摩擦因数测定实验
摩擦因数测定实验
一、实验目的
1.掌握动滑动摩擦因数测定的实验原理；
2.掌握动滑动摩擦因数测试的方法；
3.对比不同材料相对滑动时的摩擦因数。
二、实验仪器设备
1.理论力学多功能实验台摩擦因数测定装置
2.滑动试块
三、实验原理
假定质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面以加速度a滑下，动滑动摩擦因数为f
。对滑块进行受力分析可得：
d
为了测定加速度a的大小，在斜面板上安装有两个光电门，在每个滑块上设置有左右两个挡光片，宽度为50mm。设左挡光片通过第一个光电门的时间为t1，滑块速度为v1；通过第二个光电门的时间为t2，速度为v2。滑块左挡光片通过两
个光电门的时间间隔为t 3。
为了采用挡光片的中心速度代表滑块的速度，对t 3修正为t 4 。则：
实验时通过光电门自动采集时间t1、t2和t3，读取斜面板的倾角，即可计算出动滑动摩擦因素的大小。
四、 实验步骤
1. 调节斜面倾角，确保滑块能顺利下滑，记录角度值。
2. 打开系统电源开关，点击触摸屏中央进入用户界面，输入用户名（1）与密码
（1），进入主菜单，点击“摩擦因数实验”进入测试界面。
3. 先按“复位”键，将表格中数据清零，再按“开始”按钮，“运行”开始闪烁，仪器进入数据采集准备状态。
4. 将滑块放在斜面高端，松手让其自由滑落，系统显示t 1、t 2 、t 3，记录数据到报告表格中。
5. 再按 “开始”按钮，进行第二次实验，重复步骤4共测量10次。
6. 更换实验材料，重复实验步骤3-5。
221
1t S v t S v ==2
22134t t t t +-=412t v v a -=θθcos )(tan 42121g t t t t t s f d --=
7.关机，整理复原实验设备。
五、注意事项
1.斜面倾角调整时，不要用力过猛，也不必刻意将其调整到特殊角度（如30°），
但应保证滑块能够顺利滑下。
2.每次滑块滑行前要保证斜面清洁，测试完毕，检查数据是否有效，无效数据
舍去，重做一次。
3.实验点击“运行”按钮后，身体各部位不要作切割激光的动作。
六、思考题
1.摩擦因数与哪些影响因素有关？
2.试分析可能引起误差的原因。
影响滑动摩擦力大小的因素教案
影响滑动摩擦力大小的 因素教案 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
科学探究：影响滑动摩擦力大小的因素“授之以鱼，不如授之以渔”。物理是一门以观察和实验为基础的学科，培养学生科学的思维能力至关重要，本节课着重培养学生发现问题，解决问题的能力，体现从生活走向物理的教学理念。 【教材分析】 1.本节内容属于教科版八年级下，第七章第5节，是前面弹力、重力内容的延伸，也是力学的基础知识。同时这也是一节实验探究课。教材从生活中的摩擦现象引入，以探究滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。同时，这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点。在通过实验得出滑动摩擦力的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象。 2.在课本中本节课知识在《二力平衡》的前面，而本节教材中滑动摩擦力的测量涉及到二力平衡知识的具体应用，为了更好的完成实验探究，所以我对教材做了简单的整合。即，把摩擦力知识放在二力平衡知识的后面学习。 【教学目标】 一．知识与技能
知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系；并能在实际生活中加以应用。 二、过程与方法 经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，体会怎样进行科学的猜想，理解在研究多因素问题中怎样运用“变量控制”的方法。并对常见的科学研究方法有所了解，主要涉及控制变量法，转化法，记忆法，列表法，图像法，实验法。 三、情感、态度与价值观 1.通过对实验过程中误差的分析，培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神。 2.引导学生对实验过程进行评估和改进，从而培养学生的探究能力和创新精神，更注重让学生主动获取知识。 3.?体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系。 4.体验科学研究中的各种研究方法。 【教学重点和难点】 重点： 指导学生正确的进行实验并对实验现象和数据进行准确的分析，使学生通过实验认识影响滑动摩擦力大小的因素。
动摩擦因数的几种测量方法
动摩擦因数的几种测量方法 高中物理实验中动摩擦因数的测量方法进行分类整理如下： 方法一：利用平衡条件求解。在学习过计算滑动摩擦力公式f=μN 之后，可以利 用平衡条件进行实验。 例1：如图1所示，甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块P 与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法。已知铁块P 所受重力大小为5N ，甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧秤向右拉P ，使P 向右运动；乙图把弹簧秤的一端固定在墙上，用力水平向左 你认为两种方法比较，哪种方法可行？你判断的理由是 。 图中已经把两种方法中弹簧秤的示数（单位：N ）情况放大画出，则铁块P 与金属板间的动摩擦因数的大小是 分析与解答：以铁块P 为研究对象，显然，在甲图所示方法下，弹簧秤对铁块P 的拉力只有在铁块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证铁块P 匀速前进。而在乙图所示方法下，不论金属板如何运动，铁块P 总是处于平衡状态，弹簧秤的示数等于铁块所受滑动摩擦力的大小，故第二种方法切实可行，铁块所受摩擦力f=2.45N 。 由于铁块在水平方向运动，其在竖直方向受力平衡，故此时正压力在数值上等于铁块所受重力大小，即N=5N ，由f=μN 得49.0== N f μ 方法二：利用牛顿运动定律求解 例2：为了测量小木块和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如图2所示的实验：在小木块上固定一个弹簧秤（弹簧秤的质量不计），弹簧秤下吊一个光滑
