测定动摩擦因数
高中物理测定动摩擦因数的4种方法课件.ppt
方法 1 利用平衡条件测定动摩擦因数 [例 1] 在利用平衡的思想来测定滑块与长木板之间的动摩 擦因数时，甲、乙两同学分别完成了如下的操作： 如图 1，同学甲将长木 板固定在水平地面上，一 带有拉力传感器的滑块放在长木板上，用一水平向右的拉力拉 动滑块使其向右做匀速直线运动，并读出拉力传感器的示数； 如图 2，同学乙将滑块与长木板叠放在一起，将拉力传感器 固定在竖直墙壁上，其另一端拴接在滑块上，现用一水平外力 拉动长木板，稳定时读出拉力传感器的示数。
[解析] (1)同学甲的方案：只有当滑块 匀速运动时，拉力才与摩擦力大小相等，对 操作要求较高且易造成误差。同学乙的方 案：拉动木板时，滑块受到向右的摩擦力， 由于滑块相对地面静止，因此摩擦力大小与 拉力传感器的示数相等，不受木板如何运动 的限制，且操作方便、读数更准确。
(2)作图时，由于滑块所受摩擦力 Ff 与压力 FN 成正比，所 绘图线应是过原点的直线，见答图，根据图线易知 μ＝0.25。
[答案] (1)同学乙 不受木板如何运动的限制(或摩擦力的 测量更方便、准确) (2)如图所示 0.25
[名师指津] 本实验利用物体的平衡来测定动摩擦因数，其中 同学甲匀速拉动长木板上的滑块，而匀速拉动滑块不 易操作；同学乙是保持滑块与拉力传感器不动，拉动 下面的长木板，待稳定时拉力传感器的读数即滑动摩 擦力的大小。
本实验的优点在于避开了测加速度，利用力的 平衡条件，通过对滑块的受力找出与摩擦力平衡的外 力的大小，建立关系式即可求解。
方法 2 利用动力学观点测定动摩擦因数 [例 2] (2015·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的实验装 置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所 用电源的频率为 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一 部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离。
高一物理必修1 动摩擦因数的几种测量方法
高一物理必修1 动摩擦因数的几种测量方法江泽民同志在全教会上强调：“教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人才的摇篮”。
这对物理实验也具有指导意义。
我们进行物理实验就是要培养学生的创新能力、应用能力。
因此我们在实验中应多注意培养学生思维的创造力。
基于这样的认识，笔者就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，用力水平向左拉金属图1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==Nf 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mF F a 21-= ②，亦即整体加速度，所以对整个装置有a=gsin θ-μgcos θ得 θθμcos sin g a g -= ③ 把①、②两式代入③式得θθθθθμtg F F m g F g m F F m F g a g 122211cos 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。
动摩擦因数的求法
动摩擦因数的求法
动摩擦因数与接触面的材料、粗糙程度有关，对于一个确定的接触面而言，动摩擦因数是确定的。
动摩擦因数可以通过以下几种方法求得：
1.通过实验测定：通过实验测量两个接触面的摩擦力和正压力，然
后计算动摩擦因数。
2.查表法：查阅相关资料或手册，找到两个接触面的材料和粗糙度
对应的动摩擦因数。
3.经验公式法：根据大量的实验数据，总结出一些经验公式，用于
估算动摩擦因数。
4.理论计算法：根据分子间的相互作用力和接触面的微观结构，通
过理论计算得出动摩擦因数。
需要注意的是，动摩擦因数与接触面的温度、湿度、表面氧化程度等因素有关，因此在实际应用中需要注意控制实验条件和选择合适的测量方法。
07动摩擦因数的测定
实验7 动摩擦因数的测定
一、实验目的
1．学习了解各种材料动摩擦因数的测定方法。
2．在既动手又动脑的实验中，加深对力学理论知识的理解，培养创新思维和独立进行科学实验的能力。
二、实验设备
智能速度加速度光电测试仪（图2-18-1a ）、动摩擦因数的测试仪（图2-18-1b ）、量角器、实验滑块。
图2-18-1 智能速度加速度光电测试仪（a ）和（b ）动摩擦因数的测试仪
三、实验原理
通过光电测试仪测出实验滑块在斜面上经过两个光电门消耗的时间，由运动学关系得到滑块的平均加速度，再由动力学关系确定材料的动摩擦因数。
四、实验方法与步骤
1． 打开智能速度加速度光电测试仪电源开关，按下“work ”键。
2． 转动动摩擦因数的测试仪的手柄，使测试仪滑板斜面位于合适的角度，用量角器测量倾
角ϕ（ϕ>arctan ，为静摩擦因数）。
S f S f 3．把实验滑块置于斜面上端让其自由滑下。
4．连续按显示键，发光管从左至右循环显示实验滑块遮挡光电门1和光电门2的时间间隔
1t ∆、以及实验滑块经过两个光电门消耗的时间2t ∆t ∆，记录这些数据。
5．按下“work ”键，重复测试。
五、实验结果整理
