实验一测量静摩擦因数实验
“一把尺子测定动摩擦因数”的多种方案
“一把尺子测定动摩擦因数”的多种方案作者:孙李军来源:《中学物理·高中》2013年第09期高三力学实验复习时遇到这样的两道高考试题:题1 (2012年江苏)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(表1).(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木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”).题2 (2011年山东)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3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,剪短细绳后,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这两道实验题的原理来源于教材,但从实验的设计与考查上作了较大的创新,对引导中学物理实验探究教学有积极的指导意义.试题共同的特点是考查滑动摩擦力知识,且都用一把尺子就可以测定滑动摩擦因素,引起笔者极大的兴趣,并在教学中归纳出更多的“一把尺子测定动摩擦因数”方案.方案一力的平衡让沙从一定的高度落下,在地面上形成一圆锥形的沙堆,最终总会出现这样的现象,沙堆逐渐增高,底面积逐渐增大,但锥体母线与地面间的夹角θ却基本不变(如图4).可以取沙堆表面的某一小部分沙子为研究对象,则有:mgsinθ=μmgcosθ,由此可得μ=tanθ=2HD,量出此时沙堆的高度H与底面直径D,便可算出沙与沙之间的动摩擦因数.方案二牛顿运动定律小木块从斜面顶端A由静止下滑,到达底端C(如图5),用直尺测出h、s和L,再用秒表测出木块从A到C的时间t,则木块与木板间的动摩擦因数也可以测量.由牛顿第二定律:a=mgsinθ-μmgcosθm,又由运动学公式s=12at2,解得μ=hL-2s2gLt2.方案三动能定理如图6所示,用相同的木板做成斜面AC和水平面CD,转角C处可做成圆弧,以防止在C处的碰撞.取一小木块m从A处由静止开始下滑,经C点后在D处停下,用直尺测得AB之高h和BD之长s,便可测定木块与木块间的滑动摩擦因数.对木块从A到C的全过程运用动能定理:WG+Wf1+Wf2=ΔEk,mgh+μmgcosθ·(hsinθ)·cos180°+μmg·(s-htanθ)·cos180°=0,μ=hs.方案四功能关系一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长的过程中,弹力所做的功为12kx2,为了只用一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ(设μ为定值),可设计了如下实验:第一步:将弹簧的一端固定在竖直墙上,弹簧处于原长时另一端在位置A(如图7).现使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置B,松手后滑块在水平桌面上运动一段距离,到达C位置时停止.弹簧从A压缩到B点时,贮存弹性势能Ep,设AB=s1,则有Ep=12ks21.当木块从B点由静止开始被弹开,至它运动到C点停止为止,在整个过程中,要克服滑动摩擦力做功,弹性势能全部转换为内能,设BC=s2,由功能关系有:12ks21=μmgs2(1)第二步:将滑块挂在竖直放置的弹簧下,弹簧伸长后保持静止状态.设弹簧伸长量为s3,由胡克定律得mg=ks3(2)将(2)代入(1)得μ=s212s2s3.摩擦现象无处不有,要研究摩擦的规律,就要测定动摩擦因数.如何测定两物体之间的动摩擦因数?是简单又常见的问题,但如果在教学中把它逐步讨论、引申、拓展,对培养学生实验能力、发散思维及创造思维能力都是大有裨益的.。
对一道测动摩擦因数实验设计题的误差分析-江苏省新海高级中学
对一道测动摩擦因数实验设计方案的误差分析江苏省新海高级中学 李庆 222006测定动摩擦因数是高中物理的一个设计性实验,根据不同的原理可以有许多设计方案。
下面针对利用动能定理所设计的一个方案作误差分析。
如图1所示,小滑块从斜面顶点A 由静止沿ABC 滑至水平部分C 点而停止。
已知斜面高为h ,滑块运动的整个水平距离为S ,设滑块在转角B 处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。
滑块从A 点滑至C 点,只有重力和摩擦力做功。
设滑块质量为m ,动摩擦因数为μ,斜面倾角为θ,斜面底边长S 1,水平部分长S 2,S = S 1 + S 2。
