3.境自远尘皆入咏，物含妙理总堪寻！——物理规律往往隐藏在众多表象的茫茫迷雾之中，而科学研（探）究就像穿透这迷雾的明灯，引导着探索者到达真理的彼岸。人类对“运动和力的关系”的认识就经历了一个曲折漫长的探索过程。 （1）古希腊哲学家亚里士多德认为：____________________________，这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年。 （2）十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 ②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。 上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。将这些事实和推论进行分类排序，以下正确的是（）A．事实②→事实①→推论③→推论④ B．事实②→推论①→推论③→推论④ C．事实②→推论①→推论④→推论③ D．事实②→推论③→推论①→推论④ （3）伽利略得出：运动物体如果不受其它物体的作用，将会___________________，伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法。 4.下图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程。

探究阻力对物体运动的影响

7.3重力大小与质量的关系 实验器材：铁架台弹簧测力计1个（量程5N，分度值0.1N或0.2N）钩码1盒（50g×10） 操作程序： 顺序操作内容 1检查并调整弹簧测力计，记录量程和分度值。 2测出几个钩码所受重力的大小并记录。 3改变钩码的数量，再做两次，并记录。 4在坐标上画出重力与质量关系的图象。 5分析图像,得出结论。 实验记录： 弹簧测力计的量程，分度值。 实验次序123 质量m/kg 重力G/N 实验结论：______________________________________________ 说明： 1．学生只需在表格中填写相关数据，不要求书写完整的实验报告。 2．要真实记录实验数据。

8.1探究阻力对物体运动的影响 实验器材：由木块和玻璃板组成的斜面1个刻度尺1把（量程30cm）毛巾1个棉布1块小车1个彩笔1支餐巾纸 操作程序： 顺序操作内容 1 如图所示，照图固定好斜面，把毛巾铺在水平桌面上，让小车从斜面某一点A，由静止开 始滑下，测出小车在毛巾表 面运动的距离S1，并记录。 2 用棉布替换毛巾，让小车从斜面同一点A，由静止开始滑下，测出小车在棉布表面运动的距离S2，并记录。 3 去掉棉布，让小车从斜面同一高度A，由静止开始滑下，测出小车在桌面运动的距离S3，并记录。 实验记录： 表面状况毛巾棉布桌面 小车在水平表面运动的距离(cm) 实验结论：小车受到的阻力越小，小车运动的距离________。 说明： 1.只需在表格中填写相关数据，不要求书写完整实验报告。 2.要真实记录实验数据。 3.测量小车在水平表面运动的距离时，不要求估读。

2017探究阻力对物体运动影响的实验题汇编

2017探究阻力对物体运动的影响实验题汇编1 1、（2017德阳）刘伟同学为了探究“运动和力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。 毛巾棉布木板 甲乙丙 （1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，刘伟采用的研究问题的方法是___________。 （2）从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看，_______图中小车所受阻力最大。 （3）刘伟从实验推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车会在水平面上做_________运动。 （4）牛顿在前人研究成果的基础上，总结出牛顿第一定律，它的内容是： ___________________________________________________________。 2、（2017营口）在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。 （1）实验时要固定斜面，并让小车从斜面上________（选填“同一”或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小____________（选填“相同”或“不相同”）； （2）根据实验现象，可以得出结论，水平面越光滑，小车受到的阻力越_______，在水平面上运动的距离越_______； （3）如果水平面绝对光滑，对小车没有阻力，则小车将做________________运动； （4）小车在毛巾、棉布表面上克服阻力做功分别为W1、W2，则W1_____W2（选填“＞”、“=”或“＜”）； （5）如果要测小车在毛巾表面上运动时所受阻力的大小，正确做法是：___________ __________________。 3、（2017辽阳）小吴同学用如图所示的实验装置探究“运动和力的关系”，他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板，让小车从斜面上同一高度处由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记。 （1）标记c是小车在____________表面停下来的位置，分析可知，水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越_______。 （2）通过本实验推理可知_______（选填“A”或“B”）观点是正确的 A．力是维持物体运动的原因B．物体的运动不需要力来维持（3）若让同一小车从斜面上不同高度处由静止滑下，观察小车在毛巾表面滑行的距离，可以探究小车的重力势能与________________的关系。 a b c