计算材料的动摩擦因数：
()ϕ
ϕcos g tan 2121d t t t t t S f ∆∆∆∆−∆−= 式中为重力加速度，40mm 为实验滑块的宽度。
g =S。
高中物理力学实验 测定动摩擦因数
解：（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力 的作用而静止，则
所以 mg sin θ Ff mg cos
tanθ h 2πh 0.75
Rl
θ 37 （θ称为摩擦角）
测定动摩擦因数
复习精要 探究设计实验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。
如果实验有几个方案可供选择，要求学生能对几个 方案的优缺点进行比较，从各个实验方案中选择最 佳方案进行实验，这有助于培养学生的探究创造能 力。
占地面积至少为
Sx
1 2
Rx2
2 3
4m2
10.0m2
040.江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试10 10．（8分）某同学用铁架台将长木板倾斜支在水平
量相关的单位,都存在测量的量程等，这些仪器还具有
其他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个
零刻度、分度值、测量时须估读等
。
（2）某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实 验时，设计了两种实验方案：
方案A：木板固定, 用弹簧秤拉动木块，如图(a)所示；
方案B：木块固定，用手拉动木板，如图(b)所示．
图2
方案三、 实验装置如图3所示： 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：F拉 F摩 ，正压力 FN G
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。
测定动摩擦因数的三种方法
【解析】(1)为使A不撞到滑轮，应设法减小B落地瞬间A的速度，
因而可以减小B的质量；增加细线的长度或增大A的质量；降低
B的起始高度。
(2)如图
（3）木块由P至O过程，对A、B由牛顿第二定律得：Mg-μmg= （M+m）a1,又：v2=2a1h 木块由O至Q过程，对A由牛顿第二定律得：μmg=ma2,又：
【例证1】（2012·江苏高考）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
1对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度ssssssa9t2要测动摩擦因数就要测出滑块受的拉力n托盘和砝2要测动摩擦因数就要测出滑块受的拉力n托盘和砝276543220497ms???????码质量已知和滑块的质量
热点专题系列(三)
测定动摩擦因数的三种方法
【热点概述】
动摩擦因数是表示接触面粗糙程度的重要物理量，在近几年高
【解析】（1）木块A匀速运动，砂桶和砂的重力等于摩擦力， 即f=mg=μMg，解得 m 。
M
（2）由牛顿第二定律得mg-μMg=(M+m)a，
解得
mg M m a Mg 答案：（1） m M 。
（2）
mg M m a Mg
2.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，其一端与穿过电磁打点计时
一种测定动摩擦因数的方法探究
一种测定动摩擦因数的方法探究【摘要】本文主要探讨了一种测定动摩擦因数的方法。
在引言部分中介绍了动摩擦因数的概念、研究背景和意义以及已有的研究现状。
在正文部分中，详细介绍了选择实验装置和材料的方法，确定测定动摩擦因数的具体步骤，进行实验操作并进行数据处理和分析，最后讨论实验结果。
结论部分总结了实验结果，评价了测定方法的优缺点，并展望未来的研究方向。
通过本文的研究，我们可以更加全面地了解动摩擦因数的测定方法，为实际应用提供参考。
【关键词】动摩擦因数、实验装置、材料、方法、操作、数据处理、结果、讨论、结论、优缺点、研究方向、引言、正文1. 引言1.1 介绍动摩擦因数的概念动摩擦因数是指两个接触表面之间的相互作用力和阻力之比。
在物体表面之间存在的摩擦力是阻碍物体相对运动的重要因素，而动摩擦因数则是描述物体表面之间摩擦力大小的参数。
动摩擦因数通常用符号μ表示，它可以用来评估不同材料之间的摩擦性能。
动摩擦因数的大小取决于物体的表面粗糙度、材料性质以及接触面积等因素。
在工程领域中，准确测定动摩擦因数对于设计新材料、改善机械设备性能以及优化工艺流程具有重要意义。
研究动摩擦因数的测定方法是工程实践中的关键问题。
通过对动摩擦因数进行测定，可以更好地理解摩擦力的产生机制，指导工程实践中摩擦问题的解决。
在本文中，我们将探究一种新的测定动摩擦因数的方法，并通过实验验证其可行性。
希望通过本研究能够为未来的工程应用提供新的思路和方法。
1.2 研究的背景和意义动摩擦因数是描述两个物体表面之间相对运动时所产生的摩擦力大小的物理量，是一个反映两个物体表面摩擦性质的重要参数。
在工程领域中，了解动摩擦因数对于设计和制造摩擦件、减少能源消耗、提高运动效率都具有重要意义。
而在科学研究中，通过测定动摩擦因数可以进一步深入研究材料表面的摩擦特性，为材料科学的发展提供重要参考。
研究动摩擦因数的方法探究，不仅可以对实际运动中的摩擦问题提供有效解决途径，也有助于深化对材料摩擦特性的理解。
