11、摩擦系数
摩擦计(J2109)、轨道小车(J2108)、钩码(J2106)、砝码、砝码盘、坐标纸、长毛巾、棉布、玻璃板、测力计(J2104)
实验目的:通过实验进一步明确决定滑动摩擦力大小的因素,掌握测定滑动摩擦系数的原理和方法。
实验原理:一个物体在水平面上做匀速直线运动时,物体所受的滑动摩擦力与外界施加的水平拉力是一对平衡力。测出物体所受的水平拉力即可求得水平面对物体的摩擦力,由 f=μN即可求出物体与水平面间的滑动摩擦系数。
教师操作:
(1)将一端装有定滑轮的长木板放在水平桌面上,调节木板成水平状态。
(2)用测力计称出摩擦块所受的重力,将摩擦块放在长木板上,用细线将摩擦块跨过滑轮与砝码盘相连,如图。注意调整滑轮的高度,使线与木板表面平行。
(3)逐渐在砝码盘中加砝码,直到用手推动一下摩擦块后,摩擦块能在木板上做匀速直线运动为止。称出砝码盘和砝码的总重,即求出此时摩擦块所受的摩擦力f(应重复几次求平均值)。摩擦块对木板的压力N
等于摩擦块所受的重力。
(4)依次在摩擦块上加50克、100克、150克、200克、250克钩码,即改变摩擦块对木板的压力N,重复以上实验可发现摩擦块所受的摩擦力变大。分别记下摩擦块所受的摩擦力f1,f2,f3,……,将以上结果填入下面的表格中。
|
实验次数 |
压力FN(N) |
摩擦力f(N) |
|||
|
1 |
|
1 |
|
平均值 |
|
|
2 |
|
||||
|
3 |
|
||||
|
2 |
|
1 |
|
平均值 |
|
|
2 |
|
||||
|
3 |
|
||||
|
3 |
|
1 |
|
平均值 |
|
|
2 |
|
||||
|
3 |
|
||||
|
4 |
|
1 |
|
平均值 |
|
|
2 |
|
||||
|
3 |
|
||||
|
5 |
|
1 |
|
平均值 |
|
|
2 |
|
||||
|
3 |
|
(5)以滑动摩擦力f为纵坐标,压力N为横坐标,在坐标纸上描出滑动摩擦力与正压力之间的关系图象(图象应为过原点的直线)。
(6)求出图象的斜率k=tga,此即摩擦块与木板之间的滑动摩擦系数μ。
(7)在长木板上依次铺上长毛巾、棉布、玻璃板,重复以上实验方法(3),确定在压力相同的情况下,摩擦块所受滑动摩擦力与接触材料表面情况之间的关系。
(8)在以上实验中,将摩擦块由平放改为侧放,即改变摩擦块与木板接触面积的大小,测出相应的滑动摩擦力,观测在压力和接触面情况相同的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面积有无关系。测定时每次都应使拉线与水平木板表面平行。
9、胡克定律--弹力和弹簧伸长的关系(学生实验)
实验仪器:弹簧(不同的多根)、直尺、钩码(一盒)、细绳、定滑轮
实验目的:探索弹力与弹簧伸长的定量关系,并学习所用的科学方法。
实验原理:弹簧受到拉力会伸长,平衡时弹簧产生的弹力和外力大小相等。这样弹力的大小可以通过测定外力而得出(可以用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力);弹簧的伸长可用直尺测出。多测几组数据,用列表或作图的方法探索出弹力和弹簧伸长的定量关系。
学生操作:(1)用直尺测出弹簧的原长l0.
(2)将弹簧一端固定,另一端用细绳连接,细绳跨过定滑轮后,下面挂上钩码,待弹簧平衡后,记录下弹簧的长度及钩码的重量。改变钩码的质量,再读出几组数据。
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
弹簧原长l0(cm)
|
|
||||||
|
钩码重量F(N) |
|
|
|
|
|
|
|
|
弹簧现长l(cm) |
|
|
|
|
|
|
|
|
弹簧伸长量x(cm) |
|
|
|
|
|
|
|
(3)根据测量数据画出F-x图像。
实验结论:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
5、
重力和质量的关系
实验仪器:弹簧秤、钩码(100g×3只)
教师操作:将质量为100g的3只钩码依次挂在弹簧秤上,分别读出它们受到的重力为多少牛,将数据记在表格中,做出相应计算。
|
质量m(kg) |
重力G(N) |
重力与质量的比g(N/kg) |
|
0.1 |
|
|
|
0.2 |
|
|
|
0.3 |
|
|
实验结论:物体的质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受的重力跟它的质量成正比,这个比值
始终是9.8N/kg。