《阻力对物体运动的影响》专题实验

《阻力对物体运动的影响》实验专题 小明利用如图的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： A. 如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离. b. 如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离. c. 如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离. 请针对以上操作回答下列问题： （1）以上操作中错误的一次是____（选填“a”、“b”或“c”）. （2）当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是______.（填选项前的字母） A.小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力 B.小车受到的重力和小车对木板的压力 C.小车受到的重力和木板对小车的支持力 （3）实验中可以看出，去掉木板上的棉布后，运动的小车所受的摩擦力减小，

速度减小得越，向前滑行的距离越.小车所受摩擦力减小的原因是 . （4）纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑动的小车，如果受到的阻力为零，它将做______运动. （5）为了得出科学结论，三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑，这样做的目的是：使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时_________.（6）上述所有探究实验中用到的科学研究方法是____________（只要求写出一种即可）. （7）在大量类似实验基础上，牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律.这种方法在声现象的实验探究中有过运用。牛顿第一定律是人们公认的物理学基本定律之一，在实际生活中有着广泛的应用.一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹.下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图所示.请你认真分析后作出正确的选择： ①不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为______图. ②实际上，由于空气阻力的存在，炸弹与飞机的位置关系为_______图.

采场上覆岩层垮落步距计算方法

采场上覆岩层垮落步距计算方法 摘要：影响采场的运动岩层由直接顶和老顶组成。本文主要利用“板”模型和“梁”模型对直接顶初次垮落步距、老顶初次来压步距和老顶周期来压步距进行推算，为工作面顶板管理提供技术支持，确保采煤工作面安全生产。 关键词：板模型；梁模型；直接顶初次垮落步距；老顶初次来压步距；老顶中期来压步距 1 直接顶初次垮落步距 初次运动阶段，直接顶将首先垮落。工作面从开切眼开始推进，直接顶悬露跨度增大，当达到其极限跨度时直接顶将垮落。直接顶初次垮落标志是：直接顶垮落长度达工作面长度一半，垮落高度达1m 以上。直接顶初次垮落时，从开切眼到支架后排放顶线的距离叫做直接顶初次垮落步距。 直接顶初次垮落又称工作面初次放顶。直接顶初次垮落步距是衡量顶板完整程度的重要指标。直接顶的初次垮落现象是一种典型的矿压显现。 1．1 利用“板”模型计算 将直接顶视为工作面上方的“板”，利用弹性力学理论推导得到的“板”极限破坏步距公式进行计算求解。 b L oz /23ββ -= ，α γσβcos 3.14km t = （1） 式中，oz L 为直接顶初次垮落步距；t σ为岩层抗拉强度；k 为岩层的龟裂系数，k =0.25~0.75；m 为岩层厚度；b 为工作面斜长，；γ为岩层容重；α为工作面倾角。根据具体工作面几何尺寸、直接顶厚度以及岩性，取得式中参数，计算出结果。 1．2 利用“砌体梁”结构模型计算 1.2.1 按固支梁计算 q R h L t 21= （2） 1.2.2 按简支梁计算 q R h L t 321= （3）

1.2.3 考虑最大剪应力计算 q hR L s 341= （4） 式中，1L 为直接顶初次垮落步距；h 为直接顶厚度；t R 为岩层抗拉强度；s R 为岩层抗剪强度；q 为直接顶所承受的载荷。 采场覆岩中的任一岩层所承受载荷除自重外，一般还受上覆临近岩层的相互作用所产生的载荷。一般来说，采动岩层的载荷是非均匀分布的，但为了分析问题的方便，假设岩层载荷为均匀分布。 假设煤层上方共有m 层岩层，如图1所示。 考虑第n 层对第1层影响形成的载荷，按下式计算： () ()3 32 23 1 122113111 n n n n n h E h E h E h h h h E q +?+++?++= γγγ （5） 式中，i E 为岩层的弹性模量；i h 为岩层的厚度；i γ为岩层的容重。 当()11+n q ＜()1n q 时，说明第n+1层对第1层载荷不起作用。此时，直接顶所承受载荷为q =1q +()1n q 。 q m n 21 …… 图1 岩层载荷计算图 显然，在同样的条件下，由简支梁计算所得直接顶初次垮落步距要比由固支梁计算所得的小。在一般情况下，由于弯矩形成的极限跨度要比剪切应力形成的极限跨度小，因此常按弯矩来计算直接顶初次垮落步距。在什么条件下应按简支梁或按固支梁计算，需根据煤层赋存深度及边界煤柱两侧采空的情况来定。 1．3 利用“传递岩梁”理论计算