小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图所示，用手固定住木板时，弹簧秤的示数为F 1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧秤的示数为F 2，测得斜面的倾角为θ，由测量的数据可以计算出小木板跟斜面间的动摩擦因数是多少？ 分析与解答：对小球，当装置固定不动时，据平衡条件有F 1=mgsin θ ① 当整个装置加速下滑时，小球加速度m F F a 2 1-= ②，亦即整体加速度，所以 对整个装置有a=gsin θ-μgcos θ得 θ θμcos sin g a g -= ③ 把①、②两式代入③式得 θθ θ θ θμtg F F mg F g m F F m F g a g 1 222 11 cos cos cos sin == --= -= 方法三：利用动力学方法求解 例3：为测量木块与斜面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑，如图3所示，他使用的实验器材仅限于（1）倾角固定的斜面（倾角θ已知），（2）木块，（3）秒表，（4）米尺。 实验中应记录的数据是 。 计算动摩擦因数的公式是μ= 。 为了减少测量的误差，可采用的办法是 。 分析与解答：本题可从以下角度思考： 由运动学公式2 2 1at S = 知，只要测出斜边长S 和下滑时间t ，则可以计算出加速度。再 由牛顿第二定律可以写出加速度的表达式θμθcos sin g g a -=。将此式代入2 21at S = 得 图3
摩擦力的种类及影响因素
摩擦力的种类及影响因素 一、摩擦力 1．摩擦力的定义 两个相互接触的物体，当它们发生或将要发生相对运动时，在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。 ⑴产生摩擦力的条件 ①接触并且挤压； ②接触面粗糙； ③相对运动或相对运动趋势。 判断物体与接触面之间有无摩擦力： ⑵摩擦力的三要素 作用点：接触面上； 方向：与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反。 思考：与运动方向相反对么？( ) 2．摩擦力的种类 ⑴静摩擦力：两个相对静止的物体之间有相对运动趋势时受到的摩擦力叫做静摩擦 力。 大小影响因素：与引起发生相对运动趋势的力的大小相等。 如：
⑵滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体相对运动 的力。 滑动摩擦力大小影响因素： 压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大(图甲丙)； 接触面相同时，压力越大，摩擦力越大。(图甲乙)。 结论：压力、接触面的粗糙程度 ⑶滚动摩擦力(了解) 在其他条件相同的情况下，滚动摩擦约是滑动摩擦的11 ~ 2030 如： 3．增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法 ⑴增大方法：增大压力、增加接触面的粗糙程度、变滚动为滑动。 如： ⑵减小方法：减小压力、加润滑油、减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动。 【例1】小明用力推车没有推动，原因是( ) A．小明对车的推力等于车受到地面的阻力 B．小明对车的推力小于车受到地面的阻力 C．小明对车的推力大于车受到地面的阻力 D．小明对车的推力小于车对小明的推力
【例2】如图所示，用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动，若将手的握力增大到8N，手与水杯之间摩擦力的大小将________(填“变大”“变小”或“不变”)。若将水杯 总重增加到2N，水杯仍然静止不动，则手与水杯之间摩擦力的大小为_____ N。 【例3】下面关于摩擦的说法，正确的是( ) A．轴承里加润滑油可消除摩擦 B．用滚动代替滑动可大大减小摩擦 C．鞋底上的花纹是为了防止摩擦 D．如果路面无摩擦，车辆将行驶得更快 【例4】一根质量为m、长为L的均匀长方体木料放在水平桌面上，如图所示，现用水平推力F把木料推向桌边，到木料掉下桌边之前，桌面对木料的摩擦力大小( ) A．逐渐减小到零 B．保持不变 C．先增大后减小 D．先增大后保持不变 二、弹力(了解) 1．弹力的定义： 当物体发生弹性形变的时候，会产生阻碍发生形变的力，这种力就叫做弹力。 注：⑴弹性形变：物体在受到力的时候会发生形变，不受力时又会恢复原来的形状。 ⑵通常所说的拉力、压力、支持力等，其实质就是弹力。 ⑶产生弹力的条件：接触；产生弹性形变。 ⑷弹性形变越大，产生的弹力就越大。 2．弹力的应用：弹簧测力计 使用方法： ⑴使用前要看清弹簧测力计的量程、零刻线和最小分度值；调零。 ⑵测量时，弹簧测力计的轴线应与所测力的方向一致，避免摩擦。
测摩擦力实验专题
