靜摩擦力和滑動摩擦力探究

1、基于PASCO 數(shù)字式手持技術的物理探究案例實驗1 靜摩擦力和滑動摩擦力探究對應課標內(nèi)容：必修1對應教材內(nèi)容：基本概念：摩擦力、相對運動、相對運動趨勢實驗時間：40分鐘【知識背景】當一個物體在另一個物體表面上滑動或有相對滑動趨勢時, 在這兩個物體的接觸面上就會產(chǎn)生阻礙物體間作相對滑動的力, 這種力就是摩擦力。當物體有滑動趨勢但尚未滑動時, 作用在物體上的摩擦力稱為靜摩擦力。當一個物體在另一個物體的表面上作相對滑動時, 在接觸面上所產(chǎn)生的摩擦力, 稱為滑動摩擦力。最大靜摩擦力拉力*靜摩擦系數(shù)。靜摩擦力的大小與外力的大小相等, 而方向相反?！緦嶒炘O備】1、力傳感器(PS-2104)2、數(shù)據(jù)采集器接

2、口：任選USB連接器（ PS-2001）、數(shù)據(jù)采集器Xplorer（PS-2000）、多通道數(shù)據(jù)采集器Power Link (PS-2001)或圖形數(shù)據(jù)采集器Xplorer GLX（PS-2002） 3、帶USB接口的電腦（已經(jīng)安裝Datastudio軟件）【實驗目的】探究最大靜摩擦力和滑動摩擦力的關系【材料器具】木塊、砝碼、細繩【實驗原理】用Pasco力傳感器緩慢拉動木塊，使木塊由靜止狀態(tài)變?yōu)閯蛩僦本€運動，觀察摩擦力大小的變化情況?！緦嶒烆A測】1最大靜摩擦力與滑動摩擦力有什么關系？木塊從靜止狀態(tài)到滑動前瞬間，受力圖像將如何變化？2木塊從滑動的瞬間到勻速直線運動過程中，圖像又將如何變化？安全準

3、備1、 遵守實驗室章程2、 不要讓水濺到接線板、電腦、鍵盤和采集器等設備上?！緟⒖疾襟E】軟件設置1、 將圖形數(shù)據(jù)采集器的接口和電腦的USB 接口相連接。2、 將運動傳感器和力傳感器和圖形數(shù)據(jù)采集器的接口相連接，Datastudio將自動啟動。3、 選擇啟動Datastudio裝備設置4、 啟動DataStudio軟件創(chuàng)建新的實驗活動，單擊“”按鈕設置數(shù)據(jù)采集參數(shù)，彈出實驗設置窗口。在左下角的“測量”卡片上勾選“力，拉正”，并把采樣率增加至50Hz?！緦嶒炋骄俊慨斘覀冇昧p推一個放在水平桌面上的物體時, 物體沒有沿桌面滑動, 而僅有滑動的趨勢。物體不滑動, 是由于在水平方向上, 物體除了受到推力

4、以外, 還受到一個與推力大小相等、方向相反的靜摩擦力的作用。這兩個力的合力為零, 所以物體保持靜止。當推力增大時, 靜摩擦力也隨著增大, 直到靜摩擦力增大到最大值, 若再繼續(xù)增大推力, 物體就開始在桌面上滑動了?！緟⒖疾襟E】1、把木塊放在桌面上，通過細繩與力傳感器上的掛鉤相連。2、打開數(shù)據(jù)采集器電源，把Pasco力傳感器接上數(shù)據(jù)采集器，然后將數(shù)據(jù)采集器連接到電腦USB接口。3、在力傳感器沒有受力的情況下，按下表面上的“ZERO”清零按鈕，然后單擊“”按鈕開始采集數(shù)據(jù)。緩慢拉動木塊，注意施力由小到大，然后勻速運動一段距離。單擊“”按鈕結束數(shù)據(jù)采集。4、往木塊上添加砝碼改變被牽引物體質(zhì)量，重復步驟

5、4，再做2-5組實驗。數(shù)據(jù)分析圖表上顯示了“運行1”、“運行2”和“運行3”三組實驗數(shù)據(jù)。選擇其中一組作分析。在工具欄點擊（數(shù)據(jù)）按鈕，在下拉列表中只勾選“運行2”。從運行2數(shù)據(jù)中，我們可以看出，摩擦力由零開始增加至最大值，這段拉力曲線與靜摩擦力相等。曲線達到最高點后立即下降然后趨于平緩，這段拉曲線與滑動摩擦力相等。1分析最大靜摩擦力在工具欄中，點擊（智能工具）按鈕，在圖表中出現(xiàn)虛線坐標，把鼠標移到坐標原點，待鼠標變?yōu)樾螤睿聪伦箧I不放，移動到拉力曲線最高點。在本實驗中，可見最大靜摩擦力為4.5牛。2分析滑動摩擦力在圖表中，框選拉力較平均的數(shù)據(jù)點區(qū)域，然后在工具欄中，點擊（統(tǒng)計）按鈕，勾選“平均”，在圖表上會顯示出統(tǒng)計數(shù)據(jù)框。 在本實驗中，可見滑動摩擦力的平均值為2.6牛。所以，我們得出實驗結論：最大靜摩擦力大于滑動摩擦力，滑動摩擦力基本保持不變?！緦嶒炌卣埂?. 最大靜摩擦力和“接觸面性質(zhì)”有無關系？有關 (改變不同