“测定动摩擦因数”实验的设计与开发

1、测定动摩擦因数”实验的设计与开发、实验设计如何进行1. 依据实验目的，确定实验的理论依据 本实验目的是测量动摩擦因数，实验的理论依据为滑动 摩擦力公式，其中f为滑动摩擦力，卩为动摩擦因数，为两 物体间正压力 .2. 依据实验理论依据，确定所要测量的物理量 根据，要测量动摩擦因数，只要测量滑动摩擦力 f 及两 物体间正压力即可 .3. 确定实验的原理 摩擦力的测量，原理主要是根据平衡法，即使物体受到 的摩擦力与拉力平衡，对拉力进行测量 .4. 制定实验方案，尝试选择实验方法及所需要的装置与 器材，对方案进行反思修正 .方案 1 运用弹簧秤测压力与滑动摩擦力 （以测量书与桌 面间动摩擦因数为例）实

2、验器材：弹簧秤、书 . 实验操作：把书放在桌子上，水平拉弹簧秤，使书做匀 速运动，读出弹簧秤示数 F1.再用弹簧秤书吊起来，当书静 止不动的时候，读出弹簧秤示数 F2.实验数据处理： 反思与改进：本实验原理简单，实验过程清晰，但误差 较大，主要原因为书是否在做匀速直线运动很难确定.可进行如下改进：书上粘上一条纸带，让纸带穿过书后面的打点计 时器，根据纸带打点是否均匀来确定书是否做匀速运动 .方案 2 通过测量长度来测量压力与动摩擦力 （以测量木 块与木板间动摩擦因数为例）实验器材：木块、木板、垫木、刻度尺 实验操作：将垫木搁置在木板下面组成一个斜面，移动 垫木的位置，改变木板的倾角 a，直到轻

3、推木块，木块能沿 斜面匀速运动，测量此时斜面高度 h 及在斜面水平面上投影 的长度 f.实验数据处理： 反思与改进：该方案取材方便，贴近生活，一把刻度尺 就可以测定动摩擦因数 .但与方案 1 相似，目测木块是否做匀 速运动带来的误差也较大 .改进的方法类似于方案 1，也可以 用光电门来判断物体是否匀速运动，即在木块上固定一遮光 条，在斜面上不同的位置固定两光电门，调整斜面倾角，直 到木块通过两光电门时间相等即可 .方案 3 用力传感器测量动摩擦力大小 （以测量木块与木 板间动摩擦因数为例）实验器材：传感器和需要的相关软件、电脑、木块、绳子、长木板、砝码、天平实验操作：将实验器材按图 2 连接好

4、，将传感器与电脑 相连，手缓慢向右拉木板，直到木板运动.电脑采集信号后，由配套软件自动生成摩擦力随时间变化的图象 (图 3 所示) 用天平测出砝码和木块的总质量 m.实验数据处理：由于木块与砝码始终是不动的，传感器 对它们的拉力与板对木块摩擦力平衡，因此传感器显示的力 等于摩擦力 .图象中， 能看出摩擦力的变化过程， 即摩擦力都 由零增大到最大静摩擦力，然后开始运动滑动，其滑动摩擦 力 f1 是不变的反思：本方案优于方案 1、方案 2.方案 1、方案 2 中都 必须保证物体做匀速直线运动，而本方案中用力拉木板，不 管板做什么运动，传感器显示的力都等于摩擦力 .二、实验设计，一试身手1.给你一个

5、弹簧秤、木块、细线、斜面、电火花打点计 时器、纸带，设计实验测量木块与斜面的动摩擦因数 .2.某同学在做测定木板与木块间动摩擦因数的实验时， 设计了两种实验方案：方案A:木板固定，用弹簧测力计拉动木块， 如图4(a) 所示；方案B:木块固定，用手拉动木板，如图4( b)所示， 除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外，该同学 还准备了质量为 200 9 的配重若干 .( g=10m/s2 )（ 1）上述两种方案中， 你认为更合理的方案是 原因是 ；（ 2）该实验中应测量的物理量是 ；（ 3）该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正 压力，记录了 5 组实验数据，如下表所示：请根据上述数据画出木块所受摩擦力 f 和压力的关系图 象；由图象可求出木板和木块间动摩擦因数是参考答案1.将细线的一端系在木块上，另一端系在弹簧秤的挂钩 上，在静止情况下测出木块的重力G.木块放在斜面上，用弹簧秤沿平行于斜面的方向向上拉动木块，用打点计时器判断 木块是否匀速运动，调整拉力大小，当木块做匀速运动时， 记下弹簧秤的读数 F;同理用弹簧秤向下拉动木块，记下木 块做匀速运动时弹簧秤的读数2.（1）方案 B 较好，因为实验结果不受木板如何运动的 限制，且弹簧测力计是静止的，较易读数.（2）由木块受力平衡得