摩擦力實驗講義及自測題目一、實驗名稱探究摩擦力的影響因素及測量二、實驗目的1.加深對摩擦力概念的理解，明確滑動摩擦力與靜摩擦力的區(qū)別。2.探究影響滑動摩擦力大小的主要因素。3.學習用彈簧測力計測量滑動摩擦力和最大靜摩擦力的方法。4.培養(yǎng)實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理能力以及分析問題和解決問題的能力。三、實驗原理1.滑動摩擦力：當一個物體在另一個物體表面上做相對滑動時，會受到另一個物體阻礙它相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力。其方向總是沿著接觸面，并且與物體相對運動的方向相反。實驗表明，滑動摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。其計算公式為：\(f=\muN\)其中，\(f\)表示滑動摩擦力的大小，\(\mu\)是滑動摩擦因數(shù)，它與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)，\(N\)是接觸面間的壓力大小。2.靜摩擦力：當兩個相互接觸的物體之間有相對運動趨勢，但尚未發(fā)生相對運動時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力，叫做靜摩擦力。其方向總是沿著接觸面，并且與物體相對運動趨勢的方向相反。靜摩擦力的大小隨外力的變化而變化，有一個最大值，稱為最大靜摩擦力。一般情況下，最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，在粗略計算時，有時可近似認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。本實驗中，利用彈簧測力計沿水平方向拉動物體。當物體在水平面上做勻速直線運動時，根據(jù)二力平衡條件，彈簧測力計的示數(shù)在數(shù)值上等于物體所受的滑動摩擦力。對于靜摩擦力，通過緩慢增大拉力，觀察物體即將開始運動時彈簧測力計的最大示數(shù)，此示數(shù)近似等于最大靜摩擦力。四、實驗器材1.彈簧測力計（量程合適，已校準）2.長方體木塊（或其他易于拉動的規(guī)則物體）3.長木板（或水平桌面，表面應平整）4.砝碼若干（用于改變壓力）5.不同材質(zhì)的接觸面材料（如毛巾、砂紙、塑料板等，用于改變接觸面粗糙程度）6.細線（用于連接木塊和彈簧測力計）五、實驗內(nèi)容與步驟（一）探究影響滑動摩擦力大小的因素1.檢查器材：觀察彈簧測力計的量程和分度值，檢查指針是否指在零刻度線處，若不在，需進行調(diào)零。2.測量木塊在木板上的滑動摩擦力（基礎(chǔ)壓力）：*將長木板平放在水平桌面上。*用細線將木塊系好，細線另一端連接到彈簧測力計的掛鉤上。*用彈簧測力計水平拉著木塊，使木塊在長木板上做勻速直線運動。此時，讀取彈簧測力計的示數(shù)，并將其記錄為木塊所受的滑動摩擦力大小。*重復上述步驟若干次，取平均值作為測量結(jié)果，以減小誤差。3.探究壓力對滑動摩擦力的影響（接觸面粗糙程度不變）：*在木塊上放置一個砝碼，增大木塊對木板的壓力。*按照步驟2的方法，再次用彈簧測力計水平拉著木塊在木板上做勻速直線運動，讀取并記錄彈簧測力計的示數(shù)。*可以再增加砝碼數(shù)量，重復上述操作，記錄不同壓力下的滑動摩擦力。4.探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力的影響（壓力不變）：*保持木塊上砝碼數(shù)量不變（或不加砝碼，即恢復基礎(chǔ)壓力）。*將長木板更換為另一種粗糙程度不同的接觸面材料（如毛巾或砂紙鋪在桌面上）。*按照步驟2的方法，用彈簧測力計水平拉著木塊在新的接觸面上做勻速直線運動，讀取并記錄彈簧測力計的示數(shù)。*更換不同粗糙程度的接觸面材料，重復上述操作，記錄數(shù)據(jù)。（二）測量最大靜摩擦力1.仍將木塊放在水平長木板上（可選擇基礎(chǔ)壓力或某一特定壓力）。2.用彈簧測力計水平拉著木塊，但初始時不施加拉力或施加很小的拉力。