中考物理必考25个实验考学练： 实验09 探究阻力对物体运动的影响实验(解析版)

实验九、探究阻力对物体运动的影响实验 【实验目的】 探究阻力对物体运动的影响。 【实验原理】 力是改变物体运动状态的原因。 【实验器材】 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺 【实验方法】 控制变量法 【实验步骤】 ①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板 一端对齐,紧贴木板并固定好； ②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度； ③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后, 记录小车在毛巾上滑动的距离S1 ； ④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后, 记录小车在棉布上滑动的距离S2； ⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距 离S3 。

【实验数据】 【实验结果】 平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小； 平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。 【实验推理】 运动的物体如果不受外力作用，它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出，所以不是用实验直接得出的。 【考点方向】 1、此实验让应让下车怎么滑下来？目的是什么？答：让小车从斜面同一高度由静止滑下来；目的是使小车到达水平面时的速度相同。 2、通过什么知道阻力越小，物体运动减小的越慢？答：小车运动的距离，阻力越少，小车运动的距离越远，说明物体运动减小的越慢。 3、这个实验斜面有何作用？答：使小车滑下的速度相同。 4、实验结论：物体受到的阻力越小，物体运动的距离越远，如果物体不受阻力，他将保持运动直线运动，并一直运动下去。 5、此实验采用的方法是？答：控制变量法转换法。

空气阻力的计算

空气阻力的计算 空气阻力的计算公式是什么？ 空气阻力Fw是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：Fw=1/16·A·Cw·v2(kg) 其中：v为行车速度，单位：m／s；A为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。 空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力会增加3倍。因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积A和风阻系数Cw有关。 风阻系数Cw是一个无单位的数值。它描述的是车身的形状。根据车的外形不同，Cw值一般在0．3(好)—0．6(差)之间。光滑的车身造型(最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小，不会形成旋涡，Cw值就低；相反，如果车身外形有棱有角又有缝，Cw值就高。一般赛车将车轮设计在车身之外，自成一体。理论上每一辆车的Cw可以在模型制作阶段测得，但准确的Cw值都必须在出了成品之后，通过做风洞实验来获得。 通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地盖住轮子，也有利于降低空气阻力。 == 空气阻力. 空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即：f=kv k是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能找到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数. 当物体从空中开始下落的时候,v很小,f很小,mg>f,所以物体逐渐加速.随着速度 的增加,f增加,最终会达到mg=f的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落.并且我们知道下落的速率便是v=mg/k在一般意义上我们说的重量,指的便是mg. 冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员，他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。由于百分之一秒就可能决定胜负，所以尽可能地减小风阻就是迫在眉睫的事情了。 一个移动物体所受的风阻取决于许多因素，例如它的速度，速度增加一倍，物体所受的阻力就会是原阻力的四倍。重要的还有风阻系数，通常它只取决于移动物体的形状。风阻系数缩写为“Cw”，是一个无单位的数。我们在汽车目录的参数一栏中也可以看到。一辆车（滑

凸轮机构工作过程及从动件运动规律

教案 课次 19 课时 1 执行 日期 班级15机电1 周次 5 课型新授日期2017.3.16 课 题 §4—1 凸轮机构（2） 教 学 目 标 知识与技能 1.理解凸轮机构的工作过程； 2.掌握凸轮机构的从动件运动规律； 过程与方法 1.通过PPT的讲解过程，从而理解凸轮机构的工作过程，掌握凸 轮机构的从动件运动规律； 情感态度与价值观 1.通过复习旧知，明确本课的学习目的，并快速进入到最佳学习 状态； 教学 难点 1.凸轮机构的工作过程； 2.凸轮机构的从动件运动规律； 教学 重点 1.凸轮机构的工作过程； 2.凸轮机构的从动件运动规律； 教学 方法 讲授教学方法 教学过程： 复习、导入： 1.复习回顾上节课所学内容： （1）凸轮机构的分类与特点； 2.通过上节课的学习我们对凸轮机构有了一定的理解，那么它是怎么工作的？其从动件的运动规律有是怎样的呢？引出本课学习任务： （1）凸轮机构的工作过程； （2）凸轮机构的从动件运动规律； 知识点/任务/环节一： 一、凸轮机构的工作过程 1.凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动，凸轮回转时，从动件作“升→停→降→停”的运动循环。 推程远停程回程近停程 δ0δ1δ2δ3 升停降停 教师活动和意图学生活动