【学习目标】掌握探究滑动摩擦力大小的影响因素的实验方法和注意事项． 【方法点拨】 1．评价甲乙两种方案 同样是测滑动摩擦力，甲、乙两方案，区别是？ 【经典例题】 例1 本题选自腾讯课堂付费课程《初中物理力学专题突破》-01力、相互作用力与平衡力-探究滑动摩擦力大小的影响因素（2） 探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置如图所示．在小桶内装入适量的沙子，滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动． （1）为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小，应测量______________，所需测量仪器是______________． （2）把毛巾铺在木板上，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动，说明______________________________________________________________________________． （3）小明想用钩码代替沙桶，请你对此作出评价：_________________________________． 例2 本题选自腾讯课堂付费课程《初中物理力学专题突破》-01力、相互作用力与平衡力-探究滑动摩擦力大小的影响因素（2） 如图1所示，小明在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速直线运动，通过改变放在木块上的砝码改变压力，分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力，并根据实验数据描点画出了滑动摩擦力f摩与对应压力F压关系的图象． （1）分析图象甲或乙可知，木块对木板的___________越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大；比较图象可知，_____（选填“甲”或“乙”）木板更粗糙． （2）小明在实验中发现，拉着木块运动时很难控制“匀速”，于是他设计了如图2所示的装置，将弹簧测力计固定，改为拉动平板小车，当他水平向左拉动平板小车时，木块所受到的摩擦力的方向为_____．这样改进后的装置的优点是_______________________． 例3 本题选自腾讯课堂付费课程《初中物理力学专题突破》-01力、相互作用力与平衡力-探究滑动摩擦力大小的影响因素（2） 在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究．实验步骤如下：
影响摩擦力大小的因素
影响摩擦力大小的因素 --------能动一班孟凡梓17145393 在我们的生活、生产中,摩擦力无处不在.摩擦力按其性质可分为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力三种.不同性质的摩擦力,影响其大小的因素亦不相同.选择了滑动摩擦力和静摩擦力进行研究,并研究其影响. 那么摩擦力为什么有大有小,在小的时候我们就知道下雨是要穿有丁的鞋或鞋底有花纹的鞋,那样的话可以防滑,但都不知道是什么原因,后来上初中知道了摩擦力,高中大学对摩擦力有了更深的认识.首先对于滑动摩擦力,从课本中知道它与正压力成正比.我们组员采取控制变量法,通过实验准确验证了在动摩擦因数一定时,误差范围内，滑动摩擦力与正压力成正比这一结论.但因为动摩擦因数较难控制,只粗略验证了f＝μN这一结论。 那么动摩擦因数由什么决定呢?我们知道动摩擦因数反映物体表面的粗糙程度,反过来说就是物体表面的粗糙程度决定了动摩擦因数,而动摩擦力是两个有不光滑接触,有相对运动的物体,因此动摩擦因数也不是单独由某一物体表面粗糙程度决定的,而是由两个有相互作用摩擦力的物体的接触面粗糙程度决定的.假如我们拿一支笔,一段小绳,把绳子缠绕在笔上,我们会发现绳子缠绕的圈数越多越难拉动,如果绳子之间有重叠的话,则更是难以拉动.这中间是否存在其它影响摩擦力的因素呢?我们分析得到：绳子在笔上每绕一圈,绳子与笔之间就多了一圈（无数多个）接触点,两者之间的相互作用就多了无数处,即有更多的地方产生摩擦力,所有的摩擦力叠加在一起,便使合力增大了.若绳子中有重叠,则不止绳子与笔之间,连绳子与绳子之间也会有相互作用,阻碍对方运动.且这时绳子与笔的压力除直接与笔接触的绳子的压力外,也包括绳子与绳子之间的压力,这样摩擦力便急剧增大,以致难拉动绳子.生活中,船靠岸时总是用绳子绑住岸上的桩,也是采用多绕几圈绳子的办法来增大摩擦力的.但这里面并不包括除正压力及动摩擦因数以外的其它影响摩擦力大小的因素.那么对于静摩擦力,其产生原因是因为物体间有相对运动的趋势.而相对运动趋势产生的原因是有外力作用,因此,产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力,还需要有外力作用.在不超出最大静摩擦力的范围时,外力越大,静摩擦力越大.一旦超出最大静摩擦力的范围,物体便开始运动,静摩擦力变为滑动摩擦力.那么最大静摩擦力与什么有关呢?经过实验可知fmax=μN即最大静摩擦力与静摩擦因数和正压力成正比,其中静摩擦因数比动摩擦因数稍大,因为当外力等于动摩擦力时,物体受力还是平衡的,要使物体运动,就必须增大外力. 至于物体在流体中运动时,主要是受到排开流体时流体产生的阻力,但物体侧面受到流体的摩擦力也是不可忽略的.对于排开流体时所受的阻力,可采用把运动物体改造成流线型等方法来减小,也可采用相反的方法来增大.对于物体运动时侧面所受摩擦力,我们知道,物体运动时会带动附近流体随之运动,而稍远处的流体仍是静止的,这样,根据伯努利方程可知,静止的流体会对物体有压力,加之物体与流体间的接触不光滑,便会产生摩擦力.而且随着速度的增加,运动的流体的压强减小,而静止的流体压强不变,所以压强差与压力都增大,摩擦力也就增大；经过类似的分析可得随着深度的增加,摩擦力也是增加的. 影响摩擦力大小的因素是固定的,较少的,但其表现形式却十分多样化、复杂化、只有充分了解、控制这些因素,才能充分利用有益摩擦,避免有害摩擦,最大摩擦力是物体与物体相接触时,在接触面上产生一种阻止它们相对滑动的作用力.摩擦是一种极为普遍的力学现象,在人类生活、生产中无处不在.不仅固体与固体的接触面上有摩擦（这类摩擦称为干摩擦）,就连固体与液体的接触面或固体与气体的接触面上都有摩擦（这两类摩擦称为湿摩擦）. 摩擦力带来的影响, 推桌子时,如果没有推动,则桌子有一个向右的运动趋势,同时桌子会受到一个向左的静摩擦力的作用,阻碍它的这种运动趋势,使桌子处于相对静止状态.传递带把货物往上运的过程中,如果没有摩擦,则货物要沿斜面下滑,所以物体有沿斜面下滑的趋势,
