实验二 滑动摩擦力研究

实验目的

研究影响滑动摩擦力的因素。

实验原理

两个接触着的物体,有了沿接触面的相对滑动,在接触面上就会产生阻碍相对滑动的力,即滑动摩擦力。固态物体之间的摩擦力与接触面相切,并与相对滑动或相对滑动趋势的方向相反。摩擦力的大小,与相互接触的物体的性质、表面的光洁程度及物体间的正压力有关,与接触面积无关。

实验器材

朗威DISLab、计算机、木质或铁质物块、斜面板、小细绳、配重块(或砝码)、天平。

实验装置图

同实验一。

实验过程与数据分析

1.用天平称出物块和配重块的质量,把斜面板放置水平;

2.将力传感器接入数据采集器;

3.打开“组合图线”窗口,点击“添加”,设置X轴为“时间”,Y轴为“力”;

4.物块放置在斜面板上,传感器的测钩用小细绳与物块连接好,水平方向缓慢拉动物体,待物体开始匀速运动一段时间后停止拉动,获得“F-t”图线(图2-1);

图2-1

图2-1 F-t图线

5.点击“停止”,用“选择区域”工具在图2-1的“F-t”图线中选取对应物块匀速运动的一段图线;

6.点击“其它处理”菜单中的“平均值”,得出被选中的那段“F-t”图线对应测量数据的平均值(图2-2);

图2-2

图2-2 求平均值

7.点击平均值窗口中的“记入表格”,将平均值数据记录在表格中;

8.在物块上放置配重块,重复步骤4~7,测出并记录一组数据;

9.打开“计算表格”,点击“变量”,定义“m”为代表物块与配重块的总质量并输入相应值,输入公式“Fn=9.8*m”代表压力,输入公式“k=F1/Fn”,代表摩擦力与压力的比值,得出计算结果(图2-3);

图2-3

图2-3 计算结果

10.从计算结果中看出,摩擦力与压力的比值基本为一常量,说明二者成正比。点击“绘图”,选择X轴为“Fn”,Y轴为“F1”,各数据点在坐标系的排列呈线性特征,点击“线性拟合”,发现所有数据点都在拟合线上,且拟合线过原点,同样验证了二者的正比关系(图2-4);

图2-4

图2-4 坐标显示数据点

11.分别改变物块的接触面积、材料、粗糙程度,重复上述实验,总结影响滑动摩擦力的因素。

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发布时间:2012/12/28 14:31:20  阅读次数:7102

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