“测定动摩擦因数”实验的设计与开发
“测定动摩擦因数”实验的设计与开发测定动摩擦因数是一个重要的实验，可以帮助我们了解不同物体之间发生摩擦时所产生的力量大小。
以下是一个设计与开发“测定动摩擦因数”的实验的参考方案。
实验目的：通过测定不同物体的摩擦力和重力，计算出它们之间的动摩擦因数，了解物体之间摩擦的特性。
实验材料和仪器：1.平滑的水平桌面2.测力计（带有刻度和可调节的测力范围）3.重物（如砖块或金属块）4.不同材质的物体（如木块、塑料块）5.密封的个体磨损仪器6.记录数据的笔和纸实验步骤：1.将桌面清洁整齐，并把测力计固定在桌缘上。
2.将一个重物（如砖块）放在桌面上，并用测力计测定它的重力。
3.准备不同材质的物体（如木块、塑料块）。
4.将第一个物体（如木块）平放在桌面上，并用测力计测定它的重力。
5.慢而稳定地拉动测力计，直到物体开始移动，记录下此时所施加的力。
6.移除第一个物体，并将第二个物体（如塑料块）放在桌面上。
重复步骤4和步骤5，记录下施加的力。
7.重复步骤6，测试其他不同材质的物体，并记录下相关数据。
8.通过除以物体的重力来计算每个物体的动摩擦因数。
9.分析数据并得出结论。
实验注意事项：1.确保桌面平滑且水平。
2.务必稳定地拉动测力计，以确保测得的力准确可靠。
3.测力计的测量范围应适合所使用的重物和不同材质的物体。
4.记录数据时应尽可能精确，可多次重复实验以提高数据的准确性。
5.注意安全，避免拉力过大导致物体突然脱离。
结果分析：根据实验所得数据，计算每个物体所测得的动摩擦因数。
进一步分析这些数据，可以得出不同材质之间的摩擦特性，比较它们的不同。
比如，摩擦因数越大表示摩擦力越大，材料之间的粗糙度越大。
总结：通过这个实验，我们可以通过测量不同物体间的摩擦力和重力，计算出它们之间的动摩擦因数。
这将有助于我们了解不同物体之间摩擦的特性和相关性。
实验设计和数据分析的结果可以为相关工程设计和物理教育提供参考。
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，用力水平向左拉金属板，使金属板向左运动。
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=。
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==Nf 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P2 23 3 F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mF F a 21-=②，亦即整体加速度，所以对整个装置有a=gsin θ-μgcos θ得 θθμcos sin g a g -= ③ 把①、②两式代入③式得θθθθθμtg F F mg F g m F F m F g a g 122211cos 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。
测定动摩擦因数的方案 .doc
讲
座 0.50 kg。根据s－h图象可计算出A木块与桌面间的动摩
章 末 达 标 验 收
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”)。
人教版物理
章末专题与达标验收
[解析] (1)木块A撞到滑轮是因为木块A运动到滑轮位
－μmgh＝12(M＋m)v2，B 落地后以木块 A 为研究对象，有
专 家 专 题 讲 座
－μmgs＝0－12mv2，代入已知数据 M＝0.5 kg，m＝0.4 kg， 解得 s＝5－9μ4μh，其图象的斜率 k＝5－9μ4μ，由 s－h 图象解
章 末 达 标 验 收
得直线的斜率 k＝3470，联立解得木块与桌面间的动摩擦因数
章 末 达 标 验 收
(2)图见解析
(3)0.4 (4)偏大
人教版物理
章末专题与达标验收
方案3：将动摩擦因数的测量转化为角度的测量
如图 4 所示，小滑块从斜面顶点 A 由
专 家 专 题 讲 座
静止滑至水平部分 C 点而停止。已知斜面
高为 h，滑块运动的整个水平距离为 x，设
图4
转角 B 处无动能损失，斜面和水平部分与小滑块的动摩擦
当两个物体间存在相对滑动，且有一个物体处于
专 静止或匀速直线运动状态时，可应用平衡条件求出摩擦
家
专 力的大小和正压力的大小，从而求出动摩擦因数。研究
题
讲 物体匀速运动的常规方法，很难实现物体匀速运动，实
座
章 末 达 标 验 收
验误差较大，可采用将其转化为研究静止物体的方法提
高实验效果。
人教版物理
测定动摩擦因数的三种方法
