摘要:利使劲学传感确切测定滑动磨擦力,探究影响滑动磨擦力大小的诱因和动磨擦质数大小,巧妙测定静磨擦力并验证了最大静磨擦的范围性。
关键词:滑动磨擦力滑动磨擦质数最大静磨擦力
中图分类号:G633.7文献标示码:C文章编号:1672-1578(2016)06-0130-02
磨擦现象在生活中非常常见,无论是人行走还是制动,以及足球联赛等都与磨擦有关,在数学教学中磨擦力与重力、弹力作为常见的三个力,在中学数学教学中占有重要地位,在中考中也占有一定比重。
1问题的提出
磨擦力分为动磨擦力青河磨擦力。滑动磨擦力大小与物体间的压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小无关[1]。传统实验运用弹簧秤充当测力工具,水平带动桌面上的滑块做匀速直线运动,由二力平衡读出弹簧秤示数表示滑块所受磨擦力的大小;通过在桌面上铺浴巾等物品改变滑块的接触材料,用弹簧秤匀速拉滑块研究滑动磨擦力大小与接触面粗糙程度和接触面材料关系;通过降低滑块质量来增大滑块与桌面间的压力,匀速拉滑块研究滑动磨擦力的大小与接触面的压力之间的关系。
在具体实验操作中遇见以下两个问题:(1)匀速带动不便于控制;(2)弹簧测力计动态的示数不易于读取。因而在实验中疗效展示疗效不好,偏差大。在学习完浮力知识,晓得压力的作用疗效,即浮力与表面积有关,部份朋友反省磨擦力与滑块接触面积是否有关。在述说静磨擦力时,班主任常列举使劲推讲台,讲台没有被推进来说明静磨擦的存在,减小推力,讲台依然不动来说明讲台遭到地面的静磨擦力变大。而中学生遇见的考题中,一般给出静磨擦力的范围是从零到最大静磨擦力(0
2实验方案的制订
2表示绒布面,3表示纱布面,宽1面、窄面1’表示木制面
实验装置[2]如图1在桌面上放置一块木制滑块B,滑块B上放置滑块A,滑块A的两侧与力传感相连并通过铁架台固定,实验中带动滑块B,在水平方向上滑块A遭到滑块B对其的滑动磨擦力和力传感对其的拉力,在带动过程中滑块A仍然静止,为此,力传感记录的是滑块A与滑块B之间的滑动磨擦力大小。
3实验数据的处理与剖析
3.1滑动磨擦力
滑块A的质量为360.2g,逐渐降低钩码到滑块A上,来逐渐改变滑块AB间的正压力大小,带动滑块B来测定滑动磨擦力大小与滑块AB间压力大小关系。
通过分别比较表1、表2、表3,我们可得出,在接触面材料相同时,相同滑块间动磨擦力大小随着压力的减小而减小,与压力成反比。
由FN与Ff图象进行拟合,可知数据直线的斜率即为铁块的动磨擦质数,同时比较表1和表2可得出,在接触面材料相同时,用同一铁块宽面和窄面滑块遭到的滑动动磨擦力大小相同,且由表1和表2的数据拟合图3可得摩擦力实验用什么方法,同一铁块宽面和窄面的动磨擦质数分别为0.2699±0.004和0.2721±0.003,即相同滑块间动磨擦力大小与接触面大小无关。比较表1和表3,或表2和表3得出,滑动磨擦力大小与接触面的粗糙程度有关,同理,由图4可知砂纸间的动磨擦质数为0.387±0.005。
反省:纵向联通物体只需考虑磨擦力大小摩擦力实验用什么方法,联通物体所需的拉力或推力大于物体重力,所以在水平面上大力士带动客机的演出也是才能理解的。
3.2静磨擦力
借助DIS力传感的实时性,在带动滑块B的过程中,每间隔0.2秒记录一次数据,因而记录整个带动过程中滑块AB之间的磨擦力大小随时间的变化关系。将数据进行绘图,如图5纵座标表示的是拉力大小,横座标表示时间。
图5:力传感示数随时间t的变化
剖析可得,在未拉滑块B时侯,AB间磨擦力为零;在使劲拉滑块B而滑块AB间没有带动的过程中,滑块A遭到静磨擦力,静磨擦力大小随拉力减小而减小,直到图中a点最大;当滑块B开始带动后,滑块AB间的磨擦力渐渐变小。直到滑块B完全被带动后,滑块AB之间的磨擦力为动磨擦力,动磨擦力大小不变。为此,在物体间存在静磨擦力,静磨擦力的大小是在一定的范围内,且存在最大的静磨擦力,最大静磨擦力的数值小于动磨擦力。通过实验验证了最大磨擦力大的存在,解决了中学生在题目中遇见的苦恼。
综上所述,借助DIS信息系统,确切科学的搜集数据,能挺好地验证动磨擦力大小与压力大小和接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面积大小无关。并结合数据处理软件拟合图线,可估算出不同材料的滑动磨擦质数的大小。且能直观地展示最大静磨擦存在并测定最大静磨擦力的大小。广州市二期课改引进了DIS系统及各种类型的传感,怎样将它们充分借助上去为数学教学服务,是数学教学工作者须要思索的问题。
参考文献:
[1]北京市中中学(幼儿园)课程变革委员会.中级学校课本化学中学一年级第一学期(试用本)[M].北京:北京科学技术出版社,2007.
[3]彭夷.例谈实验方案的评估与迁移[J].数学教学,2014.