由动能定理得:0cos cos 21=-⋅-m gS S m g m gh μθθμ (1) 化简得:021=--S S h μμ 得:Sh S S h =+=21μ。
(2) 从计算结果可以看出,只要测出斜面高度h 以及整个水平部分长度S ,即可计算出动摩擦因数,而且动摩擦因数与斜面的倾角θ无关。
若将起点A 与终点C 连接起来,测出连线AC 与水平方向之间的夹角α,可得:μ= tan α。
于是,上面的设计方案就可变为下面的试验操作题:如图2所示的器材:木制轨道,其倾斜部分倾角较大,水平部分足够长,还有小铁块、两枚图钉、一条细线、一个量角器。
设转角处无动能损失,斜面和水平部分与小铁块的动摩擦因数相同。
用上述器材,测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数。
请你设计实验步骤,并推导出最后表达式。
实验步骤是这样的:(Ⅰ)将小铁块从倾斜轨道上的某点A 由静止释放,让其下滑,最后停止在水平面上的C 点(这一过程可参见图1)(Ⅱ)用图钉把细线固定在释放点A 与铁块最后静止点C 之间,并使线绷直 (Ⅲ)用量角器测量细线与水平面之间的夹角,记为α。
借助上例思路,得出最后结果为:μ= tan α。
这一设计方案有一个前提条件,就是滑块在转角处无动能损失,最后的结果与斜面的倾角无关。
测量动摩擦因数(实验报告)(学生版)
测量动摩擦因数 试验报告试验日期:________ 班级:_________试验成员:___________________指导老师:__________一、试验名称:测量动摩擦因数 二、试验目的:1.学习了解各种材料动摩擦因数的测定方法2.通过试验加深对动摩擦因数的理解3.通过试验测定不同材料之间的动摩擦因数,探究材料之间的摩擦特性。
三、思索与猜测1.以下哪个试验装置更合理?为什么?四、试验原理滑动摩擦力与动摩擦因素关系N f μF1.滑动摩擦力的测量:转化法,依据二力平衡,物体匀速运动时,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小2.压力的测量:物体放在水平面上,依据二力平衡,静止时,接触面间的正压力等于物体的重力.五、试验器材带定滑轮的长木板、木块、弹簧测力计、白纸。
六、试验步骤1.如下图,将带定滑轮的长木板水平放在桌面上,将绳子穿过滑轮一端系在木板上,另一端挂上适当的质量.2、将弹簧测力计一端固定在带滑轮的长木板上,另一端钩住木块,保证拉力水平。
3、释放重物,带动木板移动,木块跟随一起移动,待稳定后记录下弹簧测力计的速度,填入表格4、重复试验5次,屡次测量填入表格5、在长木板上贴上白纸,重复以上试验,测定不同材料之间的动摩擦因素6、在长木板上贴上毛巾,重复以上试验,记录数据七、数据记录表1八、试验结论九、误差分析1.本试验误差来源哪里?十、考前须知1.带定滑轮的长木板要水平放置,可以用水平仪放置两端,保证明验过程中保持水平,使得接触面的压力等于重力大小。
2.试验过程中要保证接触面洁净,以保证明验结果的精确性。
3.由于动摩擦因素与温度有关,试验过程尽量保持温度恒定,两次试验之间间隔肯定时间,减小摩擦生热给试验带来的影响。
木块与木板间的动摩擦因数的测定
木块与木板间的动摩擦因数的测定实验所需器材和材料:1. 木板2. 木块3. 配置平台4. 测力计5. 弹簧测量尺6. 填板尺7. 定标架实验步骤:1. 在实验平台上放置一个木板,并将它固定在平台上。
2. 将要测定摩擦力的木块放在木板上,调整木块的位置,使它们相对平衡。
3. 将测力计挂在木块上,自由端连接一根轻型弹簧测量尺。
4. 静态测试:逐渐增加测力计的拉力,当达到一个稳态时,记录测力计读数和弹簧测量尺的读数。
5. 动态测试:施加一个水平力使木块向前移动一段距离,并根据弹簧测量尺的读数记录木块的位移和测力计的读数。
将水平力逐渐增加,直到木块开始滑动,记录相应的测力计读数和弹簧测量尺的读数。
6. 重复进行多次测试,并对每一组数据求平均值。
7. 用公式μ = F / N计算出木块和木板间的动摩擦因数,其中F是木块运动时受到的摩擦力,N是木块受到的垂直支持力。
实验注意事项:1. 实验应在水平地面上进行。
2. 选用的测力计应能够测量实验中出现的力,而弹簧测量尺应精度高,并且长度应与木块运动时的位移相对应。
3. 木块应选用较大质量的块状木材,并在它与木板接触的表面上涂一层细沙或纸屑,以增加木块和木板间的摩擦力。
4. 进行多次测试,避免由于个别偏差的数据而影响结果的准确性。
实验结果和分析:在实验中,我们进行了多组测试,并通过数据的统计和计算,得到了木块与木板间的动摩擦因数。
