理论力学摩擦实验报告

理论力学

摩擦实验实验报告

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【实验目的】：

本实验主要是为测定木材与铁之间的静滑动摩擦系数和动滑动摩擦系数，以及演示当滑块高度较大时，不同载荷下滑块翻倒和滑动的情况。

【实验仪器】：

试验机

滑块：30mm*30mm*100mm，680克

托盘：30克

砝码

【实验原理】：

（1）通过改变滑板的倾角，得到滑块滑动的临界角，测量木材与铁之间的静摩擦系数。

（2）通过测量滑块经过两个光电门的时间差，计算出两点之间的平均加速度，测量木材与铁之间的动摩擦系数。

（3）当滑块高度较高，加载不同方向的载荷时，其在自重作用下，测定滑块向下翻倒和滑动的最大倾角以及滑块向上翻倒和滑动的最大倾角。并以此计算斜面与滑块之间的静摩擦系数。

【实验步骤】：

（1）将滑块放置在滑板上固定位置，木质一面与滑板面接触。打开实验电源，可以通过自动和手动两种方法改变滑面的倾斜角。逐渐增大角度，当滑块刚好开始滑动时，停止增加角度，记下仪器上的角度值，反复此实验十次。

（2）将滑面调到一合适角度，记下该角度，然后将试验机末端的加长板，通过旋钮旋转到和滑面相平。调节好试验机，调整到测量加速度的模式。将滑块放置在加长板上，注意使滑轮低的一端贴向有光电门的一侧，然后释放滑块，记录下试验机上的加速度示数。反复此实验十次。

（3）将坡面的角度调节到25°，在试验机坡面的末端装上定滑轮，用一根绳子通过滑轮连接托盘和滑块。在托盘中加入砝码，直至滑块开始翻转，记录下砝码质量。多次重复实验。

在滑块不滑动的基础上，逐渐减少托盘中的砝码质量，直至滑块开始下滑，记录下砝码质量。多次重复此实验。

【注意事项】：

①：在进行实验时，因为不同位置的静摩擦系数是有差异的，滑块放置在滑面上的位置最好固定，，这可以减少不必要的误差。

②：在使用实验机时，手动和自动两个按钮不能同时按下。

③：打开试验机加长板时，旋钮要先往外拉出。

④：在测量加速度的实验中，要注意使滑块上滑轮低的一端贴向有光电门的一侧，否则光电门可能被导向滑轮撞坏。

⑤：在使用砝码时，要用双手护住托盘，否则托盘翻到，滑块就会掉下来，可能会引起安全问题。

【数据处理】：为保证误差的可控，本实验采用多次测量取平均的办法。并且在取平均前先去除最大最小值。

【实验结果】：

（1)

序号Ψ/°tanΨcosΨ

1 19.65 0.357 0.942

2 22.21(最大) /

3 16.65（最小）/

4 19.11 0.346 0.945

5 20.55 0.375 0.936

6 20.25 0.369 0.938

7 20.25 0.369 0.938

8 17.70 0.319 0.953

9 17.90 0.323 0.952

10 19.76 0.359 0.941

平均值/ 0.350.94

结论：滑面的静摩擦因素为0.35

（2）

序号a（mm/s²）fd

1 236 /

2 339 0.313

3 355 /

4 311 0.316

5 353 0.311

6 338 0.314

7 332 0.314

8 308 0.317

9 339 0.313

10 350 0.312

平均/ 0.31

结论：滑面的动摩擦因素为0.31

（3）

根据滑块的规格30mm*30mm*100mm

滑块的质量680g

滑面倾角25°

可以计算得出理论上滑块后翻的加载质量为236g

滑块下滑的加载质量为72g

滑块被绳拉动后倾倒时的加载质量210+30（g）,误差1.7%

滑块开始向下滑动时的加载质量66+36（g），误差33.3%

【分析讨论】：

1.进行静滑动摩擦测定时，放置在滑面不同位置的滑块往往临界角不同，这是滑面粗糙程度各处不一的结果。

2.进行静滑动摩擦测定时，当滑块开始下滑时，应当立刻记载角度，否则因为滑块高度下降，对坡脚弯矩减小，坡面倾斜角会相应增大一些。

3.进行动滑动摩擦测定时，滑块自由放置时，要注意避免滑块导向轮不与滑道侧壁碰撞，否则会有能量损失，影响加速度测定。