(二)测定动摩擦因数的三种方法一、知识清单1.角度1动力学观点求加速度：借助实验装置测物体运动的加速度．建方程：依据牛顿第二定律建立相应方程．求出μ：解上述方程，求μ.角度2动平衡观点测量运动物体所受滑动摩擦力困难，可转化为静止物体摩擦力的测量，进而测定动摩擦因数．角度3能的观点对运动物体应用功能关系建立方程，求解动摩擦因数μ.2．测定动摩擦因数示意图3．涉及问题(1)物体应该在粗糙水平面或斜面上做匀加速运动．(2)利用光电门或打点计时器测定加速度a.(3)若实验在粗糙斜面上完成，应测出斜面倾角θ.二、实验题1.图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B所用的时间Δt A和Δt B，求出加速度a；④多次重复步骤③，求a的平均值a；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.回答下列问题：(1) 测量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图乙所示，其读数为________cm.(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝____________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝____________. 【答案】(1)0.960 (2)12s ⎣⎡⎦⎤(d Δt B )2－(d Δt A)2 (3)mg －(M ＋m )a Mg【解析】(1)游标卡尺的读数为9 mm ＋12×0.05 mm ＝9.60 mm ＝0.960 cm. (2)由v 2B －v 2A ＝2as ，v A ＝d Δt A ，vB ＝d Δt B联立得 a ＝(d Δt B )2－(d Δt A )22s ＝12s ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫d Δt B 2－⎝⎛⎭⎫d Δt A 2.(3)设细线的张力为T ，对M 有T －μMg ＝M a ， 对m 有mg －T ＝m a ， 联立两式得μ＝mg －(M ＋m )aMg.2.某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案． 方案A ：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示． 方案B ：木块水平固定，通过细线水平拉动木板，如图乙所示．(1)上述两种方案中，你认为更合理的是方案____，原因是____. (2)该实验中应测量的物理量是____.(3)除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200 g 的配重若干个．该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力(g 取10 m/s 2)，并记录了5组实验数据，如下表所示：由图象可测出木块和木板间的动摩擦因数是____. 【答案】(1)B 不受木板运动状态的限制(或摩擦力的测量更方便、准确) (2)木块的重力、弹簧测力计的示数 (3)0.25 图象如图所示【解析】实验方案的选择要利于测量、操作，所以选择B 方案；拉动水平木板在木块下运动，木块保持静止，根据平衡条件可得F弹＝F f ＝μF N ，由此确定需要测量的物理量为木块的重力、弹簧测力计的示数；作图时，由于木块所受摩擦力F f 与压力F N 成正比，所绘图线应是过原点的直线，因此，作图时一定注意直线过原点，且使测量数据所描的点均匀分布在直线的两侧．3.(2017·山东济南模拟)某同学尝试测量一小滑块和长度为0.5 m 的木板BC 间的动摩擦因数μ.首先，他把半径为R 的四分之一圆弧轨道AB 固定在水平桌面上，如图甲所示，将小滑块从A 端由静止释放，小滑块落在地面上某点(不反弹)，测出轨道B 端离地面的高度h 、B 端到小滑块的落点的水平距离x 1.然后，他把圆弧轨道AB 和木板BC 连接并固定在桌面上，将小滑块仍然从A 端由静止释放，最后的落点到C 端的水平距离为x 2，如图乙所示．已知重力加速度大小为g .回答下列问题：(1)图甲中，小滑块到达轨道B 端时的速率为____.(用g 、h 、x 1表示) (2)若测出h ＝0.500 m 、x 1＝1.000 m 、x 2＝0.800 m ，则μ＝____. (3)下列说法正确的是____. A ．桌面必须保持水平B ．实验中圆弧轨道AB 必须是光滑的C ．让小滑块从A 端释放多次，得到平均落点，能减小实验误差D ．若R 太小，小滑块不能从木板BC 右端滑下，则不能利用该装置求出μ 【答案】0.36 (2)木块的重力、弹簧测力计的示数 (3)AC 【解析】x 1＝v B t ，h ＝12gt 2，解得v B ＝x 1g2h.(2)同理v C ＝x 2g 2h ，小滑块从木板B 端滑到C 端，依据功能关系有μmgL ＝12mv 2B －12mv 2C ，解得μ＝v 2B －v 2C2gL＝0.36.(3)只有桌面保持水平，小滑块在空中才会做平抛运动，才能求得v B 、v C ；即使圆弧轨道AB 不光滑，也不影响依据平抛运动求得的v B 、v C 正确性；当R 太小时，小滑块最终将停在木板BC 上某位置，量出该点到B 点距离，依据功能关系同样能求出μ.1.某同学用图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a ＝____m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝____m/s ；(2)已知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是____.(选填正确答案标号)A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角【答案】(1)3.25 1.79 (2)C 【解析】(1)用逐差法求纸带加速度 a ＝(x 3＋x 4)－(x 1＋x 2)4T 2＝3.25 m/s 2，C 点速度等于BD 段平均速度，v ＝x BD2T≈1.79 m/s.