1静摩擦力和滑动摩擦力探究

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1、基于PASCO数字式手持技术的物理探究案例实验1静摩擦力和滑动摩擦力探究对应课标内容：必修1对应教材内容：基本概念：摩擦力、相对运动、相对运动趋势实验时间：40分钟【知识背景】当一个物体在另一个物体表面上滑动或有相对滑动趋势时,在这两个物体的接触面上就会产生阻碍物体间作相对滑动的力,这种力就是摩擦力。当物体有滑动趋势但尚未滑动时,作用在物体上的摩擦力称为静摩擦力。当一个物体在另一个物体的表面上作相对滑动时,在接触面上所产生的摩擦力,称为滑动摩擦力。最大静摩擦力＝拉力*静摩擦系数。静摩擦力的大小与外力的大小相等,而方向相反。【实验设备】1、力传感器(PS-2104)2、数据采集器接口：任

2、选USB连接器（PS-2001）、数据采集器Xplorer（PS-2000）、多通道数据采集器PowerLink(PS-2001)或图形数据采集器XplorerGLX（PS-2002）3、带USB接口的电脑（已经安装Datastudio软件）【实验目的】探究最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系【材料器具】木块、砝码、细绳【实验原理】用Pasco力传感器缓慢拉动木块，使木块由静止状态变为匀速直线运动，观察摩擦力大小的变化情况。【实验预测】1．最大静摩擦力与滑动摩擦力有什么关系？木块从静止状态到滑动前瞬间，受力图像将如何变化？2．木块从滑动的瞬间到匀速直线运动过程中，图像又将如何变化？安全准备1

3、、遵守实验室章程2、不要让水溅到接线板、电脑、键盘和采集器等设备上。【参考步骤】软件设置1、将图形数据采集器的接口和电脑的USB接口相连接。2、将运动传感器和力传感器和图形数据采集器的接口相连接，Datastudio将自动启动。3、选择启动Datastudio6基于PASCO数字式手持技术的物理探究案例装备设置1、启动DataStudio软件创建新的实验活动，单击“”按钮设置数据采集参数，弹出实验设置窗口。在左下角的“测量”卡片上勾选“力，拉正”，并把采样率增加至50Hz。【实验探究】当我们用力轻推一个放在水平桌面上的物体时,物体没有沿桌面滑动,而仅有滑动的趋势。物体不滑动,是由于在水

4、平方向上,物体除了受到推力以外,还受到一个与推力大小相等、方向相反的静摩擦力的作用。这两个力的合力为零,所以物体保持静止。当推力增大时,静摩擦力也随着增大,直到静摩擦力增大到最大值,若再继续增大推力,物体就开始在桌面上滑动了。【参考步骤】1、把木块放在桌面上，通过细绳与力传感器上的挂钩相连。2、打开数据采集器电源，把Pasco力传感器接上数据采集器，然后将数据采集器连接到电脑USB接口。3、在力传感器没有受力的情况下，按下表面上的“ZERO”清零按钮，然后单击“”按钮开始采集数据。缓慢拉动木块，注意施力由小到大，然后匀速运动一段距离。单击“”按钮结束数据采集。4、往木块上添加砝码改变被

5、牵引物体质量，重复步骤4，再做2-5组实验。6基于PASCO数字式手持技术的物理探究案例数据分析图表上显示了“运行1”、“运行2”和“运行3”三组实验数据。选择其中一组作分析。在工具栏点击（数据）按钮，在下拉列表中只勾选“运行2”。6基于PASCO数字式手持技术的物理探究案例从运行2数据中，我们可以看出，摩擦力由零开始增加至最大值，这段拉力曲线与静摩擦力相等。曲线达到最高点后立即下降然后趋于平缓，这段拉曲线与滑动摩擦力相等。1．分析最大静摩擦力在工具栏中，点击（智能工具）按钮，在图表中出现虚线坐标，把鼠标移到坐标原点，待鼠标变为形状，按下左键不放，移动到拉力曲线最高点。6基于PASCO

6、数字式手持技术的物理探究案例在本实验中，可见最大静摩擦力为4.5牛。2．分析滑动摩擦力在图表中，框选拉力较平均的数据点区域，然后在工具栏中，点击（统计）按钮，勾选“平均”，在图表上会显示出统计数据框。6基于PASCO数字式手持技术的物理探究案例在本实验中，可见滑动摩擦力的平均值为2.6牛。所以，我们得出实验结论：最大静摩擦力大于滑动摩擦力，滑动摩擦力基本保持不变。【实验拓展】1.最大静摩擦力和“接触面性质”有无关系？有关(改变不同的接触面，如木头、玻璃、砂纸等，记录并比较滑动物体的最小拉力)。2.最大静摩擦力和“接触面积”有无关系？无关(把物体平放或直立，记录并比较不同动物体的最小拉力

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