通过拟合得到的数据,我们发现:1. 在静态测试时,测力计的读数与施加在木块上的力呈线性关系,即F=Kx+ C,其中K是弹簧力常数,C是常数。
2. 在动态测试中,木块开始滑动的瞬间,施加在木块上的水平力达到了某一个临界值。
当这个临界值达到一定范围后,木块就会开始加速运动。
3. 在静态测试时,木块与木板间的摩擦力一般比动态测试时的要大,这是因为在静态状态下,木块与木板之间的接触面积更大,摩擦力较大。
实验结果表明,木块与木板间的动摩擦因数会受到许多因素的影响,如接触面积、材料性质、表面粗糙度和受力状况等。
理论力学摩擦实验报告
理论力学摩擦实验实验报告姓名:***学号:*******时间:2012年10月11日星期四晚6:30——8:00摩擦现象在日常生活和工程中普遍存在,摩擦力的存在既有不利的方面,如阻碍物体运动,消耗能量,并磨损机件等;也能为人们所利用,如利用摩擦力传动和制动等。
所以研究摩擦力的性质就显得尤为重要,我们知道摩擦力与接触面的正压力成正比,这个系数就是摩擦因数,而且在滑动摩擦和静摩擦两种情况下的值不相同。
由于多数情况下,正压力、摩擦力、物体所受拉力三力不汇交,于是就有物体先滑动还是先翻到的差别。
所以我们本学期就在理论力学的学习过程中,加入的对摩擦性质的研究实验。
我们在10月11日晚上对静摩擦因数、动摩擦因数和物块的滑动和翻到等三项进行了研究。
一、实验目的1. 测量木与铁之间的静摩擦因数ƒs。
2. 测量木与铁之间的静摩擦因数ƒd。
3. 分别测量并验证木滑块在一定倾角的铁质滑道在上保持平衡时所加力的范围。
二、原理摘要1. 静摩擦因数的推导当滑道倾角为ϕ时,若物块恰好不滑下,则此时∑F x = 0:mg sinϕ -ƒ = 0∑F y = 0:N - mg cosϕ = 0又因为ƒ = Nƒs得ƒs = tanϕ2. 动摩擦因数的推导x方向:mg sinϕ = ƒ + may方向:N = mg cosϕ且ƒ = Nƒd解出动摩擦因数的计算公式为:ƒd = tanϕ−agcosϕ3. 物块在斜坡上的受力分析(1)上翻情况:以滑块的右下角为矩心,由于此时支持反力和摩擦力通过矩心,可列出物块的力矩平衡方= Fℎ程:P sinθℎ2得F =sinθP2(2)下滑情况:将物块所受的力分解到x和y两个方向。
∑F x = 0:P sinθ= F+ƒ∑F y = 0:mg cosθ=NN又因为摩擦定律:ƒ=ƒs三、仪器和装置1. MC50摩擦实验装置(包含光电门和加速度显示屏)2. 滑动摩擦小车(包括遮光板)3. 定滑轮4. 实验物块(用于翻到和滑动实验)5. 砝码托盘和砝码四、内容步骤1. 静摩擦因数的测量滑块木质的一面接触铁质滑道,缓慢增大滑道的倾角,先用自动增大按钮快速增大角度,然后用手动旋钮调节滑道的倾角,当滑块恰好不滑下时,记下此时滑道的倾角。
物理实验教案:测量动摩擦、静摩擦力
物理实验教案:测量动摩擦、静摩擦力。
一、摩擦力的基本概念摩擦力是指两个物体之间接触时,由于相互接触面的不规则程度使得两个物体之间产生的阻力。
摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指两个物体之间没有相对运动时产生的阻力,大小等于外力作用在物体上的最大值,也就是说当外力小于等于静摩擦力时,物体是不会发生运动的。
动摩擦力是指两个物体之间有相对运动时产生的阻力,大小等于动摩擦系数与物体间法向压力的乘积。
动摩擦系数是指两个物体相对运动时,表面的抵抗程度,它的大小取决于两个物体之间的物理性质。
二、实验步骤与要求实验目的:通过本实验,学生们将会了解静摩擦力和动摩擦力的基本概念,掌握测量摩擦力的方法和技巧。
实验器材:平板、托盘、滑轮、滑轮支架、测力计、直尺、砝码,时钟。
实验步骤:1、在平板上安放一只托盘,再将滑轮支架固定在托盘上。
2、将砝码吊在滑轮上,让砝码自由垂直向下,此时测力计所测到的重量即为滑轮的重量。
3、移动砝码,使砝码所受的重力作用在水平方向上,这时,滑轮就会往前运动。
4、用直尺测量滑轮的运动距离,并记录下来所用的时间。
5、如需要测量静摩擦力,可以继续增大砝码,直到滑轮开始运动,这时,所增加的砝码就等于静摩擦力大小。
6、如果需要测量动摩擦力,可以将砝码继续增加,测量滑轮在运动时所受到的摩擦微弱数值,与此时所受摩擦力之和即为动摩擦力。
7、将测量所得的数据整理在表格中,并进行分析。
三、实验注意事项1、在实验时,一定要注意安全,避免砝码掉落造成人员伤害。
2、托盘的材质应该与平板的材质相同,以保证表面的摩擦力系数相同,不能使用与平板材质不同的箱子或塑料盘。
3、尽量保证滑轮在托盘上的平稳,以免摩擦力的测量受到干扰。
4、实验人员需要认真记录实验数据,并进行清晰的图表制作,以方便后续分析。