影响摩擦力大小的因素
影响摩擦力大小的因素 开题报告 课题组成员：2002级9班游顺勇、陈佳友 课题组长：游顺勇主导课程：物理 一、选题背景 在当代，工、农业生产活动中应用了大量机器。机器的广泛应用，使摩擦力的影响越来越突出，如何利用有益摩擦及避免有害摩擦是节省能源的重要途径，而摩擦力又以各种方式影响人们的日常生活。摩擦力对人类生产、生活的巨大影响引起了我们的兴趣，因此我们选择此课题进行研究。 二、研究的目的和意义 以日常生活中摩擦力的作用为切入点，运用中学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，力求得到一些课本所没有的知识，拓宽知识面，从而加深理解和掌握教材中的有关力学知识。 本课题有较强的实践性，通过组员实验，研究分析生活实例，能提高自身的动手能力和逻辑思维能力。同时通过写论文还能提高我们的文字表达能力，而组员间的配合也是对我们的合作精神和组织协调能力的考验。 三、研究的主要内容 1、验证滑动摩擦力受正压力及动摩擦力因素影响，并探索其它影响滑动摩擦力的因素。 2、研究影响静摩擦力的因素。 3、定性研究物体在流体中的运动时所受的摩擦力。 四、研究的主要方法 1、文献研究法从新浪网、课外书籍中采集资料进行分析研究。 2、实验研究法通过动手做实验进行定量研究。 五、研究计划 [一]研究步骤 （第一阶段）：此阶段为理论分析阶段。明确研究的目的和意义，为接下来
的实验验证阶段确定研究方向。本阶段计划用七周，分以下几个步骤进行： 1、确定研究课题 2、查阅文献资料 3、设计研究方案，撰写开题报告 （第二阶段）：此阶段为实验验证阶段。通过一系列实验，结合组员间的讨论定下论文初稿，再通过指导老师的指导，进行补充修改。最后形成正式的研究报告、论文。本阶段计划用十三周时间，分以下几个步骤进行： 1、进行实验研究，取得实验数据。 2、整理、总结研究结果。 3、撰写论文。 4、成果展示。 [二]任务分工 1、查阅资料：陈佳友 2、准备开题报告：游顺勇 3、撰写论文：游顺勇、陈佳友 4、成果展示：全体组员 六、可行性分析 1、课题本身是一个常见的问题。与日常生活密切相关，多种书籍都曾进行探讨，有较充分的资料来源，且涉及的力学知识与中学物理教材紧密相连，使我们具备了一定的理论基础，具有现实性和合理性。 2、可利用每周学校研究性学习时间，周末及寒假进行研究活动，时间充足。 3、活动所需经费不多，活动工具简单，都能由组员自行解决。 4、全体组员对课题有浓厚的兴趣以及信心把研究做好。 七、预期成果：论文 八、成果表达形式：文字
摩擦因数测定实验
摩擦因数测定实验 一、实验目的 1.掌握动滑动摩擦因数测定的实验原理； 2.掌握动滑动摩擦因数测试的方法； 3.对比不同材料相对滑动时的摩擦因数。 二、实验仪器设备 1.理论力学多功能实验台摩擦因数测定装置 2.滑动试块 三、实验原理 假定质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面以加速度a滑下，动滑动摩擦因数为f 。对滑块进行受力分析可得： d 为了测定加速度a的大小，在斜面板上安装有两个光电门，在每个滑块上设置有左右两个挡光片，宽度为50mm。设左挡光片通过第一个光电门的时间为t1，滑块速度为v1；通过第二个光电门的时间为t2，速度为v2。滑块左挡光片通过两
个光电门的时间间隔为t 3。 为了采用挡光片的中心速度代表滑块的速度，对t 3修正为t 4 。则： 实验时通过光电门自动采集时间t1、t2和t3，读取斜面板的倾角，即可计算出动滑动摩擦因素的大小。 四、 实验步骤 1. 调节斜面倾角，确保滑块能顺利下滑，记录角度值。 2. 打开系统电源开关，点击触摸屏中央进入用户界面，输入用户名（1）与密码 （1），进入主菜单，点击“摩擦因数实验”进入测试界面。 3. 先按“复位”键，将表格中数据清零，再按“开始”按钮，“运行”开始闪烁，仪器进入数据采集准备状态。 4. 将滑块放在斜面高端，松手让其自由滑落，系统显示t 1、t 2 、t 3，记录数据到报告表格中。 5. 再按 “开始”按钮，进行第二次实验，重复步骤4共测量10次。 6. 更换实验材料，重复实验步骤3-5。 221 1t S v t S v ==2 22134t t t t +-=412t v v a -=θθcos )(tan 42121g t t t t t s f d --=
初中物理实验17 探究影响摩擦力大小的因素
实验17 探究影响摩擦力大小的因素 典例1 （2011年中考·江苏盐城卷）小明用图示装置探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．下列操作正确的是（） A．在木块上加放砝码 B．保持接触面粗糙程度不变 C．使木块侧放减小接触面积 D．沿水平方向匀速拉动木块 解析：选项A，木块上加放砝码，增大了木块对平面的压力，是研究摩擦力与压力大小的关系，与题意不符；选项B，实验正是研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，接触面的粗糙程度应该是个变量，显然保持接触面的粗糙程度不变不符合题意；选项C，木块侧放减小接触面积，研究的是摩擦力的大小与接触面积大小的关系，与题意不符；选项D，无论研究摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度、接触面积的大小这三个变量中哪一个变量的关系，都应该沿水平方向匀速拉动木块．因为根据二力平衡的知识，只有木块做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小。