物理實驗報告

【實驗報告：】探究影響摩擦力大小的因素單位：姓名：指導(dǎo)教師：【實驗名稱：】探究影響摩擦力大小的因素【實驗背景：】當(dāng)代社會，動力學(xué)的研究貫穿與科技的各個領(lǐng)域，摩擦力的影響越來越突出，它以各種方式對人類的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生著巨大而深刻的影響。利用有益摩擦并避免有害摩擦是節(jié)省能源的重要途徑之一，為此，我們認(rèn)為“探究影響摩擦力大小的因素”，尋找節(jié)能的有效方法和途徑，對“建設(shè)節(jié)約型社會”具有重要的意義。如傳輸帶傳送貨物、汽車剎車、馬拉雪橇、花樣滑冰等都與摩擦力有關(guān)?！緦嶒?zāi)康模骸?.以日常生活中摩擦力的作用為切入點，運用初中物理所學(xué)的有關(guān)摩擦力的知識，研究分析摩擦力受何種因素影響并掌握教材中的有關(guān)力學(xué)知識。2.通過本課題較強(qiáng)的實踐性，研究分析生活實例，提高自身的動手能力和邏輯思維能力。提高我們的歸納總結(jié)能力，而組員間的配合和協(xié)調(diào)能力等。3.認(rèn)識探究影響靜摩擦力大小的因素和規(guī)律。探究影響滑摩擦力大小的因素與規(guī)律。認(rèn)識動摩擦因數(shù)的值與材料及表面狀況有關(guān)。研究物體在滾動過程中所受的摩擦力?！緦嶒炂鞑模骸繙y力計（量程為5N和10N），木塊、鐵塊、長木板、鉤碼、粗面料布條、皮革條、（以上按小組配備）。小塑料桶，水，帶滑輪木板、細(xì)線，支架、電腦、運用excel處理實驗數(shù)據(jù)?！緦嶒瀮?nèi)容與方法：】探究影響靜摩擦力大小因素：Ff步驟：如圖先逐漸向小桶內(nèi)注入水，但保持木塊相對木板靜止，后繼續(xù)加水，直到木塊恰好運動。Ff現(xiàn)象：觀察實驗，思考在加水的過程中，靜摩擦力隨拉力逐漸變大對木塊在水平方向受力分析如上右圖結(jié)論：靜摩擦力大小的規(guī)律?靜=F靜摩擦力大小與物體所受外力有關(guān)靜摩擦力的大小0＜?靜≤?max靜摩擦應(yīng)用：文具盒放在課桌上，文具盒和課桌都受到了阻礙作用，但這種相對靜止時受到的阻礙作用的現(xiàn)象稱靜摩擦。我們乘坐公共汽車時，汽車啟動，腳隨車一起運動，汽車剎車時，腳隨車一起停止，是因為汽車底板對人腳施加了靜摩擦力。而我們走路時，腳用力向后蹬地，腳與地面間并未滑動，地面對腳施加了靜摩擦力。思考與探究：最大靜摩擦力大小與哪些因素有關(guān)？怎么才能計算出它的大小呢？2、探究影響滑動磨擦力大小的因素：實驗一1、猜想；影響滑動磨擦力的大小的四個可能因素：①、接觸面的大??；②、物體的運動速度；③、壓力大??；④、接觸面的粗糙程度．2．設(shè)計實驗方案：①、保證接觸面粗糙程度、壓力的大小、速度大小不變，改變接觸面的大小，比較摩擦力大??；②、保證接觸面粗糙程度、接觸面的大小、壓力的大小不變，改變速度的大小，比較摩擦力大小。③、保證接觸面粗糙程度、接觸面的大小、速度的大小不變，改變壓力的大小，比較摩擦力大小。④、保證接觸面的大小、壓力的大小、速度的大小不變，改變觸面粗糙程度，比較摩擦力大??；3、選擇實驗儀器，根據(jù)實驗要求控制操作條件；①、為改變接觸面的大小，可選用長方體形狀的木塊；②、要改變速度的大小，可以通過更換輪子的大小來實現(xiàn)；③、要改變壓力的大小，可以通過在木塊上加減鉤碼來實現(xiàn)。④、可以利用毛巾、絲巾等改變接觸面的粗糙程度。4．收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)：將質(zhì)量為m的木塊放在固定的有粗糙表面的水平木板上，用力F拉木塊，使木塊沿水平勻速滑動（圖4—38），記錄拉力F的值。通過在木塊上加砝碼改變壓力N，同時改變拉力F，仍使木塊沿水平面勻速滑動，記錄各次的N、F值，研究N與F的關(guān)系。測量數(shù)據(jù)實驗次數(shù)n1234壓力N/N1.52.02.5.3.0拉力F/N4.86.27.89.6F0.310.320.320.31實驗結(jié)果表明，隨著壓力N的增大，拉力F的大小變大，但F/N的大小不變；這說明滑動摩擦力的大小與壓力N的大小正比。改變水平木板的粗糙程度，重復(fù)上述實驗，結(jié)果如何？請你繼續(xù)探究。5、實驗方法的探究與改進(jìn)如圖-3來關(guān)于滑動摩擦力大小與物體間壓力關(guān)系實驗探究。