2023年物理实验报告

【实验报告:】探究影响摩擦力大小的因素单位:姓名:指导教师：

【实验名称：】探究影响摩擦力大小的因素【实验背景：】当代社会,动力学的研究贯穿与科技的各个领域,摩擦力的影响越来越突出,它以各种方式对人类的生产、生活产生着巨大而深刻的影响。运用有益摩擦并避免有害摩擦是节省能源的重要途径之一，为此，我们认为“探究影响摩擦力大小的因素”,寻找节能的有效方法和途径，对“建设节约型社会”具有重要的意义。如传输带传送货品、汽车刹车、马拉雪橇、把戏滑冰等都与摩擦力有关。【实验目的：】１.以平常生活中摩擦力的作用为切入点,运用初中物理所学的有关摩擦力的知识,研究分析摩擦力受何种因素影响并掌握教材中的有关力学知识。2.通过本课题较强的实践性,研究分析生活实例，提高自身的动手能力和逻辑思维能力。提高我们的归纳总结能力，而成员间的配合和协调能力等。3.结识探究影响静摩擦力大小的因素和规律。探究影响滑摩擦力大小的因素与规律。结识动摩擦因数的值与材料及表面状况有关。研究物体在滚动过程中所受的摩擦力。【实验器材：】测力计（量程为5N和10N)，木块、铁块、长木板、钩码、粗面料布条、皮革条、（以上按小组配备）。小塑料桶，水,带滑轮木板、细线，支架、电脑、运用ｅｘcel解决实验数据。【实验内容与方法:】探究影响静摩擦力大小因素:FfFf环节：如图先逐渐向小桶内注入水，但保持木块相对木板静止,后继续加水，直到木块恰好运动。现象：观测实验,思考在加水的过程中,静摩擦力随拉力逐渐变大对木块在水平方向受力分析如上右图结论：静摩擦力大小的规律ƒ静=F静摩擦力大小与物体所受外力有关静摩擦力的大小0＜ƒ静≤ƒｍax静摩擦应用:文具盒放在课桌上,文具盒和课桌都受到了阻碍作用，但这种相对静止时受到的阻碍作用的现象称静摩擦。我们乘坐公共汽车时,汽车启动，脚随车一起运动,汽车刹车时，脚随车一起停止,是由于汽车底板对人脚施加了静摩擦力。而我们走路时，脚用力向后蹬地,脚与地面间并未滑动,地面对脚施加了静摩擦力。思考与探究:最大静摩擦力大小与哪些因素有关？怎么才干计算出它的大小呢？2、探究影响滑动磨擦力大小的因素:实验一1、猜想;影响滑动磨擦力的大小的四个也许因素:①、接触面的大小;②、物体的运动速度;③、压力大小；④、接触面的粗糙限度．2.设计实验方案:①、保证接触面粗糙限度、压力的大小、速度大小不变,改变接触面的大小，比较摩擦力大小;②、保证接触面粗糙限度、接触面的大小、压力的大小不变，改变速度的大小,比较摩擦力大小。③、保证接触面粗糙限度、接触面的大小、速度的大小不变,改变压力的大小,比较摩擦力大小。④、保证接触面的大小、压力的大小、速度的大小不变,改变触面粗糙限度,比较摩擦力大小；3、选择实验仪器,根据实验规定控制操作条件；①、为改变接触面的大小，可选用长方体形状的木块；②、要改变速度的大小，可以通过更换轮子的大小来实现；③、要改变压力的大小,可以通过在木块上加减钩码来实现。④、可以运用毛巾、丝巾等改变接触面的粗糙限度。4．收集数据、分析数据：将质量为ｍ的木块放在固定的有粗糙表面的水平木板上,用力F拉木块,使木块沿水平匀速滑动（图4—3８），记录拉力F的值。通过在木块上加砝码改变压力N，同时改变拉力Ｆ，仍使木块沿水平面匀速滑动,记录各次的N、F值,研究N与F的关系。测量数据实验次数n１234压力N/Ｎ１．52．02.５.３．0拉力Ｆ/N4.86．27.８9.60.310．3２0．３2０.３1实验结果表白，随着压力N的增大，拉力F的大小变大,但F/N的大小不变;这说明滑动摩擦力的大小与压力Ｎ的大小正比。改变水平木板的粗糙限度,反复上述实验，结果如何？请你继续探究。５、实验方法的探究与改善如图－3来关于滑动摩擦力大小与物体间压力关系实验探究。采用手拉弹簧称，使木块匀速运动。假如木块不是做匀速直线运动,那此时弹簧的示数就不等于木块所受的滑动摩擦力的大小。但是要使手拉弹簧完全是在做匀速直线运动,是比较困难的。