本题答案为D。 点评：注意本题的问题是“在研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系”实验中，属于正确操作的步骤，要求学生必须掌握这个探究实验的全部步骤，理解每一个实际操作的物理意义． 典例2 （2011年中考·四川达州卷）在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想： A．与物体运动的速度有关 B．与物体间的接触面积大小有关 C．与物体间的接触面的粗糙程度有关 D．与压力大小有关 实验室提供的器材有：一面较光滑一面较粗糙的长木板、两个带钩的长方体木块和一支弹簧测力计。 （1）实验中要用弹簧测力计水平匀速拉动木块，是因为由知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数。 （2）下表是小李同学设计并记录的实验数据表格：
影响滑动摩擦力大小的因素 教案
科学探究：影响滑动摩擦力大小的因素 “授之以鱼，不如授之以渔”。物理是一门以观察和实验为基础的学科，培养学生科学的思维能力至关重要，本节课着重培养学生发现问题，解决问题的能力，体现从生活走向物理的教学理念。 【教材分析】 1.本节内容属于教科版八年级下，第七章第5节，是前面弹力、重力内容的延伸，也是力学的基础知识。同时这也是一节实验探究课。教材从生活中的摩擦现象引入，以探究滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。同时，这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点。在通过实验得出滑动摩擦力的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象。 2.在课本中本节课知识在《二力平衡》的前面，而本节教材中滑动摩擦力的测量涉及到二力平衡知识的具体应用，为了更好的完成实验探究，所以我对教材做了简单的整合。即，把摩擦力知识放在二力平衡知识的后面学习。 【教学目标】 一．知识与技能 知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系；并能在实际生活中加以应用。 二、过程与方法 经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程，体会怎样进行科学的猜想，理解在研究多因素问题中怎样运用“变量控制”的方法。并对常见的科学研究方法有所了解，主要涉及控制变量法，转化法，记忆法，列表法，图像法，实验法。 三、情感、态度与价值观 1.通过对实验过程中误差的分析，培养学生实事求是地进行实验的科学态度和科学精神。 2.引导学生对实验过程进行评估和改进，从而培养学生的探究能力和创新精神，更注重让学生主动获取知识。 3. 体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系。 4.体验科学研究中的各种研究方法。
摩擦系数及其计算
达芬奇1508年提出假设，摩擦系数一般为0.25 阿芒汤1699年，摩擦系数0.3 比尤里芬格1730年，摩擦系数0.3 库伦，十八世纪，确定压力对摩擦系数的影响，并求出几种材料配合的摩擦系数的不同数值。 俄国，科捷利尼科夫、彼得罗夫，十九世纪中叶，摩擦偶件的摩擦系数并非不变摩擦系数影响因素： 1材料本性及摩擦表面是否有膜（润滑油、氧化物、污垢） 2静止接触的延续时间 3施加载荷的速度 4摩擦组合件的刚度及弹性 5滑动速度 6摩擦组合件的温度状态 7压力 8物体的接触特性，表面尺寸，重叠系数 9表面质量及粗糙度 A Static Friction Model for Elastic—Plastic Contacting Rough Surfaces． 形状误差对过盈联接摩擦力的影响分析及其修正 摩擦分类： 1动摩擦力，对应于很大的、不可逆的相对位移，相对位移大小与外施力无关。2非全静摩擦力，对应于很小的、局部可逆的相对位移，位移大小与外施力成正比，称为初位移，微米级。 3全静摩擦力，对应于初位移的极限值，初位移转变成相对位移。 根据运动学特征划分 滑动摩擦、旋转摩擦（变相的滑动摩擦）、滚动摩擦 根据表面状态，是否润滑的特征 1纯净摩擦，无吸附膜、氧化物等 2干摩擦，表面间无润滑油、污垢等 3边界摩擦，表面被一层润滑油分开，润滑油极薄（<0.1微米） 4液体摩擦 5半干摩擦 6半液体摩擦 静摩擦系数，克服两物体的接触耦合、使之摆脱静止状态所耗费的最大切向力对应接触物体所受压力载荷的比率。 滑动摩擦系数，克服两物体相对移动的阻力（超出初位移的范围以外）所耗费的切向力对应接触物体所受压力载荷的比率。 滚动阻力系数，··· 库伦方程，采用的滚动摩擦系数 T——滚动摩擦力，r——圆柱体的半径，P——接触物体所受压力 接触面积、粗糙度、载荷的影响 由于固体表面的粗糙度及波纹度，使得两个固体表面总是在个别的点上发生接触。
专题59 测定动摩擦因数和摩擦力祥解
专题59 测定动摩擦因数和摩擦力 高考命题潜规则解密59：测定动摩擦因数和摩擦力 规则验证：2012年江苏物理第11题、2012年山东理综第21题、2011·安徽理综卷21题Ⅰ 命题规律：测定动摩擦因数和摩擦力实验是高考考查的重点和热点，考查的试题难度中等。 【命题分析】“测定动摩擦因数”实验是利用已有实验知识的设计实验，高考命题综合性较强，难度中等。 典例1. (10 分) （2012年江苏物理第11题）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验. 实验中,当木块A 位于水平桌面上的O 点时,重物B 刚好接触地面. 将A 拉到P 点，待B稳定后静止释放，A 最终滑到Q 点. 分别测量OP、OQ 的长度h 和s. 改变h，重复上述实验，分别记录 几组实验数据. (1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法. (2)请根据下表的实验数据作出s-h 关系的图象. (3)实验测得A、B 的质量分别为m = 0. 40 kg、M =0. 50 kg. 根据s -h 图象可计算出A 块与桌面间的动摩擦因数μ= _________. (结果保留一位有效数字) (4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________(选填“偏大”或“偏小”).