(2)由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，μ＝g sin θ－ag cos θ，故选项C 正确．1．(2018·河北衡水模拟)一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数．在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器．木块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动．实验中测得木块质量M ＝150 g ，钩码质量m ＝50 g.(1)实验开始时，应调整滑轮的高度，让绳子与木板____.(2)实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A 、B 、C 、D 、E 是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10 s ，所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a ＝___m/s 2(结果保留两位有效数字)．(3)根据实验原理可导出计算动摩擦因数的表达式μ＝____(用M 、m 、g 、a 表示)；取g ＝10 m/s 2，代入相关数据可求得μ＝____(计算结果保留一位有效数字)．【答案】(1) 平行 (2)0.25_ (3)m M －(M ＋m )a Mg0.32．(2018·河南郑州一模)某探究学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”，他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置，另外他们还找到打点计时器及所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干．小组同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M ＝300 g ，将滑块放在水平桌面上并连接上纸带，用细线通过滑轮挂上两个钩码(每个钩码质量为100 g)，调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行，让钩码拉动滑块由静止开始加速运动，用打点计时器记录其运动情况．实验纸带的记录如图乙所示，计数点之间有4个点未画出，所用交流电源的频率为50 Hz ，则滑块运动的加速度为___m/s 2.滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝____.(结果保留两位有效数字，重力加速度g ＝10 m/s 2)【答案】_0.64 0.563．(2018·江苏启东一模)现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图甲所示．表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连；打点计时器固定在木板上，连接频率为50 Hz 的交流电源．接通电源后，从静止释放滑块，滑块带动纸带打出一系列的点迹．(1)图乙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是实验中选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，2、3和5、6计数点间的距离如图所示，由图中数据求出滑块的加速度a ＝____m/s 2.(结果保留三位有效数字)(2)已知木板的长度为L ，为了求出滑块与木板间的动摩擦因数，还应测量的物理量是____.A ．滑块到达斜面底端的速度vB ．滑块的质量mC ．滑块的运动时间tD ．斜面高度h 和底边长度x(3)设重力加速度为g ，滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ＝____.(用所需测物理量的字母表示)【答案】(1) 2.51 (2)D (3)gh －aLgx【解析】(1)设0、1、2、3、4、5、6的间距分别是x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6，由x 6－x 3＝3aT 2可知，a ＝(14.23－6.70)×10－23×0.12m/s 2＝2.51 m/s 2.(2)由牛顿第二定律可知mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，得μ＝tan θ－ag cos θ，因此只需测量斜面高度h 和底边长度x ，就可以得到tan θ与cos θ的值，就可以计算出滑块与木板间的动摩擦因数．选项D 正确．(3)由(2)可知μ＝tan θ－a g cos θ＝h x －a g x L＝gh －aLgx.4．(2018·湖北武汉模拟)甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为g .(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示．