四、实验结果分析通过本次实验,我们可以得到一个或多个样本的静摩擦和动摩擦系数。
由于两对象表面之间的物理性质是变化的,因此在不同的实验中,同一物体的摩擦系数也会发生变化。
静摩擦力的应用
静 摩 擦 力 的 应 用
黄 宏
( 四川 省江油 中学 ,四川 江油 6 10 ) 27 1
[ 要】 静摩 擦 力是 高考必 考 内容 ,很 多同学 觉得 难理 解 ,难 解题 。 实际 上只要 你抓 住 它产 生 条件 ,它 的大 小 ,方 向 摘 决 定 因素 。那 么这 部 分 的知 识 就不 难理 解和 应 用 了。静摩 擦 力的产 生 条件 :接 触 面是粗 糙 的 ; 两个物 体 互相接 触 且 相互 间
大对地 面 的压 力 ,等等 。其 目的都 是尽 量 增大地 面 对脚 底 的 最 大静摩 擦 力 , 以夺取 比赛 的胜 利 。 通过以上的学习观察总结 出,最大摩擦力的大小取决两 物体 压 力和 表面 的粗 糙程 度 。 平 常见 到 的沙堆 好象 不起 眼 ,实 际上这 里 也涉 及静摩 擦 力 。 某研 究性 学 习小 组在 学 习了摩 擦 力之 后 ,通过 观察 沙 堆 的形 成测 出了沙粒 之 间 的动摩 擦 因数 。研 究 的过程 如 下 : 研 究小 组通 过观 察 沙堆 的形 成过 程 可 以发现 ,由漏斗 落 下的
有挤 压 ;物 体 间有 相 对运 动 的趋 势 。静 摩擦 力的 方 向 :跟 接 触 面平 行 或相 切 ,并 且跟 物体 相对 运 动趋 势 方 向相反 。静 摩擦 力的 大小不是 一个 定值 ,静 摩擦 力随实 际情 况 而 变,大 小在 零和 最大静 摩擦 力F 之 间。 m [ 关键 词】摩擦 力 高考 实验 拔河 沙堆 大 小方 向决 定 因素
解析1当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时细沙不再下滑此时应有沙粒受到的最大静摩擦力与重力的向下分力平衡有所以要测量沙粒之间的动摩擦因数就须间接测出圆锥体的母线与底面的夹角测出测量沙堆的高度h和底面的周长s就能算出的正切算出沙粒之间的动摩擦因再看摩擦力大小的计算与应用例
摩擦力与摩擦系数的实验测定
摩擦力与摩擦系数的实验测定摩擦是我们日常生活中常常遇到的力,无论是走路、开车还是使用各种机械设备,摩擦都扮演着重要的角色。
而摩擦力正是由两个物体之间的接触面产生的力,当两个物体相对运动时,摩擦力会抵消掉一部分机械能,从而产生热能,并阻碍物体的运动。
在实验中,我们可以通过测定摩擦力和摩擦系数来了解不同物体之间的摩擦特性。
摩擦力的实验测定是一项基础物理实验,旨在研究两个物体之间的摩擦特性。
通常情况下,我们会利用水平面上的运动来进行实验。
首先,我们选取一块光滑的水平面,例如一块木板或金属板。
然后,在木板的一端放置一个物体,并利用力计来测定所施加的力。
接着,我们逐渐增加施加在物体上的力,直到物体开始运动。
这个开始运动的力值就是摩擦力。
为了保证实验的准确性,我们要多次重复实验并取平均值。
在实验过程中,我们可以使用公式F=μN 来计算摩擦力,其中 F 是摩擦力,μ是摩擦系数,N 是垂直于接触面的压力。
摩擦系数反映了两个物体之间的摩擦特性,它是用来衡量摩擦力与压力之间的比例关系。
摩擦系数的实验测定有很多方法,这里我们介绍一种较为常用的方法:倾斜面法。
倾斜面法是利用一个倾斜的平面来测定物体在施加力下的运动情况。
首先,我们选取一个倾斜面,将物体放置在倾斜面上,并记录下物体开始运动的倾斜角度。
利用三角函数的关系,我们可以计算出斜面的倾斜角度θ。
接下来,我们逐渐增加施加在物体上的力,直到物体开始运动。
我们可以测量到物体开始运动时的施加力F,同时我们还可以通过斜面的倾斜角度和物体的质量计算出施加在物体上的重力N。
最后,我们可以应用公式F=μN 计算出摩擦系数μ。
当然,摩擦系数的测定也受到一些限制和误差。
例如,实际物体的表面并非完全光滑,它们之间可能存在微小的凹陷和凸起,这些微观结构将影响到摩擦力的测量。
另外,实验中物体的质量、表面材质等也会对实验结果产生一定影响。
为了减小误差,我们可以采取多次实验并取平均值的方法,并且要注意选择相对平滑、一致的物体进行实验。
摩擦力的测量实验
摩擦力的测量实验摩擦力是物体间接触时所产生的一种力。
它对于我们的生活和科学研究具有重要意义,因此,准确测量和了解摩擦力十分重要。
本文将介绍一种常见的摩擦力测量实验方法,并阐述实验步骤、原理和数据分析。
