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        探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)儀

        2014-11-22 15:17:31王之鋮
        求知導(dǎo)刊 2014年10期
        關(guān)鍵詞:傳動(dòng)帶彈簧秤定滑輪

        王之鋮

        一、研究背景與目的

        高中物理中的“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方法得到的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)能夠影響摩擦力大小的因素,用的實(shí)驗(yàn)器材是一條毛巾、一個(gè)彈簧測(cè)力器、一塊木板、兩個(gè)100克砝碼。

        實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將彈簧測(cè)力器掛在木塊上,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。②在木塊上加一個(gè)100克砝碼,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。③在木塊上加2個(gè)100克砝碼,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以總結(jié)出,在相同的表面上,物體處于平衡狀態(tài)中所受到的摩擦力與物體的正壓力成正比,正壓力越大,所受的摩擦力也就越大。相同質(zhì)量的物體在粗糙程度不同的表面上滑動(dòng),受到的摩擦力也不同,滑動(dòng)表面越粗糙,物體所受到的摩擦力也越大。

        筆者發(fā)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要存在以下問(wèn)題:①難以控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng);②難以控制拉力方向;③不能連續(xù)操作,記錄數(shù)據(jù)誤差大。針對(duì)以上不足,筆者收集相關(guān)資料,精心設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)易裝置。

        二、設(shè)計(jì)制作

        如圖1和圖2所示:1“代表”長(zhǎng)方合體;2“代表”長(zhǎng)方合體一端檔板;3“代表”小長(zhǎng)方體;4“代表”彈簧秤;5“代表”轉(zhuǎn)輪軸;6“代表”傳動(dòng)帶;7“代表”細(xì)線;8“代表”定滑輪座;9“代表”定滑輪;10“代表”掛鉤;11“代表”長(zhǎng)方體上合蓋板;12“代表”轉(zhuǎn)輪。

        長(zhǎng)方合體1的一端固定一端檔板2,在長(zhǎng)方合體1的上方中央固定長(zhǎng)方合體上合蓋板11,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸5固定在長(zhǎng)方合體上,固定點(diǎn)靠近長(zhǎng)方合體1的兩端,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸上分別套著轉(zhuǎn)輪12,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪12通過(guò)傳動(dòng)帶6拉緊連接,右邊轉(zhuǎn)輪12為主動(dòng)輪,可調(diào)速電機(jī)樞動(dòng),傳動(dòng)帶6通過(guò)長(zhǎng)方合體1上方兩端的缺口在長(zhǎng)合蓋板11上面運(yùn)動(dòng)。小長(zhǎng)方體3平放在傳動(dòng)帶6上面,小長(zhǎng)方體3一端用細(xì)線7拴著,細(xì)線7跨過(guò)定滑輪9拴在彈簧秤11的掛釣上。彈簧秤4和定滑輪座8沿豎直方向固定在長(zhǎng)方合體一端檔板2上,定滑輪座8位置上下可調(diào),使拉著小長(zhǎng)方體3的細(xì)線7調(diào)為水平。

        三、使用方法

        第一步:探究速度大小是否是影響因素。

        其他條件不變,用可調(diào)速電機(jī)樞動(dòng)傳動(dòng)帶6,改變傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度,觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與速度無(wú)關(guān)。

        第二步:探究接觸面積大小是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3與傳動(dòng)帶6的接觸面積大?。ò研¢L(zhǎng)方體3平放與側(cè)放),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小無(wú)關(guān)。

        第三步:探究接觸面粗糙程度是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3與傳動(dòng)帶6的接觸面的粗糙程度,小長(zhǎng)方體3上表面和下表面用不同材料做成,一次用小長(zhǎng)方體3上表面與傳動(dòng)帶6的接觸做實(shí)驗(yàn),另一次用小長(zhǎng)方體3下表面與傳動(dòng)帶6的接觸做實(shí)驗(yàn),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。

        第四步:探究壓力大小是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3的質(zhì)量,從而改變小長(zhǎng)方體3對(duì)傳動(dòng)帶6的壓力大小做實(shí)驗(yàn),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大。

        四、創(chuàng)新之處

        (1)變小車勻速運(yùn)動(dòng)為傳送帶運(yùn)動(dòng),便于控制;

        (2)可以連續(xù)操作,操作簡(jiǎn)單;

