探究影響滑動摩擦力因素的實驗設計及改進
2011-12-31 00:00:00越信平
中學教學參考·理科版 2011年11期
一、提出問題
摩擦力是生產生活中最常見的一種作用力，如何利用摩擦力造福人類，是世界性科技研究的重要論題。我們如何研究影響滑動摩擦力的因素呢?怎樣測滑動摩擦力的大小呢?
二、猜想與假設
猜想1.滑動摩擦力與相對運動快慢的關系。
猜想2.滑動摩擦力與壓力的關系。
猜想3.滑動摩擦力與接觸面面積的關系。
猜想4.滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
三、活動方案
用彈簧秤拉小車在水平面上勻速直線運動，由勻速直線運動的物體所受合外力為零，可知，小車受到的滑動摩擦力的大小與彈簧秤拉力的大小相等，從而測出摩擦力的大小。并通過控制變量法，探究上述四個猜想。
四、實驗器材
彈簧秤，小車，鉤碼，塑膠板， 鐵架臺 ，小滑輪，細線。
五、實驗裝置
六、實驗改進
1.把移動中彈簧秤的讀數，改為靜止彈簧秤懸掛讀數。從而減小讀數的誤差，同時增強了實驗的可視性。
2.把拉動小車改為拉動木板，避免小車出現加速運動，保證小車始終處于二力平衡狀態（這是決定實驗成敗的關鍵）。
七、實驗過程
實驗一、滑動摩擦力與相對運動速度大小的關系
在接觸面積、接觸面性質、接觸面間的壓力一定的條件下（控制變量法），研究滑動摩擦力與物體運動速度的關系：
實驗二、滑動摩擦力與接觸面之間壓力的關系
在物體接觸面積、物體運動速度、接觸面性質一定的條件下（控制變量法），研究滑動摩擦力與接觸面間壓力的關系：
實驗三、滑動摩擦力與接觸面大小的關系
在物體運動速度、接觸面性質、接觸面間壓力一定的條件下（控制變量法），研究滑動摩擦力與接觸面積的關系：
實驗四、滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系
在物體接觸面積、物體運動速度、接觸面間壓力一定的條件下（控制變量法），研究滑動摩擦力與接觸面性質的（如材料、接觸面粗糙程度）關系：
八、歸納總結
滑動摩擦力隨著接觸面間壓力的增大而增大，且接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；與物體相對運動的速度、 接觸面積無關。
(責任編輯 易志毅）