1.请同学观看动画，凸轮做什么运动？从动件 做什么运动？ 2.提问：从动件上下运动的原因？引出基圆概 念。 3.根据PPT讲解推程，提问推程过程中从动件 的运动，并请同学指出推程运动角； 4.根据PPT讲解远停程，提问远停程过程中从 动件的运动，并请同学指出远停程运动角； 5.请同学根据前面所讲的推程，讨论讲解回 程； 6.请同学根据前面所讲的远停程，讨论讲解近 停程； 7.讲解行程的概念； 8.根据讲的凸轮过程，请同学上来填表格； 9.请同学做练习。 设计意图：动画演示直观易于理解，分组讨 论总结凸轮机构工作过程，加深理解，易于 掌握。 1.观看动画，说明凸轮做什么运动？从动件做什 么运动？ 2.回答从动件上下运动的原因。 3.回答推程过程中从动件的运动，并指出推程运 动角； 4.回答远停程过程中从动件的运动，并指出远停 程角； 5.讨论讲解回程； 6.讨论讲解近停程； 7.理解行程的概念； 8.填表格； 9.做练习。 目标达成情况（手写）： 学生理解了凸轮机构的工作过程。 知识点/任务/环节二： 二、从动件的运动规律 1．等速运动规律 2.等加速、等减速运动规律 教师活动和意图学生活动 1.根据位移线图，分析从动件的运动规律； 2.请同学根据推程阶段位移线图，讨论绘制等 速运动过程中速度、加速度线图，并请同学上 来绘制； 3.提出等加速等减速的概念，让同学绘制等加 速等减速运动过程中速度、加速度、位移线图； 4.讲解冲击概念； 5.请同学做练习； 1.理解从动件的运动规律； 2.讨论绘制等速运动过程中速度、加速度线图， 并请同学上来绘制； 3.绘制等加速等减速运动过程中速度、加速度、 位移线图； 4.理解冲击概念； 5.做练习；

探究阻力对物体运动的影响

探究阻力对物体运动的影响

8.1探究阻力对物体运动的影响 实验器材：由木块和玻璃板组成的斜面1个刻度尺1把（量程30cm）毛巾1个棉布1块小车1个彩笔1支餐巾纸 操作程序： 顺序操作内容 1 如图所示，照图固定好斜面，把毛巾铺在水平桌面上，让小车从斜面某一点A，由静止开始滑下，测出小车在毛巾表面运动的距离S1，并记录。 2 用棉布替换毛巾，让小车从斜面同一点A，由静止开始滑下，测出小车在棉布表面运动的距离S2，并记录。 3 去掉棉布，让小车从斜面同一高度A，由静止开始滑下，测出小车在桌面运动的距离S3，并记录。 实验记录： 表面状况毛巾棉布桌面小车在水平表面运动的距离(cm) 实验结论：小车受到的阻力越小，小车运动的距离________。 说明： 1.只需在表格中填写相关数据，不要求书写完整实验报告。 2.要真实记录实验数据。 3.测量小车在水平表面运动的距离时，不要求估读。

8.2探究二力平衡的条件 实验器材：两端固定滑轮的光滑木板1块小车1个钩码1盒（50g×10）细线2根 操作程序： 顺序操作内容 1 如图所示，把小车放在水平光滑木板上，用手按住小车，在细线两端分别挂相同数量的钩码，放手后观察小车的运动情况。 2 改变钩码数量，用手按住小车，在细线两端分别挂相同数量的钩码，放手后观察小车的运动情况。 3 用手按住小车，在细线两端分别挂不同数量的钩码，放手后观察小车的运动情况。 4 用手按住小车，在细线的两端分别挂相同数量的钩码，用手旋转小车至某一角度，使两个力不在同一直线上，放手后观察小车的运动情况。反向旋转小车，再做一次。 实验记录： 实验顺序 1 2 3 4 小车的运动情况 实验结论：二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，大小，方向，并且。 说明： 学生只需在表格中填写现象（运动或静止），不要求书写完整实验报告。

