一種測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的方法探究

李春紅 羅江波

摘 要：動(dòng)摩擦因數(shù)是物理摩擦力中涉及的內(nèi)容，教材當(dāng)中給出了一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)，但是，沒有給出具體測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的方法。根據(jù)上網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)定，主要利用了平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)力學(xué)規(guī)律、動(dòng)能定理，將摩擦因數(shù)的測(cè)定轉(zhuǎn)換為距離的測(cè)量、將摩擦因數(shù)的測(cè)定轉(zhuǎn)換為加速度的測(cè)定、將摩擦因數(shù)轉(zhuǎn)換為角度的測(cè)量、將研究運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)換為研究靜止物體。區(qū)別于上述方法，本文介紹一種新的測(cè)定摩擦因數(shù)的方法。

關(guān)鍵詞：能力;創(chuàng)新;方法

對(duì)此方法簡(jiǎn)單說明如下：

1. 實(shí)驗(yàn)原理

滑塊上粘有遮光片，遮光片的寬為d，當(dāng)帶有滑塊的遮光片經(jīng)過兩個(gè)光電門時(shí)，電腦可顯示滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，遮光片的擋光時(shí)間，利用公式v=d/t，可以計(jì)算滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度，再用刻度尺量出兩個(gè)光電門之間的距離x，利用速度位移公式v22-v21=2ax，可算出加速a，a=gsinθ-gcosθ，之后用量角器量出斜面傾角，用Excel表格可計(jì)算其對(duì)應(yīng)的弧度數(shù)，及其正弦、余弦值。在g值已知的情況下，利用上式可計(jì)算出動(dòng)摩擦因數(shù)的數(shù)值。

2. 實(shí)驗(yàn)裝置（角度可調(diào)，自帶量角器）

3. Excel數(shù)據(jù)處理

根據(jù)測(cè)量的滑塊的擋光時(shí)間t1、t2，兩個(gè)光電門的距離x，測(cè)量的斜面傾角θ，利用Excel表格處理數(shù)據(jù)，可得出摩擦因數(shù)μ為：0.45～0.47之間。

木材與木材的動(dòng)摩擦因數(shù)在0.4～0.6之間，我們的測(cè)量結(jié)果恰在此范圍之內(nèi)。

4. 誤差分析

測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)的誤差來源及如何減小誤差，動(dòng)摩擦因數(shù)測(cè)定的誤差主要來自于以下幾個(gè)方面：兩個(gè)光電門之間的距離x;角度的測(cè)量;重力加速度的數(shù)值并非準(zhǔn)確的9.8，而本次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中重力加速度取為9.8，也會(huì)對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)定帶來誤差。

5. 創(chuàng)新點(diǎn)

在本次研究性學(xué)習(xí)當(dāng)中，我們接觸了傳感器的有關(guān)知識(shí)，又學(xué)會(huì)了利用Excel表格處理數(shù)據(jù)的方法，在力所能及的范圍內(nèi)，學(xué)會(huì)了一些課本之外的知識(shí)，利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，解決了遇到的問題，培養(yǎng)了我們的分析問題、解決問題的能力，拓展了我們用物理方法解決問題的視野。

在一定范圍內(nèi)，斜面傾角可自由調(diào)節(jié)，能測(cè)出多組數(shù)據(jù)，多次測(cè)量取平均值能減小實(shí)驗(yàn)誤差;實(shí)驗(yàn)當(dāng)中用到了傳感器這個(gè)比較先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器;數(shù)據(jù)處理用Excel表格，與常見的數(shù)據(jù)處理方式不同;測(cè)量滑塊沿斜面下滑的加速度時(shí)，沒有用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，能適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)的精確度。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚紅年.μ的測(cè)定方法[J].數(shù)理天地（高中版），2003：32-33.

[2]李克文.測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的4種創(chuàng)新方案[J].實(shí)驗(yàn)天地，2015：83-85.

[3]國(guó)榮杰.測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的方法[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2002：234.

[4]孟藍(lán)宏.動(dòng)摩擦因數(shù)的常見測(cè)定方法[J].中學(xué)生數(shù)理化高一版，2009（6）.

[5]王慶.如何測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)，2014：33-34.

作者簡(jiǎn)介：

李春紅，貴州省六盤水市，六盤水市第三中學(xué);

羅江波，貴州省六盤水市，水城縣木果中學(xué)。