典例2.（13分） （1）（2012年山东理综第21题）某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量 的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。 打点计时器电源的频率为50Hz。
“测定动摩擦因数”实验的设计与开发
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， 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 ： 把书放在桌子上，水平拉弹簧秤，使书做 出弹簧秤示数F1.再用弹簧秤书吊起来，当书 候，读出弹簧秤示数 F2. 卩为动摩擦因数， 桌面间动摩擦 因数为例） 实验器材 ： 弹簧秤、书 . 实验操作 匀速运动，读 静止不动的时
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 原 因为书是否在做匀速直线运动很难确定 .可 ：书上粘上 一条纸带，让纸带穿过书后面的 根据纸带打点是否均匀来确 定书是否做匀速 实验数据 处 理： 进：该方案取材方便，贴近生 活，一把刻度 动摩擦因数 .但与方案 1 相似，目测木 块是 否 来 的误差也较大 .改进的方 法 类似于方案 1， 门来判断物体是否匀速运动，即在木块上固 在斜面上不同的位置固定两光电门，调整斜 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） 差较大，主要 进行如下改进 打点计时器， 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 动垫木的位置 能沿斜面匀速 ：将垫木搁置在木板下面组成一个斜面， ,改变木板的倾角 a,直到轻推木块， 运 动，测量此时斜面高度 h 及在斜面水平面 木块 上投影的长度 f. 反思与改 尺就可以测定 做 匀速运动带 也可以用光电 定一遮光条， 面倾角，直到
测量摩擦因数
测动摩擦因数 动摩擦因数是高中课本上可以说为数不多的几个没被列入的被测物理量，但高考中时有考查，下面将近三年涉及到相关实验罗列如下： 2009（全国1） 23．（10分）某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。 实验步骤如下： ①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m； ②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1，B点到水平桌面的垂直距离h2； ③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t； ④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t； ⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα； ⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f- cosα关系曲线。 ⑴用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）： ①斜面倾角的余弦cosα=____________________； ②滑块通过光电门时的速度v=_________________； ③滑块运动时的加速度a=_________________；， ④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=________________。 ⑵测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得 d=__________________。
2011山东23.（12分）（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移 x。（空气阻力对本实验的影响可以忽略） ①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。 ②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。 ③以下能引起实验误差的是________。 a．滑块的质量b．当地重力加速度的大小 c．长度测量时的读数误差d．小球落地和滑块撞击挡板不同时 2008宁夏 Ⅱ.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。 （1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。 (2)回答下列两个问题： ①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有CD 。（填入所选物理量前的字母） A．木板的长度l B．木板的质量m1 C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3 E．滑块运动的时间t
摩擦系数及其计算