-“阻力对物体运动的影响”研究方法

“阻力对物体运动的影响”探究实验中的研究方法 内蒙古通辽市奈曼旗苇莲苏学区中心校赵洪伟“探究阻力对物体运动的影响”是学习牛顿第一定律过程中一个比较重要的 实验。实验的图示如下： 把毛巾铺在水平木板上，把小车从斜面某一点（做好标记）释放，量出小车在毛巾表面上运动的距离；将毛巾拿掉，铺上棉布，把小车从斜面标记处释放，量出小车在棉布表面上运动的距离；将棉布拿掉，把小车从斜面标记处释放，量出小车在木板表面上运动的距离。 实验发现：小车在毛巾表面上运动的距离最短，所受阻力最大，在木板表面上运动的距离最长，所受阻力最小。因此得出结论：小车受到的阻力越小，沿水平面运动的距离越长。进一步推理：若小车滑到绝对光滑的物体表面上，小车将永远运动下去。 在本实验中，有三个物理研究方法的运用值得我们关注： 一是转换法，即通过小车运动的距离的长短来反映小车所受阻力的大小。小车运动时所受的阻力是不易直接测量的，而小车在物体表面上运动的距离是可以用刻度尺来测量的，用运动距离的长短来反映所受阻力的大小，这与人们的生活经验是相符的。二是控制变量法，即在研究阻力对小车运动情况的影响时，控制其初速度相同、压力相同，只改变接触面的粗糙程度。我们要研究的是小车运动的距离受阻力大小的影响，因此，必须保证是同一小车从同一斜面的同一高度滑下，使小车初速度相同；小车在水平面滑行时，所受的阻力主要来自

接触面的摩擦力，而摩擦力的大小受压力大小和接触面的粗糙程度影响，因此，为了探究接触面粗糙程度对小车的阻力情况，必须要控制压力不变，只改变接触面的粗糙程度。三是理想实验法，通过对本实验的进一步推理，可以得出运动物体在不受外力时，将保持匀速直线运动状态，这个规律是不能用实验直接验证的，因为我们周围的物体总是要受到外力的。

空气阻力的计算公式是什么

空气阻力的计算公式是什么？ 空气阻力Fw是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力，它的计算公式是：Fw=1/16·A·Cw·v2(kg) 其中：v为行车速度，单位：m／s；A为汽车横截面面积，单位：m2：Cw为风阻系数。 空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力会增加3倍。因此高速行车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅能节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。空气阻力的大小除了取决于车的速度外，还跟汽车的截面积A和风阻系数Cw有关。 风阻系数Cw是一个无单位的数值。它描述的是车身的形状。根据车的外形不同，Cw值一般在0．3(好)—0．6(差)之间。光滑的车身造型(最理想为水滴型)使气流流过车身后的速度变化小，不会形成旋涡，Cw值就低；相反，如果车身外形有棱有角又有缝，Cw值就高。一般赛车将车轮设计在车身之外，自成一体。理论上每一辆车的Cw可以在模型制作阶段测得，但准确的Cw值都必须在出了成品之后，通过做风洞实验来获得。 通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多地盖住轮子，也有利于降低空气阻力。 == 空气阻力. 空气阻力是与物体运动的速率成正比的,即：f=kv k是空气摩擦系数,和空气密度有关,在我们能找到的丢东西的地方,一般可以认为是一个常数. 当物体从空中开始下落的时候,v很小,f很小,mg>f,所以物体逐渐加速.随着速度 的增加,f增加,最终会达到mg=f的平衡点.此时,物体就开始了匀速下落.并且我们知道下落的速率便是v=mg/k在一般意义上我们说的重量,指的便是mg. 冬季奥林匹克运动会向我们展示了一幅幅完美的气体动力学画面。不管是速滑、雪橇还是跳台滑雪运动员，他们在风洞中的轮廓看上去都几近完美。由于百分之一秒就可能决定胜负，所以尽可能地减小风阻就是迫在眉睫的事情了。 一个移动物体所受的风阻取决于许多因素，例如它的速度，速度增加一倍，物体所受的阻力就会是原阻力的四倍。重要的还有风阻系数，通常它只取决于移动物体的形状。风阻系数缩写为“Cw”，是一个无单位的数。我们在汽车目录的参数一栏中也可以看到。一辆车（滑冰运动员也是同样）的Cw值越小，它的流线型就越标准。小的Cw值在汽车驾驶中意味着低油耗，在体育运动中则意味着在同样的用力下能够达到更高的速度。Cw值可用传感器在风洞中进行测量。