实验步骤:1. 实验器材准备(介绍所需器材的名称和数量)2. 摩擦力测量装置搭建(详细描述装置搭建的过程,包括如何设置刻度尺、挂载待测物体等)3. 调整实验装置(说明如何调整装置以确保实验的准确性,如保持刻度尺平直、水平摆放等)4. 测量静摩擦力(描述实验过程,包括如何逐渐增加施加在待测物体上的力,记录刻度尺示数等)5. 测量动摩擦力(说明如何逐渐增加施加在待测物体上的力,以使其运动起来,记录刻度尺示数等)6. 数据记录和分析(整理实验数据,包括摩擦力与施加力的关系图表等)实验原理:摩擦力是由于两个物体表面之间微观不规则的接触而产生的。
具体来说,摩擦力可分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指当应力尚未足够大时,物体之间的接触面保持相对静止的力。
动摩擦力是指在物体相对运动时所产生的力。
在本实验中,我们通过施加不同的力来研究摩擦力。
当施加的力小于或等于静摩擦力时,物体保持静止。
当施加的力超过静摩擦力时,物体开始运动,此时的力就是动摩擦力。
实验数据分析:整理所获得的实验数据,将施加的力(单位:N)作为横坐标,摩擦力(单位:N)作为纵坐标,绘制摩擦力与施加力的关系图表。
根据图表可以观察到以下几个特征:1. 静摩擦力与施加力成正比关系,但当力超过一定值时,静摩擦力达到最大值。
2. 动摩擦力略小于静摩擦力,且随着施加力的增加而逐渐增大。
通过实验数据和图表的分析,我们可以进一步深入了解摩擦力的特性和规律。
例如,通过计算静摩擦力和动摩擦力的比值,我们可以得到摩擦因数,它是描述物体摩擦特性的重要参数,可以用于工程设计和运动学分析等领域。
总结:摩擦力的测量实验是一项常见且重要的实验,通过合适的装置搭建和准确的数据记录与分析,我们能够更好地了解摩擦力的性质和规律。
力学实验报告
力学实验报告篇一:工程力学实验报告(全)工程力学实验报告学生姓名:学号:专业班级:南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验实验七叠(组)合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验实验十四压杆稳定实验实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验实验十七单转子动力学实验实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验12 6 9 12 16 19 23 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间:设备编号:温度:湿度:一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l =mm 实验前2低碳钢弹性模量测定E?Fl(l)A=实验后屈服载荷和强度极限载荷3载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论(1)比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能;(2)试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
4篇二:力学实验报告标准答案力学实验报告标准答案长安大学力学实验教学中心目录一、拉伸实验...............................................................................2 二、压缩实验...............................................................................4 三、拉压弹性模量E 测定实验...................................................6 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验.......................................8 五、扭转破坏实验....................................................................10 六、纯弯曲梁正应力实验..........................................................12 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验..................................15 八、压杆稳定实验. (18)一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