        (3)可以靜止讀數(shù)。

        (作者單位:湖南省衡陽(yáng)市第八中學(xué))endprint

        一、研究背景與目的

        高中物理中的“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方法得到的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)能夠影響摩擦力大小的因素,用的實(shí)驗(yàn)器材是一條毛巾、一個(gè)彈簧測(cè)力器、一塊木板、兩個(gè)100克砝碼。

        實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將彈簧測(cè)力器掛在木塊上,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。②在木塊上加一個(gè)100克砝碼,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。③在木塊上加2個(gè)100克砝碼,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以總結(jié)出,在相同的表面上,物體處于平衡狀態(tài)中所受到的摩擦力與物體的正壓力成正比,正壓力越大,所受的摩擦力也就越大。相同質(zhì)量的物體在粗糙程度不同的表面上滑動(dòng),受到的摩擦力也不同,滑動(dòng)表面越粗糙,物體所受到的摩擦力也越大。

        筆者發(fā)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要存在以下問(wèn)題:①難以控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng);②難以控制拉力方向;③不能連續(xù)操作,記錄數(shù)據(jù)誤差大。針對(duì)以上不足,筆者收集相關(guān)資料,精心設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)易裝置。

        二、設(shè)計(jì)制作

        如圖1和圖2所示:1“代表”長(zhǎng)方合體;2“代表”長(zhǎng)方合體一端檔板;3“代表”小長(zhǎng)方體;4“代表”彈簧秤;5“代表”轉(zhuǎn)輪軸;6“代表”傳動(dòng)帶;7“代表”細(xì)線;8“代表”定滑輪座;9“代表”定滑輪;10“代表”掛鉤;11“代表”長(zhǎng)方體上合蓋板;12“代表”轉(zhuǎn)輪。

        長(zhǎng)方合體1的一端固定一端檔板2,在長(zhǎng)方合體1的上方中央固定長(zhǎng)方合體上合蓋板11,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸5固定在長(zhǎng)方合體上,固定點(diǎn)靠近長(zhǎng)方合體1的兩端,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸上分別套著轉(zhuǎn)輪12,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪12通過(guò)傳動(dòng)帶6拉緊連接,右邊轉(zhuǎn)輪12為主動(dòng)輪,可調(diào)速電機(jī)樞動(dòng),傳動(dòng)帶6通過(guò)長(zhǎng)方合體1上方兩端的缺口在長(zhǎng)合蓋板11上面運(yùn)動(dòng)。小長(zhǎng)方體3平放在傳動(dòng)帶6上面,小長(zhǎng)方體3一端用細(xì)線7拴著,細(xì)線7跨過(guò)定滑輪9拴在彈簧秤11的掛釣上。彈簧秤4和定滑輪座8沿豎直方向固定在長(zhǎng)方合體一端檔板2上,定滑輪座8位置上下可調(diào),使拉著小長(zhǎng)方體3的細(xì)線7調(diào)為水平。

        三、使用方法

        第一步:探究速度大小是否是影響因素。

        其他條件不變,用可調(diào)速電機(jī)樞動(dòng)傳動(dòng)帶6,改變傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度,觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與速度無(wú)關(guān)。

        第二步:探究接觸面積大小是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3與傳動(dòng)帶6的接觸面積大小(把小長(zhǎng)方體3平放與側(cè)放),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小無(wú)關(guān)。

        第三步:探究接觸面粗糙程度是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3與傳動(dòng)帶6的接觸面的粗糙程度,小長(zhǎng)方體3上表面和下表面用不同材料做成,一次用小長(zhǎng)方體3上表面與傳動(dòng)帶6的接觸做實(shí)驗(yàn),另一次用小長(zhǎng)方體3下表面與傳動(dòng)帶6的接觸做實(shí)驗(yàn),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。

        第四步:探究壓力大小是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3的質(zhì)量,從而改變小長(zhǎng)方體3對(duì)傳動(dòng)帶6的壓力大小做實(shí)驗(yàn),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大。

        四、創(chuàng)新之處

        (1)變小車勻速運(yùn)動(dòng)為傳送帶運(yùn)動(dòng),便于控制;

        (2)可以連續(xù)操作,操作簡(jiǎn)單;

        (3)可以靜止讀數(shù)。

        (作者單位:湖南省衡陽(yáng)市第八中學(xué))endprint

        一、研究背景與目的

        高中物理中的“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方法得到的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)時(shí)能夠影響摩擦力大小的因素,用的實(shí)驗(yàn)器材是一條毛巾、一個(gè)彈簧測(cè)力器、一塊木板、兩個(gè)100克砝碼。

