“測定動摩擦因數(shù)”實驗的設計與開發(fā)

1、“測定動摩擦因數(shù)”實驗的設計與開發(fā)一、實驗設計如何進行1. 依據(jù)實驗目的，確定實驗的理論依據(jù)本實驗目的是測量動摩擦因數(shù)，實驗的理論依據(jù)為滑動摩擦力公式，其中f為滑動摩擦力，以為動摩擦因數(shù)，為兩物體間正壓力.2 .依據(jù)實驗理論依據(jù)，確定所要測量的物理量根據(jù)，要測量動摩擦因數(shù)，只要測量滑動摩擦力f及兩物體間正壓力即可.3 .確定實驗的原理摩擦力的測量，原理主要是根據(jù)平衡法，即使物體受到的摩擦力與拉力平衡，對拉力進行測量.4 .制定實驗方案，嘗試選擇實驗方法及所需要的裝置與器材，對方案進行反思修正.方案1運用彈簧秤測壓力與滑動摩擦力（以測量書與桌面間動摩擦因數(shù)為例）實驗器材：彈簧秤、書.實驗操作：把

2、書放在桌子上，水平拉彈簧秤，使書做勻速運動，讀由彈簧秤示數(shù)F1.再用彈簧秤書吊起來，當書靜止不動的時候，讀出彈簧秤示數(shù)F2.實驗數(shù)據(jù)處理：反思與改進：本實驗原理簡單，實驗過程清晰，但誤差較大，主要原因為書是否在做勻速直線運動很難確定.可進行如下改進：書上粘上一條紙帶，讓紙帶穿過書后面的打點計時器，根據(jù)紙帶打點是否均勻來確定書是否做勻速運動.方案2通過測量長度來測量壓力與動摩擦力（以測量木塊與木板間動摩擦因數(shù)為例）實驗器材：木塊、木板、墊木、刻度尺實驗操作：將墊木擱置在木板下面組成一個斜面，移動墊木的位置，改變木板的傾角a,直到輕推木塊，木塊能沿斜面勻速運動，測量此時斜面高度h及在斜面水平面上投

3、影的長度f.實驗數(shù)據(jù)處理：反思與改進：該方案取材方便，貼近生活，一把刻度尺就可以測定動摩擦因數(shù).但與方案1相似，目測木塊是否做勻速運動帶來的誤差也較大.改進的方法類似于方案1，也可以用光電門來判斷物體是否勻速運動，即在木塊上固定一遮光條，在斜面上不同的位置固定兩光電門，調(diào)整斜面傾角，直到木塊通過兩光電門時間相等即可.方案3用力傳感器測量動摩擦力大?。ㄒ詼y量木塊與木板間動摩擦因數(shù)為例）實驗器材：傳感器和需要的相關軟件、電腦、木塊、繩子、長木板、砝碼、天平實驗操作：將實驗器材按圖2連接好，將傳感器與電腦相連，手緩慢向右拉木板，直到木板運動.電腦采集信號后，由配套軟件自動生成摩擦力隨時間變化的圖象（

4、圖3所示）用天平測出砝碼和木塊的總質(zhì)量m.實驗數(shù)據(jù)處理：由于木塊與砝碼始終是不動的，傳感器對它們的拉力與板對木塊摩擦力平衡，因此傳感器顯示的力等于摩擦力.圖象中，能看出摩擦力的變化過程，即摩擦力都由零增大到最大靜摩擦力，然后開始運動滑動，其滑動摩擦力f1是不變的反思：本方案優(yōu)于方案1、方案2.方案1、方案2中都必須保證物體做勻速直線運動，而本方案中用力拉木板，不管板做什么運動，傳感器顯示的力都等于摩擦力.二、實驗設計，一試身手1 .給你一個彈簧秤、木塊、細線、斜面、電火花打點計時器、紙帶，設計實驗測量木塊與斜面的動摩擦因數(shù).2 .某同學在做測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)的實驗時，設計了兩種實驗方案

5、：方案A：木板固定，用彈簧測力計拉動木塊，如圖4（a）所示；方案B：木塊固定，用手拉動木板，如圖4（b）所示，除了實驗必需的彈簧測力計、木板、木塊、細線外，該同學還準備了質(zhì)量為2009的配重若干.（g=10m/s2）（ 1） 上述兩種方案中，你認為更合理的方案是原因是；（ 2）該實驗中應測量的物理量是；（ 3）該同學在木塊上加放配重，改變木塊對木板的正壓力，記錄了5組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示：請根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫出木塊所受摩擦力f和壓力的關系圖象；由圖象可求出木板和木塊間動摩擦因數(shù)是參考答案1 .將細線的一端系在木塊上，另一端系在彈簧秤的掛鉤上，在靜止情況下測生木塊的重力G.木塊放在斜面上，用彈簧秤沿平行于斜面的方向向上拉動木塊，用打點計時器判斷木塊是否勻速運動，調(diào)整拉力大小，當木塊做勻速運動時，記下彈簧秤的讀數(shù)F.;同理用彈簧秤向下拉動木塊，記下木塊做勻速運動時彈簧秤的讀數(shù)2 .（1）方案B較好，因為實驗結(jié)果不受木板如何運動的限制，且彈簧測力計是靜止的，較易讀數(shù).（2）由木塊受力平衡得F