摩擦因数测量如何测定静摩擦系数和动摩擦系数
摩擦因数测量如何测定静摩擦系数和动摩擦
系数
测定静摩擦系数和动摩擦系数的主要方法是通过测量摩擦力和正压
力的关系来进行的。
摩擦力是指两个物体在相对运动或者试图相对运
动时产生的力,而正压力是两个物体之间的垂直于其接触面的力。
通
过测定这两个参数之间的关系,就可以确定静摩擦系数和动摩擦系数。
为了测定静摩擦系数和动摩擦系数,需要使用一些基本的实验设备。
其中最基本的设备是平衡器和拉力计。
平衡器是一个用来放置物体的
设备,它可以确保物体处于平衡状态。
而拉力计是一个可以测量拉力
的设备,它可以用来测量物体之间的摩擦力。
此外还需要一些辅助材料,如油脂和其他润滑材料。
测定静摩擦系数的方法是将两个物体放在一起,然后逐渐增加正压力,直到两个物体开始相对运动。
此时,摩擦力的大小就可以测量出来。
然后,可以通过计算摩擦力和正压力之比来得到静摩擦系数。
测定动摩擦系数的方法是将两个物体放在一起,然后开始施加一个力,直到两个物体保持相对运动。
然后,可以通过测量施加力时两个
物体之间的摩擦力来确定动摩擦系数。
在实际应用中,测定摩擦系数是非常重要的。
这是因为在许多机械
系统中,摩擦力会对机器的性能产生重要影响。
了解摩擦系数的大小
可以帮助设计更有效的机械系统,并预防摩擦导致的故障和损坏。
总的来说,测定静摩擦系数和动摩擦系数的方法并不复杂。
通过使用基本实验设备,可以轻松地进行这些测量,并得到准确的结果。
对于从事机械系统设计和工程的专业人员来说,了解这些测量方法是非常重要的。
静摩擦因数
静摩擦因数
静摩擦因数是一个关于物理性能、物理属性和流体流动性之间物理参数的关系的重要研究领域。
它涉及到物体之间的摩擦力、摩擦系数、摩擦力的作用、流体的摩擦特性等研究对象,在物理研究和工程实践中都有重要的作用。
静摩擦因数的定义是用于描述物体之间的接触面的摩擦耗散能
的参数。
它的重要性在于它决定了受摩擦影响的物体的运动学性能,比如摩擦力的大小决定了物体的相对运动。
它能够反映影响物体运动特性的流体流动性,以及摩擦表面间的摩擦特性。
通常来讲,静摩擦因数很难确定,因此在实际应用中,往往需要通过实验来测量各种参数,来获得理想的摩擦因数的估计值。
实验测量的常见方法有移动质点法、回转磨损法、滑动磨损法和水力抗拉法等,具体方法和实验参数取决于测量实验的目标。
在物理研究和实际应用中,静摩擦因数通常需要和其他参数结合起来使用,以更好地反映实际情况。
比如,当物体运动时,静摩擦因数和物体的加速度经常被结合使用来计算物体的动量,这样就可以更准确地衡量物体的摩擦耗能。
此外,静摩擦因数也可以用来衡量物体的滑动性,以及物体通过液体的抗拉力,从而更好地理解物体的物理性能。
静摩擦因数在物理研究和实际应用中具有重要的意义,它能够更准确地衡量物体之间的摩擦力,从而帮助我们更好地理解物体之间的相互作用,最终指导物理性能的优化和提高。
因此,对静摩擦因数的
研究也可以为工程应用提供重要的参考。
总之,静摩擦因数是一个重要的物理参数,它可以反映摩擦表面的摩擦特性,影响物体之间的相互作用,并可以用来计算物体的动量、加速度和滑动性等重要物理参数,因此在物理研究和工程实践中都具有重要的意义。
静摩擦力与接触面积
静摩擦力与接触面积静摩擦力是指两个物体在接触状态下,未发生相对运动时所产生的阻力或力的大小。
静摩擦力的大小与接触面积有关,且其相关性可以通过一些实验进行验证和探究。
实验一:接触面积与静摩擦力的关系我们可以通过实验来观察和验证接触面积与静摩擦力之间的关系。
在此实验中,我们将使用一个水平放置的木块,并在其上放置一块金属板,使之处于静止状态。
我们可以通过钳子或其他简单的工具慢慢增加金属板与木块之间的接触面积,并记录下此时所产生的静摩擦力的大小。
我们可以发现,在增大接触面积的情况下,木块需要施加更大的力才能将金属板推动起来。
这表明,接触面积的增加会导致静摩擦力的增加。
换句话说,相同的力下,接触面积越大,静摩擦力越大。
实验二:斜面上的静摩擦力在实验二中,我们将继续研究接触面积与静摩擦力之间的关系,但这次我们将通过将金属板放在倾斜的平面上来进行观察。
首先,我们保持金属板的质量不变,但改变接触面积,分别记录下木块开始运动时倾斜角度的大小。
我们可以发现,对于更大的接触面积,金属板开始运动时的倾斜角度会更大。
而对于较小的接触面积,金属板开始运动时的倾斜角度则更小。
这表明,接触面积与静摩擦力之间存在一定的正相关关系。
换句话说,相同的斜角下,接触面积越大,静摩擦力越大。
实验三:摩擦系数与接触面积的关系除了接触面积,摩擦系数也对静摩擦力产生影响。
在此实验中,我们可以固定木块和金属板的接触面积,但改变摩擦系数。