其实只要对图－3进行两处修改就可以达成完美的效果。可设计成如图4所示的实验装置图１、把弹簧称用手拉的那端固定在一固定处;2、人的拉力作用在木块下端的木板上图4T木块木板弹簧称砝码当拉动下端的木板运动时,上端的木块相对下端的木板发生相对运动，木块受到木板施加的滑动摩擦力。而木块图4T木块木板弹簧称砝码实验二:１在桌面上分别铺上毛巾，棉布与玻璃，将一个小木块先后平放在上面，用弹簧测力计分别匀速水平拉动它前进，发现在毛巾上拉动小木块时,弹簧测力计的示数最大，也就是说摩擦力最大，这充足说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙限度有关,接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。2把木块正放在桌面上,用弹簧测力计匀速直线拉动它,并读出弹簧测力计的示数为F1；在木块上放一个重物,再用弹簧测力计匀速直线拉动它,读出弹簧测办计的示数为Ｆ2;比较Ｆ1和F2得到滑动摩擦力与压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。３：把木块正放和侧放在桌面上,分别用弹簧测力计匀速直线拉动它,读出测力计的示数为Ｆ1和Ｆ２，比较Ｆ1和F２，发现F1=Ｆ2,改变拉木块的速度，发现拉力不变,这可以说明滑动摩擦力与接触面积及物体相对运动速度无关。４:实验结论；①、滑动摩擦力与接触面的大小无关。③、滑动摩擦力与物体运动速度无关。③、滑动摩擦力与压力有关,压力越大，滑动摩擦力越大。④、滑动摩擦力与接触面粗糙限度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。总之，物体在滑动过程中接触面阻碍物体相对运动的力叫滑动摩擦力,影响滑动摩擦力的因素有两个:一是与接触面的粗糙限度有关；二是与压力的大小有关。３、探究影响滚动磨擦力大小的因素:实例探究1：车轮和地面间的摩擦属滚动摩擦。车胎打足气时,骑起来就轻快,气局限性，则吃力,因素分析看下图(５)——打足气的车胎。胎与地面接触面可抱负地认为是小点接触。轮子所受重力作用线通过轮与地面的接触点，对轮的滚动不发生影响,也就是说受到的滚动摩擦力很小，骑时就很轻松。再看图（6）——气局限性的车胎。它与地面的接触面如ＡB所示,当车轮顺时针滚动时,它将以图中的A为转动轴发生转动，这样一来,车所受重力Ｇ对于支点A就会产生一个逆时针的力,阻碍车轮向前滚动,于是骑车时就会感到费力。小结：影响滑动摩擦力大小的因素有:①、压力的大小。压力越大,滑动摩擦力越大③、接触面粗糙限度、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。改善设计：1)、多次实验，每次选用材料不同2）、每次探究所提供材料下的滑动摩擦力随压力变化的关系。３)、根据情况选择合适量程的测力计4）、某一压力下用多次测量记录平均数据来减小误差。【实验结果分析与讨论：】探究是一种非常有效的学习活动，是一个培养科学爱好、发展个性专长、拓宽视野、丰富知识以及开发发明力的广阔天地。而实践是探究式学习的灵魂。在探究过程中,围绕研究的问题，通过实验、观测、记录、查阅资料、搜集信息、分析现象、查找数据等大量实践探索活动,丰富感性结识,进一步了解事物的内在规律。【思考与建议:】一、思绪与创新：1、设计思绪：教材上有关滑动摩擦力演示实验,是用测力计水平方向拉着滑块匀速运动来显示滑动摩擦力的大小,这样做存在下述两个重要问题:一是不易观测，可见度差;二是实验的误差较大。２、误差来源分析:１)、铡力计挂钩与刻度板之间有摩擦;2）、用手拖动很难保训鳖骨块做匀速直线运动;3）、测力计水平放置与竖直放置的零刻度不同。为了便于观测和减小实验误差,需对传统的滑动摩擦力演示仪器进行改善、创新。３、改善设计思绪是:1）、把测力计用支架固定在小车上，使测力计竖直放置,