        實(shí)驗(yàn)步驟如下:①將彈簧測(cè)力器掛在木塊上,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。②在木塊上加一個(gè)100克砝碼,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。③在木塊上加2個(gè)100克砝碼,并分別在木板、桌面和毛巾的絨面和線面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),并記錄木塊所受摩擦力的數(shù)據(jù)。從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以總結(jié)出,在相同的表面上,物體處于平衡狀態(tài)中所受到的摩擦力與物體的正壓力成正比,正壓力越大,所受的摩擦力也就越大。相同質(zhì)量的物體在粗糙程度不同的表面上滑動(dòng),受到的摩擦力也不同,滑動(dòng)表面越粗糙,物體所受到的摩擦力也越大。

        筆者發(fā)現(xiàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要存在以下問(wèn)題:①難以控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng);②難以控制拉力方向;③不能連續(xù)操作,記錄數(shù)據(jù)誤差大。針對(duì)以上不足,筆者收集相關(guān)資料,精心設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)易裝置。

        二、設(shè)計(jì)制作

        如圖1和圖2所示:1“代表”長(zhǎng)方合體;2“代表”長(zhǎng)方合體一端檔板;3“代表”小長(zhǎng)方體;4“代表”彈簧秤;5“代表”轉(zhuǎn)輪軸;6“代表”傳動(dòng)帶;7“代表”細(xì)線;8“代表”定滑輪座;9“代表”定滑輪;10“代表”掛鉤;11“代表”長(zhǎng)方體上合蓋板;12“代表”轉(zhuǎn)輪。

        長(zhǎng)方合體1的一端固定一端檔板2,在長(zhǎng)方合體1的上方中央固定長(zhǎng)方合體上合蓋板11,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸5固定在長(zhǎng)方合體上,固定點(diǎn)靠近長(zhǎng)方合體1的兩端,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸上分別套著轉(zhuǎn)輪12,兩個(gè)轉(zhuǎn)輪12通過(guò)傳動(dòng)帶6拉緊連接,右邊轉(zhuǎn)輪12為主動(dòng)輪,可調(diào)速電機(jī)樞動(dòng),傳動(dòng)帶6通過(guò)長(zhǎng)方合體1上方兩端的缺口在長(zhǎng)合蓋板11上面運(yùn)動(dòng)。小長(zhǎng)方體3平放在傳動(dòng)帶6上面,小長(zhǎng)方體3一端用細(xì)線7拴著,細(xì)線7跨過(guò)定滑輪9拴在彈簧秤11的掛釣上。彈簧秤4和定滑輪座8沿豎直方向固定在長(zhǎng)方合體一端檔板2上,定滑輪座8位置上下可調(diào),使拉著小長(zhǎng)方體3的細(xì)線7調(diào)為水平。

        三、使用方法

        第一步:探究速度大小是否是影響因素。

        其他條件不變,用可調(diào)速電機(jī)樞動(dòng)傳動(dòng)帶6,改變傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度,觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與速度無(wú)關(guān)。

        第二步:探究接觸面積大小是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3與傳動(dòng)帶6的接觸面積大?。ò研¢L(zhǎng)方體3平放與側(cè)放),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小無(wú)關(guān)。

        第三步:探究接觸面粗糙程度是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3與傳動(dòng)帶6的接觸面的粗糙程度,小長(zhǎng)方體3上表面和下表面用不同材料做成,一次用小長(zhǎng)方體3上表面與傳動(dòng)帶6的接觸做實(shí)驗(yàn),另一次用小長(zhǎng)方體3下表面與傳動(dòng)帶6的接觸做實(shí)驗(yàn),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。

        第四步:探究壓力大小是否是影響因素。

        其他條件不變(傳動(dòng)帶6相對(duì)小長(zhǎng)方體3的速度也不變),改變小長(zhǎng)方體3的質(zhì)量,從而改變小長(zhǎng)方體3對(duì)傳動(dòng)帶6的壓力大小做實(shí)驗(yàn),觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

        結(jié)論:壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大。

        四、創(chuàng)新之處

        (1)變小車勻速運(yùn)動(dòng)為傳送帶運(yùn)動(dòng),便于控制;

        (2)可以連續(xù)操作,操作簡(jiǎn)單;

        (3)可以靜止讀數(shù)。

        (作者單位:湖南省衡陽(yáng)市第八中學(xué))endprint

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