通过使用不同材质的金属板或给木块涂上不同的物质,我们可以探究不同材料或涂层对静摩擦力的影响。
我们可以发现,对于相同的接触面积,在不同摩擦系数的情况下,静摩擦力的大小也会有所不同。
摩擦系数越大,静摩擦力越大;摩擦系数越小,静摩擦力越小。
这表明,摩擦系数和接触面积是共同影响静摩擦力的两个重要因素。
总结通过以上实验观察和验证,我们可以得出结论:静摩擦力与接触面积之间存在着正相关关系。
换句话说,接触面积越大,静摩擦力越大;接触面积越小,静摩擦力越小。
摩擦因数的测定
摩擦因数的测定一、实验目的及意义目的:1、通过实验加深对摩擦角、静摩擦因数的理解;2、测定选定材料的静摩擦因数。
二、实验设备及工具油漆面木板、金属块、直尺、弹簧测力计、细绳。
三、实验原理在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力。
当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时,静摩擦力随着切向外力的增大而增大,但静摩擦力的增大只能到达某一最大值。
当切向外力的大小大于这个最大值时,两物体将由相对静止进入相对滑动。
静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦力”。
这个极限摩擦力,以Fmax表示。
最大静摩擦力的大小与两物体接触面之间的正压力N成正比,即:f=μ·N用f表示最大静摩擦力,N表示正压力,其中比例常数μ叫做静摩擦系数(即静摩擦因数),是一个没有单位的数值。
μ和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关,而与接触面的大小无关。
四、实验步骤(选用内径为56mm,外径为98mm,质量为0.84kg的金属块)如图b所示,使木板倾斜,将金属块放木板一端。
缓慢抬高木板放金属块的那端,另一端边缘保持与支撑面(地面)位置不变。
抬高过程中观察金属块的运动,刚沿木板斜面滑动时,测出并记下该时刻木板抬高的高度h。
重复测量多次,记下使金属块保持不滑动的最低高度h min,和使金属块滑动的最高高度h max。
图b木板长为L , Sin α=h/L经分析后有G ·sin α-μG ·cos α=0 所以 μ=tan α=h 22L h-五、数据记录、处理木板长L=51.5mm ,;用内径为56mm ,外径为98mm ,质量为0.84kg 的金属块。
弹簧测力计读数(kg ):f1=0.25, f2=0.29, f3=0.29, f4=0.28, f5=0.30,f6=0.27.μ1=F/G= f1/m=0.2976μ2=F/G= f2/m=0.3452μ3=F/G= f3/m=0.3452μ4=F/G= f4/m=0.3333μ5=F/G= f5/m=0.3571μ6=F/G= f6/m=0.3214μ=(μ1+μ2+μ3+μ4+μ5+μ6)/6=0.3333方法一:h min =17mm h max =21.5mmμ1=tan α=h22L h-=0.3496 μ2=tan α=h 22L h -=0.4594μ=0.3496~0.4594结论:通过比较可知,方法二测量更为方便,且更具实际意义,在应用中能较好保证测量确定性。
最大静摩擦因数和动摩擦因数
最大静摩擦因数和动摩擦因数《探索最大静摩擦因数和动摩擦因数》嗨,你知道吗?在我们的生活中,有一些很神奇的力量在悄悄地发挥着作用,就像最大静摩擦因数和动摩擦因数。
这两个东西啊,就像是隐藏在物体之间的小秘密。
我记得有一次,我和小伙伴们在玩一个游戏。
我们有一个小盒子,想把它推动。
刚开始的时候呀,这个小盒子就像一个倔强的小怪兽,怎么推都推不动呢!这就是最大静摩擦因数在搞鬼啦。
最大静摩擦因数就像是一个超级守门员,它牢牢地守着物体,不让物体轻易地动起来。
我当时就特别纳闷,我想,我都用了这么大的力气了,为啥这个小盒子还不动呢?小伙伴小明说:“哎呀,这是因为有摩擦力在阻止它动呀。
这个摩擦力现在可大了,就像有好多胶水把盒子粘在地上一样。
”我听了觉得很有道理。
你看,这个最大静摩擦因数就决定了我们要使出多大的劲儿才能打破这个僵局,让物体开始动起来。
后来呀,我们几个人一起使劲儿,终于把这个小盒子推动了。
这时候,我发现推动之后再让盒子保持移动就没那么费劲了。
这又是怎么回事呢?这就是动摩擦因数开始发挥作用啦。
动摩擦因数就像是一个比较温和的小跟班,不像最大静摩擦因数那么“霸道”。
我就问小红:“为啥推动之后就没那么难了呢?”小红眼睛亮晶晶地说:“这是因为动摩擦因数比最大静摩擦因数小呀。
就好像之前有个特别强壮的大汉挡住了路,现在换成了一个小瘦子,那肯定就容易走啦。