精心整理达芬奇1508年提出假设，摩擦系数一般为0.25 阿芒汤1699年，摩擦系数0.3 比尤里芬格1730年，摩擦系数0.3 库伦，十八世纪，确定压力对摩擦系数的影响，并求出几种材料配合的摩擦系数的不同数值。 俄国，科捷利尼科夫、彼得罗夫，十九世纪中叶，摩擦偶件的摩擦系数并非不变 摩擦系数影响因素： 1材料本性及摩擦表面是否有膜（润滑油、氧化物、污垢） 2静止接触的延续时间 3施加载荷的速度 4 5 6 7压力 8 9 1 2 3 1 2 3 4 5 6 滑动摩擦系数，克服两物体相对移动的阻力（超出初位移的范围以外）所耗费的切向力对应接触物体所受压力载荷的比率。 滚动阻力系数，··· 库伦方程，采用的滚动摩擦系数 T——滚动摩擦力，r——圆柱体的半径，P——接触物体所受压力 接触面积、粗糙度、载荷的影响 由于固体表面的粗糙度及波纹度，使得两个固体表面总是在个别的点上发生接触。 两个相互叠合的表面只是在其某些凸部发生接触，而这些凸部的总接触面积只占接触轮廓所限定的总表面面积的极小部分。随着压力增大，接触面积增大。凸部的直径几分之一微米至30~50微米（高度小于80微米）。
载荷增大，各点的直径增大，随后面积的增大主要是由于接触点数目的增多。 名义（几何）接触面积——由接触物体的外部尺寸描绘出来. 轮廓接触面积——由物体的体积压皱所形成的面积；真实面积即轮廓接触面上；轮廓接触面积与压力载荷有关。 真实（物理）接触面积——物体接触的真实微小面积总和，也是压力载荷的函数，并且在名义面积尺寸的1/100000至1/10的范围内变化，由接触表面的机械性能及粗糙度而定。 接触点的总数目及每一个接触点的尺寸随着载荷的增大而增大，但当载荷继续增大时，接触面积的增大主要是依靠接触点的数目的增加，尺寸几乎不再变化。 对于粗糙表面来说，需要耗费更大的力，使凸部变形，从而获得一定的接触面积；光滑表面，凸部变形不大时，就能获得很大的接触面积（试验知，光滑表面的接触点上的应力约为材料硬度的一半，粗糙表面的接触点应力为硬度的2-3倍）。 L a =δ=若认为第三个量度中所有凸部具有相同的截面轮廓，则lb S ?=，b ——被研究表面的宽度。但若凸部具有球形，则单个接触面积相应的等于2l π?。若认为接触点具有相同的半径，则2S r n ?π=。 为得出真实面积，除总宽度外，必须有个别点的半径方面的数据， 在第一种和第二种情况下，真实接触面积与互相接近程度成正比。 令()S x ??=，当0x =，()P x S ?=；当x h =，()0x ?=。 S P ——轮廓投影图的基础面积，称为计算接触面积，但x ——棒的高度，相对于经过最短的棒 的零位截面而言的。 令棒上的单位载荷q 为绝度压缩（x-a ）的函数，即
高一物理动摩擦因数、摩擦力的测量
掌握母题100例，触类旁通赢高考 高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。 母题十、动摩擦因数、摩擦力的测量 【解法归纳】测量动摩擦因数μ主要根据F=μF N及其相关知识。测量摩擦力可以根据平衡条件进行。 典例10（2011山东理综卷第23题（1））某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图6所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地 和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上 操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高 度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x。（空气阻力对本实验 的影响可以忽略） ①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。 ②滑块与斜面间的动摩擦因数为_______。 ③以下能引起实验误差的是________。 a．滑块的质量 b．当地重力加速度的大小 c．长度测量时的读数误差 d．小球落地和滑块撞击挡板不同时
【答案】①x/H ②(h- x 2 /H ③cd 【点评】探究“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验涉及巧妙，可操作性强，可重复性强，难度不大。 衍生题1（2003江苏物理第12题）实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。（打点计时器所用 交流电频率为50Hz ，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g =10m/s 2 ） 【解析】由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T 内的位移分别是： s 1=7.72cm ，s 2=7.21cm ，s 3=6.71cm ，s 4=6.25cm ，s 5=5.76cm ，s 6=5.29cm ，s 7=4.81cm ，s 8=4.31cm 以a 表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有()()()()2 4837261516T s s s s s s s s a -+-+-+-= ， 又知T =0.04s ，解得a =-3.0m/s 2 。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有： -μmg=ma ，解得μ=0.30。 【答案】根据图2中数据利用逐差法得 图1 图2 单位：cm
中考物理一轮复习 小专题(三)探究摩擦力的影响因素测试题
