探究影響滑動摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)儀

王之鋮

一、研究背景與目的

高中物理中的“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”，是通過實(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^實(shí)驗(yàn)了解一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動時(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，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，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，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，受到的摩擦力也不同，滑動表面越粗糙，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)主要存在以下問題：①難以控制木板做勻速直線運(yùn)動；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。針對以上不足，筆者收集相關(guān)資料，精心設(shè)計(jì)了一套簡易裝置。

二、設(shè)計(jì)制作

如圖1和圖2所示：1“代表”長方合體；2“代表”長方合體一端檔板；3“代表”小長方體；4“代表”彈簧秤；5“代表”轉(zhuǎn)輪軸；6“代表”傳動帶；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”長方體上合蓋板；12“代表”轉(zhuǎn)輪。

長方合體1的一端固定一端檔板2，在長方合體1的上方中央固定長方合體上合蓋板11，兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸5固定在長方合體上，固定點(diǎn)靠近長方合體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通過傳動帶6拉緊連接，右邊轉(zhuǎn)輪12為主動輪，可調(diào)速電機(jī)樞動，傳動帶6通過長方合體1上方兩端的缺口在長合蓋板11上面運(yùn)動。小長方體3平放在傳動帶6上面，小長方體3一端用細(xì)線7拴著，細(xì)線7跨過定滑輪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)樞動傳動帶6，改變傳動帶6相對小長方體3的速度，觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：滑動摩擦力大小與速度無關(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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3與傳動帶6的接觸面積大小（把小長方體3平放與側(cè)放），觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：滑動摩擦力大小與接觸面積大小無關(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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3與傳動帶6的接觸面的粗糙程度，小長方體3上表面和下表面用不同材料做成，一次用小長方體3上表面與傳動帶6的接觸做實(shí)驗(yàn)，另一次用小長方體3下表面與傳動帶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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3的質(zhì)量，從而改變小長方體3對傳動帶6的壓力大小做實(shí)驗(yàn)，觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：壓力越大滑動摩擦力越大。

四、創(chuàng)新之處

（1）變小車勻速運(yùn)動為傳送帶運(yùn)動，便于控制；

（2）可以連續(xù)操作，操作簡單；

（3）可以靜止讀數(shù)。

（作者單位：湖南省衡陽市第八中學(xué)）endprint

一、研究背景與目的

高中物理中的“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”，是通過實(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^實(shí)驗(yàn)了解一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動時(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，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，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，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，受到的摩擦力也不同，滑動表面越粗糙，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)主要存在以下問題：①難以控制木板做勻速直線運(yùn)動；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。針對以上不足，筆者收集相關(guān)資料，精心設(shè)計(jì)了一套簡易裝置。

二、設(shè)計(jì)制作

如圖1和圖2所示：1“代表”長方合體；2“代表”長方合體一端檔板；3“代表”小長方體；4“代表”彈簧秤；5“代表”轉(zhuǎn)輪軸；6“代表”傳動帶；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”長方體上合蓋板；12“代表”轉(zhuǎn)輪。

長方合體1的一端固定一端檔板2，在長方合體1的上方中央固定長方合體上合蓋板11，兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸5固定在長方合體上，固定點(diǎn)靠近長方合體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通過傳動帶6拉緊連接，右邊轉(zhuǎn)輪12為主動輪，可調(diào)速電機(jī)樞動，傳動帶6通過長方合體1上方兩端的缺口在長合蓋板11上面運(yùn)動。小長方體3平放在傳動帶6上面，小長方體3一端用細(xì)線7拴著，細(xì)線7跨過定滑輪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)樞動傳動帶6，改變傳動帶6相對小長方體3的速度，觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：滑動摩擦力大小與速度無關(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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3與傳動帶6的接觸面積大小（把小長方體3平放與側(cè)放），觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：滑動摩擦力大小與接觸面積大小無關(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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3與傳動帶6的接觸面的粗糙程度，小長方體3上表面和下表面用不同材料做成，一次用小長方體3上表面與傳動帶6的接觸做實(shí)驗(yàn)，另一次用小長方體3下表面與傳動帶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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3的質(zhì)量，從而改變小長方體3對傳動帶6的壓力大小做實(shí)驗(yàn)，觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：壓力越大滑動摩擦力越大。

四、創(chuàng)新之處

（1）變小車勻速運(yùn)動為傳送帶運(yùn)動，便于控制；

（2）可以連續(xù)操作，操作簡單；

（3）可以靜止讀數(shù)。

（作者單位：湖南省衡陽市第八中學(xué)）endprint

一、研究背景與目的

高中物理中的“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”，是通過實(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^實(shí)驗(yàn)了解一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動時(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，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，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，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，受到的摩擦力也不同，滑動表面越粗糙，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)主要存在以下問題：①難以控制木板做勻速直線運(yùn)動；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。針對以上不足，筆者收集相關(guān)資料，精心設(shè)計(jì)了一套簡易裝置。

二、設(shè)計(jì)制作

如圖1和圖2所示：1“代表”長方合體；2“代表”長方合體一端檔板；3“代表”小長方體；4“代表”彈簧秤；5“代表”轉(zhuǎn)輪軸；6“代表”傳動帶；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”長方體上合蓋板；12“代表”轉(zhuǎn)輪。

長方合體1的一端固定一端檔板2，在長方合體1的上方中央固定長方合體上合蓋板11，兩個(gè)轉(zhuǎn)輪軸5固定在長方合體上，固定點(diǎn)靠近長方合體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通過傳動帶6拉緊連接，右邊轉(zhuǎn)輪12為主動輪，可調(diào)速電機(jī)樞動，傳動帶6通過長方合體1上方兩端的缺口在長合蓋板11上面運(yùn)動。小長方體3平放在傳動帶6上面，小長方體3一端用細(xì)線7拴著，細(xì)線7跨過定滑輪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)樞動傳動帶6，改變傳動帶6相對小長方體3的速度，觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：滑動摩擦力大小與速度無關(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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3與傳動帶6的接觸面積大?。ò研￠L方體3平放與側(cè)放），觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：滑動摩擦力大小與接觸面積大小無關(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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3與傳動帶6的接觸面的粗糙程度，小長方體3上表面和下表面用不同材料做成，一次用小長方體3上表面與傳動帶6的接觸做實(shí)驗(yàn)，另一次用小長方體3下表面與傳動帶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（傳動帶6相對小長方體3的速度也不變），改變小長方體3的質(zhì)量，從而改變小長方體3對傳動帶6的壓力大小做實(shí)驗(yàn)，觀察彈簧秤4的讀數(shù)。

結(jié)論：壓力越大滑動摩擦力越大。

四、創(chuàng)新之處

（1）變小車勻速運(yùn)動為傳送帶運(yùn)動，便于控制；

（2）可以連續(xù)操作，操作簡單；

（3）可以靜止讀數(shù)。

（作者單位：湖南省衡陽市第八中學(xué)）endprint