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高中物理动摩擦因数的几种测量方法

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动摩擦因数的几种测量方法新化一中 周应红江泽民同志在全教会上强调:“教育是知识创新、传播和应用的主要基地,也是培育创新精神和创新人才的摇篮”。这对物理实验也具有指导意义。我们进行物理实验就是要培养学生的创新能力、应用能力。因此我们在实验中应多注意培养学生思维的创造力。基于这样的认识,笔者就高中物理实验中动摩擦因数的测量方法进行分类整理如下:方法一:利用平衡条件求解。在学习过计算滑动摩擦力公式 f=μN 之后,可以利用平衡条件进行实验。例 1:如图 1 所示,甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块 P 与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法。已知铁块 P 所受重力大小为 5N,甲图使金属板静止在水平桌面上,用手通过弹簧秤向右拉 P,使 P 向右运动;乙图把弹簧秤的一端固定在墙上,用力水平向左拉金属板,使金属板向左运动。图 1你认为两种方法比较,哪种方法可行?你判断的理由是 。 图中已经把两种方法中弹簧秤的示数(单位:N)情况放大画出,则铁块 P 与金属板间的动摩擦因数的大小是 分析与解答:以铁块 P 为研究对象,显然,在甲图所示方法下,弹簧秤对铁块 P 的拉力只有在铁块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小,但这种操作方式很难保证铁块 P 匀速前进。而在乙图所示方法下,不论金属板如何运动,铁块 P 总是处于平衡状态,弹簧秤的示数等于铁块所受滑动摩擦力的大小,故第二种方法切实可行,铁块所受摩擦力 f=2.45N。由于铁块在水平方向运动,其在竖直方向受力平衡,故此时正压力在数值上等于铁块所用心 爱心 专心P2233F受重力大小,即 N=5N,由 f=μN 得方法二:利用牛顿运动定律求解例 2:为了测量小木块和斜面间的动摩擦因数,某同学设计了如图 2 所示的实验:在小木块上固定一个弹簧秤(弹簧秤的质量不计),弹簧秤下吊一个光滑小球,将木板连同小球一起放在斜面上,如图所示,用手固定住木板时,弹簧秤的示数为 F1,放手后木板沿斜面下滑,稳定时弹簧秤的示数为 F2,测得斜面的倾角为 ,由测量的数据可以计算出小木板跟斜面间的动摩擦因数是多少? 分析与解答:对小球,当装置固定不动时,据平衡条件有F1=mgsinθ ①当整个装置加速下滑时,小球加速度 ②,亦即整体加速度,所以对整个装置有 a=gsinθ-μgcosθ 得 ③把①、②两式代入③式得方法三:利用动力学方法求解例 3:为测量木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下...

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