探究影响滑动摩擦力大小的因素

实验目的

探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度、接触面积的关系。

实验原理

木块沿水平面匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以测力计示数就是滑动摩擦力 f。实验表明 f 与压力 N 成正比,与接触面粗糙程度有关,即 f = μN,μ 为动摩擦因数;一般情况下与接触面积、速度大小无关。

实验器材

• 长木板
• 木块
• 弹簧测力计
• 砝码
• 毛巾或棉布
• 刻度尺(可选)

实验步骤

1. 把木块放在水平木板上,用测力计沿水平方向匀速拉动,读出示数。
2. 在木块上加放砝码增大压力,再匀速拉动,读数。
3. 在木板上铺毛巾,保持压力不变,匀速拉动,读数。
4. 把木块侧放以改变接触面积,保持压力不变,匀速拉动,读数。
5. 比较各次示数,得出结论。

实验现象与结论

压力越大,测力计示数越大;接触面越粗糙,示数越大;侧放改变接触面积,示数基本不变。结论:滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面积无关,f = μN。

注意事项

• 拉力方向要水平,并尽量保持匀速。
• 每次实验都要在木块静止或匀速时读数。

常见问题

为什么必须匀速拉动木块?

匀速时木块受力平衡,拉力才等于滑动摩擦力,测力计示数才是摩擦力大小。

滑动摩擦力和接触面积有关吗?

一般情况下无关。接触面积改变时压力不变,摩擦力大小基本不变。