小专题(三) 探究摩擦力的影响因素 探究滑动摩擦力的影响因素是中考的热点，在中考中往往从以下几个方面展开考查：(1)实验的基本操作，如在水平方向上沿直线匀速拉动木块．(2)控制变量法的理解及应用．(3)二力平衡的应用．(4)实验现象及实验数据的分析． (2015·安顺)在“研究影响滑动摩擦力的大小的因素”的实验中，某同学将图甲实验装置改进为如图乙所示的装置：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动． 甲乙 (1)写出装置改进以后的好处： ________________________________________________________________________________________________ ______________________________________(写出一条即可)． (2)水平向右拉动长木板，弹簧测力计示数如图乙所示．根据________知识可知，木块所受的滑动摩擦力为________N. (3)将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他得出这一结论正确吗？答：________，因为
________________． 点拨：1.研究滑动摩擦力影响因素的实验方法：(1)间接测量法：实验中，沿水平方向匀速拉动物体，拉力与摩擦力是一对平衡力，测出拉力，间接得到摩擦力；(2)控制变量法：每次只能改变一个因素进行实验． 2．滑动摩擦力的大小只与压力的大小与接触面的粗糙程度有关，与速度大小、接触面积的大小等因素无关． 1．(2015·兰州)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，做了如图所示的实验．为了测定滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其在水平桌面上做________运动．根据滑动摩擦力与拉力是一对________(填“平衡力”或“相互作用力”)，可知滑动摩擦力的大小与拉力的大小相等．为了探究滑动摩擦力的大小与压力的关系，应比较________两图；为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，应比较________两图．
摩擦力的计算方法
摩擦力的计算方法 滑动摩擦力和静摩擦力的求解方法是不一样的，在求解摩擦力大小时，一定要分清是静摩擦力，还是滑动摩擦力． 一、滑动摩擦力大小的计算 1．公式法：根据F=μF N计算． (l)根据物体的受力情况，求出对物体的正压力F N. (2)由公式F=μFN求出滑动摩擦力，其中户为动摩擦因数． 2．二力平衡法：物体处于平衡状态（匀速、静正），根据二力平衡条件求解． 二、静摩擦力的计算 1．平衡条件法求解静摩擦力．如图3-3-19所示，水平面上放一静止 的物体，当人用水平推力推物体时，此物体静止不动，据二力平衡条件，说 明静摩擦力的大小等于推力的大小， 2．静摩擦力是一种被动力，它随外力的变化而变化，静摩擦力的取 值范围：O 高中物理人教（新课标）必修1同步练习：第三章实验探究测定动摩擦因数A卷(练 习) 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、实验探究题 (共13题；共45分) 1. （2分） (2020高二上·柳江期中) 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验．如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止． （1）若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有__________． A . 油滴质量m B . 两板间的电压U C . 两板间的距离d D . 两板的长度L （2）用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________（已知重力加速度为g） （3）在进行了几百次的测量以后，密立根发现油滴所带的电荷量虽不同，但都是某个最小电荷量的整数倍，这个最小电荷量被认为是元电荷．关于元电荷下列说法正确的是（______） A . 油滴的电荷量可能是 C B . 油滴的电荷量可能是 C C . 元电荷就是电子 D . 任何带电体所带电荷量可取任意值 【考点】 2. （4分） (2019高三上·武冈月考) 某物理兴趣小组在一次探究活动中，要测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，右端装有定滑轮；木板上有一滑块，其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，右端通过跨过定滑轮的细绳与托盘连接，打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列点． （1）上图给出的是实验中获取纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a＝________(保留三位有效数字)． （2）请回答下列两个问题： ①为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数，还需测量的物理量是________填写字母代号) A ．木板的长度L B ．木板的质量m1 C ．滑块的质量m2 D ．托盘和砝码的总质量m3 E ．滑块的运动时间t ②欲测量①中所选定的物理量，所需要的实验器材是________． （3）实验时，用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，则滑块与木板之间的动摩擦因数μ＝ ________(用L、g、a、m1、m2、m3、t中所需字母表示)．与真实值相比，测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”)．高中物理人教(新课标)必修1同步练习：第三章 实验探究 测定动摩擦因数A卷(练习)