”我听了哈哈大笑,觉得这个比喻好有趣。
我们又做了一些小实验来感受这两个摩擦因数的不同。
我们找了不同的材料,像木板、砂纸还有塑料板。
我们把一个小木块放在这些材料上,先试着轻轻推动小木块。
在木板上的时候,小木块比较容易被推动,但是在砂纸上的时候,小木块就像是被什么紧紧抓住了一样,很难推动。
这就说明木板的最大静摩擦因数和动摩擦因数都比砂纸的小。
有一次,我不小心把我的橡皮擦掉在了地上,橡皮擦在地上滑行了一小段距离。
我就想,这个橡皮擦滑行的过程中,动摩擦因数就在影响它呀。
如果地面更光滑,就像溜冰场那样,那橡皮擦肯定能滑得更远,因为动摩擦因数更小了。
大班科学《神奇的摩擦力》幼儿园教案
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观察记录:记录滑动和滚动摩擦效果的差异,并分析其 原因。
06
总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结
01
02
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摩擦力的定义
摩擦力是两个接触面之间 的阻碍物体相对运动的力 。
摩擦力的种类
静摩擦力、滑动摩擦力和 滚动摩擦力。
摩擦力的应用
通过增大或减小摩擦力, 可以解决生活中的实际问 题。
学生自我评价报告
接触面的材料也会影响摩擦力。例如 ,橡胶底鞋在湿滑的地面上提供更好 的抓地力,因为它们能够增加与地面 的接触面积,从而增加摩擦力。
压力大小对摩擦力影响
压力越大,摩擦力也越大。例如,当我们用力推一个重物时,需要克服的摩擦力 就比推一个轻物时要大。
重力也会对摩擦力产生影响。在斜面上,物体会受到一个向下的重力分量,这会 增加物体与斜面之间的压力,从而增加摩擦力。
05
实验操作与观察记录
实验一:测量不同接触面间滑动摩擦力大小
准备材料:弹簧测力计、不同材质的 接触面(如木板、玻璃板、塑料板等
)、滑块。
操作步骤
2. 用弹簧测力计水平拉动滑块,使其 做匀速直线运动,记录测力计示数。
3. 重复以上步骤,多次测量并记录数 据。
1. 将滑块放置在不同材质的接触面上 。
03
滚动摩擦力
当一物体在另一物体表面滚动时,由于两物体在接触部分受压发生形变
而产生的对滚动的阻碍作用。滚动摩擦力的大小与正压力成正比,比例
系数远小于滑动摩擦因数。
03
生活中神奇摩擦力现象
走路时鞋底与地面摩擦
摩擦力使我们能够行走
当我们走路时,鞋底与地面之间的摩 擦力帮助我们向前推进。
测量物体间滑动摩擦因数的方法
测量物体间滑动摩擦因数的方法
刘强芝
【期刊名称】《中国教育技术装备》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】介绍了在不同的实验仪器下,采用不同的方法测量物体间滑动摩擦因数,以供参考.
【总页数】2页(P40-41)
【作者】刘强芝
【作者单位】东营市第二中学,山东,东营,257085
【正文语种】中文
【中图分类】G424.31
【相关文献】
1.用图形计算器和CBL系统测量物体间的静摩擦力 [J], 赵在忠
2.测量大质量物体间引力常数G的新实验方案 [J], 胡清桂
3.大质量物体间引力常数测量设计方案 [J], 胡清桂
4.一种滑动摩擦因数的测定方法在镀铝锌后处理板中的应用 [J], 张小塔;范纯
5.基于80C552同频信号间功率因数的测量 [J], 李红月;吴永祥;曹珍贯
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实验一:测量静摩擦因数实验
一、实验目的
1、测量同种材质之间的静摩擦因数
2、测量不同材质之间的静摩擦因数
3、熟悉DHKF(一)型静动滑动摩擦、因数测试仪的使用
二、实验仪器
三、实验原理
如图当物体静止在斜面上时,由平衡条件可得:
f =mgsinθ
N=mgconθ
倾角增大,摩擦力也增大,最终滑块将发生滑动,此时的摩擦力称为最大静摩擦力f m 静摩擦因数:μj=f m/N=tanθ
四、介绍仪器结构及使用
通过课件介绍仪器结构和调试
五、实验步骤
1、如图安装好器材
2、调整二维水平器的可调水平螺钉,使气泡置于水平器的中心
3、在有机玻璃槽中放入不锈钢面板,并固定
4、将不锈钢滑片再放上玻璃槽
5、缓慢抬起升降手柄,直到有机玻璃槽不锈片刚开始滑动读出量角器此时的数值,即
为斜面的倾角θ
6、将槽中面板换成铝片、有机玻璃,将滑片换成铝片,有机玻璃,重复3—5的步骤,
得出三种材料不同组合的倾角θ(刚滑动时的)
七、思考题
1、还有什么方法可以测量静摩擦因素,说出需要器材和实验步骤。
2、最大静摩擦力可以大于重力吗?举例说明。