其中A 为一质量为M 的长直木板，B 为木板上放置的质量为m 的物块，C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计．实验时用力将A 从B 的下方抽出，通过C 的读数F 1即可测出动摩擦因数．则该设计能测出____(选填“A 与B ”或“A 与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为____.(2)乙同学的设计如图乙所示．他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A 、B 两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质传感器能显示挂钩处所受的拉力．实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从靠近光电门A 处由静止开始运动，读出多组传感器示数F 及对应的物块在两光电门之间的运动时间t .在坐标系中作出F －1t 2的图线如图丙所示，图线的斜率为k ，与纵轴的截距为b ，与横轴的截距为c .因乙同学不能测出小车质量，故该同学还应该测出的物理量为____.根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为____.【答案】(1) A 与B F 1mg (2)光电门A 、B 之间的距离x _ (3)2xbkg【解析】(1)对物体B 受力分析，水平方向受到两个力作用：A 对B 的摩擦力与弹簧测力计的拉力，二力平衡，所以该设计能测出A 与B 之间的动摩擦因数，由F 1＝μmg ，可得μ＝F 1mg. (2)根据牛顿第二定律可得F －μmg ＝ma ，A 、B 之间的距离x ＝12at 2，得F ＝μmg ＋2mx ·1t2，图线的斜率k ＝2mx ，纵轴的截距为b ＝μmg ，可得μ＝2xbkg .。
一种测定动摩擦因数的方法探究
一种测定动摩擦因数的方法探究1. 引言1.1 背景介绍摩擦是物体接触表面之间的相互作用力，是我们日常生活和工程领域中不可或缺的重要现象。
动摩擦因数是描述两个物体相互之间的摩擦力大小的参数，对于了解物体在不同表面之间的摩擦特性具有重要意义。
在工程领域中，了解不同材料之间的动摩擦因数可以帮助工程师选择合适的材料和润滑方式，从而提高机械设备的效率和性能。
在日常生活中，我们也可以通过了解动摩擦因数，提高我们对摩擦现象的认识，从而更好地操作和维护物体。
本次实验旨在探究一种测定动摩擦因数的方法，通过对实验材料与方法进行详细的研究，希望能够找到一个简单且准确的测量动摩擦因数的方法。
这将有助于我们更好地理解摩擦现象，为工程领域和日常生活提供更多有益的参考。
1.2 研究目的研究的目的是为了探究一种新的方法来准确测定动摩擦因数，从而更好地理解物体之间的摩擦特性。
通过实验研究，我们希望能够验证这种方法的有效性和可靠性，为后续的实际应用提供理论支持和技术指导。
通过深入探讨动摩擦因数的测定方法，我们也可以为相关领域的研究工作提供新的思路和方法，促进科学技术的进步和发展。
通过本次研究，我们旨在建立一个简单易行、准确可靠的动摩擦因数测定方法，为科学研究和工程实践提供更有力的支持和保障。
1.3 研究意义研究动摩擦因数的方法具有重要的理论和实际意义。
通过测定动摩擦因数，可以深入了解材料表面的摩擦特性，为材料的设计和选择提供重要依据。
动摩擦因数是评价材料摩擦性能的重要指标，对于提高机械设备的运行效率和安全性具有重要意义。
研究动摩擦因数的方法还可以为开发新型润滑材料、减少能源消耗、延长材料使用寿命等方面提供技术支持。
深入探究测定动摩擦因数的方法，具有重要的应用价值和科学意义。
通过本研究的开展，可为相关领域的研究提供基础数据和方法支持，推动相关技术的发展与应用，为提高材料摩擦性能和促进科技进步做出贡献。
2. 正文2.1 实验材料与方法1. 一块光滑的木板2. 一块粗糙的木板3. 一块直尺4. 一块弹簧测力计5. 一块橡胶垫6. 一条绳子7. 一只手套1. 将光滑的木板水平放置在桌面上，固定好。
一种测定动摩擦因数的方法探究
一种测定动摩擦因数的方法探究动摩擦因数是指两个物体之间相互接触并发生相对运动时，所产生的摩擦力与法向压力之间的比值。
它是一个重要的物理参数，用于描述物体之间的摩擦现象。
目前常用的测定动摩擦因数的方法有很多，例如斜面实验法、牛顿环法、牛顿光圈法等。
下面我将介绍一种简单的测定动摩擦因数的方法，以探究其原理和应用。
实验所需器材：1. 水平桌面2. 金属块3. 弹簧测力计4. 倾斜角度仪5. 实验材料（如橡胶垫片、纸张等）实验步骤：1. 在水平桌面上放置金属块。
2. 将弹簧测力计固定在金属块上，并确保其刻度盘处于水平位置。
3. 将倾斜角度仪放置在金属块上，并调整其使金属块倾斜。
4. 在金属块和桌面之间插入实验材料（如橡胶垫片），并调整倾斜角度使金属块开始滑动。
5. 记录此时弹簧测力计的示数，并计算出摩擦力。
实验原理：在这种方法中，我们利用弹簧测力计测量金属块滑动过程中的受力情况。
当金属块开始滑动时，弹簧测力计所示的示数即为金属块所受的摩擦力。
根据力学知识，摩擦力等于法向压力乘以动摩擦因数。
我们可以通过测量摩擦力和法向压力来计算动摩擦因数。
实验注意事项：1. 确保实验平台水平，以减小实验误差。
