探究测定动摩擦因数的设计型实验(精)

探究“测定动摩擦因数”的设计型实验 探究设计实验是要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，探究物理规律或测定物理量的值，有助于培养学生的探究创造能。

下面是新教材高一年级物理“摩擦力”一节教学中布置的自行设计“测定木块与木板间的动摩擦因数”的实验。

学生经过探究出现的三种情况，并且学生经过讨论确定它们的优缺点，具体如下：
方法一、如图所示装置
其步骤是：
1、 用弹簧秤测定摩擦块的重力G 。

2、 用弹簧秤拉着摩擦块在水平木板撒还能够做匀速直线运动，测其拉力 拉F ，根据平衡条件：摩拉F F =，正压力G F N =。

3、 用测量得到的滑动摩擦力和正压力的关系来求动摩擦因数。

学生通过探究知道步骤2中拉力的数据是摩擦块在水平木板上做匀速直线运动的过程中直接读取的，其存在三个缺陷：
（1） 匀速直线运动很难控制；
（2） 运动中数据不够准确；
（3） 无法研究在变速运动中
滑动摩擦力是否改变。

方法二、如图2所示：
图
1
其演示步骤2是调节木板呈水平状态，然后往砝码盘中添加砝码直到用手推一下摩擦块后，摩擦块能在木板上做匀速直线运动为止，此时砝码与砝码盘的总重力G 与滑动摩擦力摩F 相等，这样的设计可较好地控制摩擦块做匀速直线运动，但其调节过程比较困难，而且用目测方法判断摩擦块是不是做匀速直线运动，缺乏可靠性，说服力不强，也无法研究变速运动中滑动摩擦力是否改变，并且该实验中因滑轮有摩擦对实验结果也会造成一定的影响。

方法三、实验装置如图3
其实验步骤为：
1、 用弹簧秤测出摩擦
块的重力G ；
2、 用固定的弹簧秤拴
住摩擦块使其位于水平木板上，用重物通过滑轮来拉动木板运动，摩擦块与弹簧秤处于静止状态，根据平衡条件：摩拉F F =，正压力G F N =。

3、 用测得的滑动摩擦力的值和正压力的关系来求动摩擦的因数。

学生通过探究得出有一下优点：
（1） 便摩擦块运动为木块运动，解决了实验装置图1和图2中控制摩擦块匀速直线运动的困难，也可演示滑动摩擦力的大小与物体相对运动速度的大小无关；
（2） 便研究对象（摩擦块）由运动平衡为静止平衡，便
弹簧秤在运动中读数为在静止中读数，利于观察实验现象，便于准确读数；
（3）避免了实验装置2中因滑轮由摩擦对实验结果产生的影响。

提高了实验的准确性和可靠性。

该实验过程简单易行，能便于学生对滑动摩擦力的性质做理性的理解。