采用手拉彈簧稱，使木塊勻速運動。如果木塊不是做勻速直線運動，那此時彈簧的示數(shù)就不等于木塊所受的滑動摩擦力的大小。但是要使手拉彈簧完全是在做勻速直線運動，是比較困難的。其實只要對圖-3進(jìn)行兩處修改就可以達(dá)到完美的效果。可設(shè)計成如圖4所示的實驗裝置圖1、把彈簧稱用手拉的那端固定在一固定處；2、人的拉力作用在木塊下端的木板上圖4T圖4T木塊木板彈簧稱砝碼實驗二：1在桌面上分別鋪上毛巾，棉布與玻璃，將一個小木塊先后平放在上面，用彈簧測力計分別勻速水平拉動它前進(jìn)，發(fā)現(xiàn)在毛巾上拉動小木塊時，彈簧測力計的示數(shù)最大，也就是說摩擦力最大，這充分說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。2把木塊正放在桌面上，用彈簧測力計勻速直線拉動它，并讀出彈簧測力計的示數(shù)為F1；在木塊上放一個重物，再用彈簧測力計勻速直線拉動它，讀出彈簧測辦計的示數(shù)為F2；比較F1和F2得到滑動摩擦力與壓力有關(guān)，壓力越大，滑動摩擦力越大。3：把木塊正放和側(cè)放在桌面上，分別用彈簧測力計勻速直線拉動它，讀出測力計的示數(shù)為F1和F2，比較F1和F2，發(fā)現(xiàn)F1=F2，改變拉木塊的速度，發(fā)現(xiàn)拉力不變，這可以說明滑動摩擦力與接觸面積及物體相對運動速度無關(guān)。4：實驗結(jié)論；①、滑動摩擦力與接觸面的大小無關(guān)。③、滑動摩擦力與物體運動速度無關(guān)。③、滑動摩擦力與壓力有關(guān)，壓力越大，滑動摩擦力越大。④、滑動摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。總之，物體在滑動過程中接觸面阻礙物體相對運動的力叫滑動摩擦力，影響滑動摩擦力的因素有兩個：一是與接觸面的粗糙程度有關(guān)；二是與壓力的大小有關(guān)。3、探究影響滾動磨擦力大小的因素：實例探究1：車輪和地面間的摩擦屬滾動摩擦。車胎打足氣時，騎起來就輕快，氣不足，則吃力，原因分析看下圖（5）——打足氣的車胎。胎與地面接觸面可理想地認(rèn)為是小點接觸。輪子所受重力作用線通過輪與地面的接觸點，對輪的滾動不發(fā)生影響，也就是說受到的滾動摩擦力很小，騎時就很輕松。再看圖（6）——氣不足的車胎。它與地面的接觸面如AB所示，當(dāng)車輪順時針滾動時，它將以圖中的A為轉(zhuǎn)動軸發(fā)生轉(zhuǎn)動，這樣一來，車所受重力G對于支點A就會產(chǎn)生一個逆時針的力，阻礙車輪向前滾動，于是騎車時就會感到費力。小結(jié)：影響滑動摩擦力大小的因素有：①、壓力的大小。壓力越大，滑動摩擦力越大③、接觸面粗糙程度、接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。改進(jìn)設(shè)計：1）、多次實驗，每次選用材料不同2）、每次探究所提供材料下的滑動摩擦力隨壓力變化的關(guān)系。3）、根據(jù)情況選擇合適量程的測力計4）、某一壓力下用多次測量記錄平均數(shù)據(jù)來減小誤差?！緦嶒灲Y(jié)果分析與討論：】探究是一種非常有效的學(xué)習(xí)活動，是一個培養(yǎng)科學(xué)興趣、發(fā)展個性特長、拓寬視野、豐富知識以及開發(fā)創(chuàng)造力的廣闊天地。而實踐是探究式學(xué)習(xí)的靈魂。在探究過程中，圍繞研究的問題，通過實驗、觀察、統(tǒng)計、查閱資料、搜集信息、分析現(xiàn)象、查找數(shù)據(jù)等大量實踐探索活動，豐富感性認(rèn)識，深入了解事物的內(nèi)在規(guī)律?！舅伎寂c建議：】一、思路與創(chuàng)新：1、設(shè)計思路：教材上有關(guān)滑動摩擦力演示實驗，是用測力計水平方向拉著滑塊勻速運動來顯示滑動摩擦力的大小，這樣做存在下述兩個主要問題：一是不易觀察，可見度差；二是實驗的誤差較大。2、誤差來源分析：1）、鍘力計掛鉤與刻度板之間有摩擦；2）、用手拖動很難保訓(xùn)鱉骨塊做勻速直線運動；3）、測力計水平放置與豎直放置的零刻度不同。為了便于觀察和減小實驗誤差，需對傳統(tǒng)的滑動摩擦力演示儀器進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新。3、改進(jìn)設(shè)計思路是：1）、把測力計用支架固定在小車上，使測力計豎直放置，在測力