2. 实验材料的选择应与实际应用场景相符，以确保测得的动摩擦因数具有实际参考价值。
3. 实验过程中可以进行多次测量，取平均值以减小随机误差。
实验拓展：1. 可以使用不同的实验材料进行测量，比较它们的动摩擦因数的差异。
2. 可以改变倾斜角度，探究动摩擦因数与倾斜角度的关系。
3. 可以将实验结果与理论计算值进行比较，以验证实验方法的准确性和有效性。
总结：通过这种简单的测定动摩擦因数的方法，我们可以实验测量得到相关的数据，从而计算出动摩擦因数，并探究其原理和应用。
这种实验方法简单易行，可以帮助我们更好地理解和应用动摩擦因数概念。
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方案一、 如图1所示装置 实验步骤是：
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上做匀速直线运
动，测其拉力 F拉 ，
根据平衡条件：F拉 F摩 ， 正压力 FN G
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。
（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤：
①让木块从斜面上方一固定点D从静止开始下滑到斜
面底端A处，记下所用的时间t．
②用米尺测量D与A之间的距离s，则木块的加速度
a＝ 2s ．
B
t2
D
C
A
③用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面CA的高
度h和长木板的总长度l．设木块所受重力为mg，木
块与长木板之间的动摩擦因数为μ，则木块所受的
(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过
改变 斜面高度h ,可验证质量一定时,加速度与力成正比
的关系;实验时通过改变 滑块A的质量M及斜面高度h，,
且使Mh不变
,
可验证力一定时，加
速度与质量成反比的
v/(ms-1)
3.0 2.5
关系。
2.0
1.5
1.0
h θ R
（2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥 状，由于体积不变,θ不变，要使占场地面积最小， 则取Rx为最小，所以有
hx Rx 0.75Rx 根据体积公式，该堆黄沙的体积为
V 1 R2h 1 R3
3
4
因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故
V
1 8
Rx3
解得 Rx 3 2R
gh aL
g L2 h2
L2 h2 L
木块
打点计时器 纸带
长木板
图（1）
012.湖北省黄冈中学08届9月模拟考试 12
11、如图（a），质量为M的滑块A放在气垫导轨B
上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距
离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏
幕上显示滑块A的位移－时间（s-t）图象和速率－
解： 设A刚落地时速度为v，由动能定理，
mA gh
1 2
(
mA
mB
)v 2
mB gh
（1）
A落地后B做匀减速运动到0，由动能定理，
1 2
mBv2
mB g(
s
h)
（2）
解(1)(2)得:
mAh
( mA mB )s mAh
B A
017.例1：建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管 如何堆, 其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为 12.5m，高为1.5m，如图所示。
占地面积至少为
Sx
1 2
Rx2
2 3
4m2
10.0m2
040.江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试10 10．（8分）某同学用铁架台将长木板倾斜支在水平
桌面上，组成如图（1）所示装置（示意图），测量
木块沿斜面下滑的加速度。所提供的仪器有长木板、
木块、打点计时器（含纸带）、学生电源、米尺、
（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。 （2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少 为多少？（ 3 4 1.6）
解：（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力 的作用而静止，则
所以 mg sin θ Ff mg cos
tanθ h 2πh 0.75
Rl
θ 37 （θ称为摩擦角）
时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面
上，斜面的长度为l、高度为h。
（取重力加速度g=9.8m/s2，结
果可保留一位有效数字）
B
h
CA
图(a)
（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图
线如图(b) 所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度
a= 6 m/s2 ,摩擦力对滑块A运动的影响 不明显,可忽略 .