3.緩慢、逐漸地增大拉力，仔細觀察木塊的狀態(tài)和彈簧測力計的示數(shù)變化。4.當木塊剛開始有相對運動（即即將滑動）的瞬間，記錄此時彈簧測力計的最大示數(shù)，此示數(shù)近似等于木塊所受的最大靜摩擦力。5.重復幾次，取平均值。六、數(shù)據(jù)記錄與處理1.設(shè)計數(shù)據(jù)表格（示例）：實驗序號實驗條件（接觸面材料、壓力情況）彈簧測力計示數(shù)（N）滑動摩擦力f(N)備注（如勻速、最大靜摩擦等）:-------:------------------------------:-------------------:---------------:---------------------------1木板，木塊自身重量（多次測量值）（平均值）滑動摩擦2木板，木塊+1個砝碼（多次測量值）（平均值）滑動摩擦3毛巾，木塊自身重量（多次測量值）（平均值）滑動摩擦...............木板，木塊自身重量（最大示數(shù)）（最大靜摩擦）靜摩擦2.數(shù)據(jù)處理：*對于滑動摩擦力，計算每次實驗中多次測量的平均值。*比較不同壓力下（相同接觸面）的滑動摩擦力大小，分析壓力對滑動摩擦力的影響。*比較相同壓力下（不同接觸面）的滑動摩擦力大小，分析接觸面粗糙程度對滑動摩擦力的影響。*比較同一條件下的最大靜摩擦力與滑動摩擦力的大小關(guān)系。七、實驗注意事項1.實驗時，彈簧測力計必須保持水平拉動，避免因拉力方向不水平而導致測量誤差。2.拉動物體時，務必使物體做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數(shù)才等于滑動摩擦力。判斷“勻速”是關(guān)鍵，可通過觀察彈簧測力計指針是否穩(wěn)定來輔助判斷。3.測量最大靜摩擦力時，拉力增大過程要緩慢平穩(wěn)，準確捕捉木塊即將滑動瞬間的最大拉力值。4.實驗前要檢查彈簧測力計是否調(diào)零，使用時注意不要超過其量程。5.保持實驗臺面的水平和穩(wěn)定，避免外界干擾。6.實驗結(jié)束后，整理好實驗器材，放回原處。八、思考題1.為什么在測量滑動摩擦力時，必須使物體做勻速直線運動？如果物體做加速或減速運動，彈簧測力計的示數(shù)還等于滑動摩擦力嗎？為什么？2.實驗中，若彈簧測力計的指針不穩(wěn)定，難以準確讀數(shù)，可能的原因是什么？如何改進？3.你認為除了壓力和接觸面粗糙程度外，滑動摩擦力的大小還可能與哪些因素有關(guān)？（舉一例并簡述如何設(shè)計實驗驗證）4.生活中，有哪些增大有益摩擦和減小有害摩擦的實例？它們分別是通過改變什么因素來實現(xiàn)的？九、自測題目一、選擇題1.關(guān)于摩擦力，下列說法中正確的是（）A.摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反B.摩擦力的大小總是與物體間的壓力成正比C.靜止的物體一定不受摩擦力D.滑動摩擦力的方向總是與物體相對運動的方向相反2.在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，某同學用彈簧測力計拉著同一木塊在水平桌面上做勻速直線運動，下列說法正確的是（）A.木塊對桌面的壓力越大，滑動摩擦力越小B.木塊運動速度越大，滑動摩擦力越大C.桌面越光滑，滑動摩擦力越小D.彈簧測力計對木塊的拉力越大，滑動摩擦力越大二、填空題3.用彈簧測力計沿水平方向拉著一個木塊在水平桌面上勻速運動時，彈簧測力計的示數(shù)為F，則木塊受到的滑動摩擦力大小為______，這是利用了______的原理。4.當用手推講臺桌而未推動時，講臺桌與地面之間存在______摩擦力，其大小______推力（選填“大于”、“等于”或“小于”）。三、實驗分析題5.某同學在做“探究滑動摩擦力與壓力關(guān)系”的實驗時，記錄了如下數(shù)據(jù)：壓力（N）102030:-------:--:--:--滑動摩擦力（N）246（1）分析表中數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：在接觸面粗糙程度一定時，