探究滑动摩擦力大小的影响因素

实验目的

探究滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系。

实验原理

木块沿水平方向做匀速直线运动时，水平方向的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以弹簧测力计示数就等于滑动摩擦力 f（转换法）。实验用控制变量法：保持接触面不变，改变压力；或保持压力不变，改变接触面的粗糙程度。

实验器材

• 弹簧测力计
• 木块
• 砝码
• 长木板
• 毛巾（或棉布）

实验步骤

1. 将木块平放在水平长木板上，测力计沿水平方向钩住木块。
2. 匀速拉动木块，读出测力计示数 F1，即滑动摩擦力。
3. 在木块上加放砝码增大压力，再次匀速拉动，读出示数 F2。
4. 取下砝码，在木板上铺毛巾，匀速拉动木块，读出示数 F3。
5. 比较各次示数，分析摩擦力与压力、粗糙程度的关系。

实验现象与结论

接触面不变时，木块上砝码越多、压力越大，测力计示数越大；压力不变时，接触面越粗糙，示数越大。结论：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

注意事项

• 使用前先将弹簧测力计调零
• 拉力方向要与木板平行，沿水平方向
• 读数时木块应保持匀速运动，示数稳定

常见问题

为什么要沿水平方向匀速拉动木块？

木块做匀速直线运动时受力平衡，水平拉力等于滑动摩擦力，测力计示数才能表示摩擦力的大小。

这个实验用到了哪些研究方法？

用到控制变量法和转换法：控制其他因素不变，只改变一个量；用测力计示数表示摩擦力大小。