在托盘中放入适量 砝码，滑块开始做匀加速
打点计时器滑块
运动，在纸带上打出一系
砝码
列小点．
托盘
01 2 3 4 5
6
7
1.40 1.89 2.40 2.88 3.39 3.88
4.37 单位 cm
⑴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
0.5 0.0
t/s
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1
图 (b)
（3）将气垫导轨换成滑板,滑块A换成滑块A',给滑块 A'一沿滑板向上的初速度，A'的s-t图线如图(c) 。图 线不对称是由于 滑动摩擦力 造成的，通过图线可
求得滑板的倾角θ＝ arcsin0.6
轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量，用此装置可测出 B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ． ⑴在本实验中需要用到的测量工具是天平，刻度尺；
需要测量的物理量是 A距地面的高度h， ；
B在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量mA、mB （写出物理量的名称并用字母表示） BBiblioteka ⑵动摩擦因数μ的表达式为μ=．
A
⑵解见下页
题目
gk012.2008年高考理综宁夏卷22 Ⅱ、
22、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，
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：
⑴匀速直线运动很难控制；
⑵运动中数据不够准确；
图1
⑶无法研究在变速运动中滑动摩擦力是否改变。
方案二、 如图2所示： 实验步骤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
1.0 s/m
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
t/s 0.1
0.00.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
图(c)
题目
057.广东省汕头市2008年模拟考试15 15．（10分）现要测定木块与长木板之间的动摩擦因 数，给定的器材如下：一倾角可以调节的长木板（如 图）、木块、计时器一个、米尺．
A
S1 S2 S3 S4
m/s2（计算 图（2）
（3）为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，该同学
还测量了斜面的高h和斜面的长L，设加速度a、重力
加速度g，则动摩擦因数的计算式是
（用
字母h、L、a和g表示）．
（3）解： mg sin mgcos ma
sin h , cos
L
1.00
③解： 如图所示
0.50 0
G/N 2.04.06.08.010.0
011.08届启东市第一次调研测试卷11
11．如图所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过 定滑轮的细绳相连．开始时B放在水平桌面上，A离地
面有一定的高度，从静止开始释放让它们运动，在运 动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹．不计滑
量相关的单位,都存在测量的量程等，这些仪器还具有
其他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个
零刻度、分度值、测量时须估读等
。
（2）某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实 验时，设计了两种实验方案：
方案A：木板固定, 用弹簧秤拉动木块，如图(a)所示；
方案B：木块固定，用手拉动木板，如图(b)所示．
复习精要 探究设计实验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。
如果实验有几个方案可供选择，要求学生能对几个 方案的优缺点进行比较，从各个实验方案中选择最 佳方案进行实验，这有助于培养学生的探究创造能 力。
合外力F ＝
mg(h
l
l 2 h2 )
．
④根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数的表达式
μ ＝________l 2_h__h_2___g_t_2_2_ls_2l__h_2____ ，代入测量值 计算求出μ的值． ⑤改变_长__木__板__的__倾__角__(_或__长__木__板__顶__端__距__水__平__桌__面__的__高_,度)
重复上述测量和计算．
⑥求出μ的平均值．
解：
F
mg sin
m g cos
mg (
h
l 2 h2 ) ma
h
2sl
l
l 2 h2 gt 2 l 2 h2
（2）在上述实验中，如果用普通的秒表作为计时器, 为了减少实验误差，某同学提出了以下的方案： A．选用总长度l较长的木板． B．选用质量较大的木块． C．使木块从斜面开始下滑的起点D离斜面底端更远 一些． D．使长木板的倾角尽可能大一点． 其中合理的意见是 A C ．（填写代号）
(用反三角函数
表示)，滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝ 0.3 .
(3)解： 上滑时，s1 =1/2 g(sinθ+μcosθ)t12 下滑时，s2=1/2 g(sinθ-μcosθ)t22