认识空气阻力

认识空气阻力——制作降落伞 2013年3月24日 18:53 点击：19次 字体：T | T 认识空气阻力——制作降落伞 活动目标：1、认识空气阻力 2、了解空气阻力的影响因素 3、学习降落伞的原理和制作 活动内容：1、谁下落的最快 2、纸片会同时落下吗？ 3、如何减小空气阻力 4、好玩的旋转飞行器 5、制作降落伞 活动重点：空气阻力大小的影响因素 活动难点：降落伞的折法及伞线的连接 1、实验准备：一块小砖块、一张纸片 实验过程：把砖块、纸片从同一高度处自由下落，看一看，谁下落的最快? 实验记录：砖块下落最快，纸片下落最慢 很明显，它们下落的快慢是不一样的，这是为什么？难道视频中的实验是错的，吗？其实，它们都不同程度的受到空气对它们的阻碍力，这个力就是空气阻力。 2、实验准备：两张大小相同的纸片 实验过程：两张同样大小的纸片，一张铺平，另一个揉成一团，从相同的高度放下，看一看它们是同时落地的吗？ 实验记录：虽然两张纸片是一样的，但纸团先落下，纸片后落下。 总结：同样的物体，改变其外形，受到的空气阻力也会不同。 3、下面我们利用空气阻力来制作一个好玩的旋转飞行器！ 实验准备：一张纸条、一个曲别针 实验过程：将纸条对折并用曲别针卡住折叠处，纸条尾端向外折成一个角度，做成两只手臂 实验记录：旋转器下落时，是旋转下落的。 4、飞机火箭等一些物体的移动速度过快，这样在停止和降落的过程中很困难，于是聪明的科学家发明了一种可以利用空气阻力减速的物体——降落伞。我们也一起来制作一

个降落伞。 实验准备：一平方米正方形塑料伞布、60cm伞线16根、透明胶带纸。 制作过程：将正方形塑料伞布裁成正十六边行（详细讲解伞布的折法，先用纸片反复练习）在十六个角上标记圆点，将伞线固定在圆点处，最后把十六根伞线系在一起，一个简单的降落伞制作完成。 归纳总结：空气对运动的物体有阻碍力，这个力就是空气阻力。降落伞张开时，有大量的空气阻力阻碍它下降，空气阻力会变得很大，这样就减慢了降落伞的下落速度，保证了下降物体的安全。

阻力对物体运动的影响2

阻力对物体运动的影响 一、自学导航 学习目标：知道摩擦力对物体运动的影响；理解牛顿第一定律。 学习重点：1、探究摩擦力对物体运动的影响；2、对牛顿第一定律的理解。 学习难点：1、探究摩擦力对物体运动的影响实验结论的进一步分析； 2、对牛顿第一定律文字叙述的理解。 二、课前自学 认真阅读课文，结合生活实际，分析以下问题： 1、我们又为什么能够运动起来？ 2、运动的物体为什么会停下来呢?同学们看书左下角内容，先了解古人的思想。 三、课堂探究（课堂学习） [探究]摩擦力对物体运动的影响 请学生看书上探究的内容，观察面前的实验器材，说明观察的内容是什么，实验中相同的条件是什么，不同的条件是什么。 （1、实验中要观察。 2、实验中相同的条件是：都让； 不同的条件是：平面上三种表面的不同。） 分析：让小车从斜面的同一高度滑下是为了什么？ （为了保证。） 三种表面的粗糙程度不同又是为了什么？ （为了使小车在平面上运动时受到的不同。） 实验现象：接触面越光滑，小车运动的距离越，这说明小车受到的摩擦力越，速度减小得越。 假如小车不受摩擦力，会怎样运动? 英国的科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出了力和运动关系的一条重要规律----牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 问：牛顿第一定律能用实验来验证吗? 注意：（1）牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理、归纳得出来的。 （2）牛顿第一定律是对一切物体而言。 条件是：没有受到力的作用。 结论是：原来静止的物体要保持静止状态，原来运动的物体要保持匀速直线运动状态。 （3）牛顿第一定律还说明了物体的运动不需要靠力来维持，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。 四、课堂练习 1、如图所示的小车实验，表面越粗糙，小车受到的摩擦阻力________，它的速度减小得______；表面越光滑，摩擦阻力______，它的速度减小得______，当小车受到的摩擦阻力为零时，它将做 ______运动。 2、下列说法中正确的是………………………………( ) A．运动中的小车若不受拉力作用就不能继续前进，因为力是维持运动的原因； B．运动的小车若不受外力作用，那么它将做匀速直线运动； C．小车不受外力作用，它一定处于静止状态；