一种测定动摩擦因数的方法探究

李春红 罗江波

摘 要：动摩擦因数是物理摩擦力中涉及的内容，教材当中给出了一些材料间的动摩擦因数，但是，没有给出具体测量动摩擦因数的方法。根据上网查阅资料发现，动摩擦因数的测定，主要利用了平衡条件、牛顿运动定律、动力学规律、动能定理，将摩擦因数的测定转换为距离的测量、将摩擦因数的测定转换为加速度的测定、将摩擦因数转换为角度的测量、将研究运动物体转换为研究静止物体。区别于上述方法，本文介绍一种新的测定摩擦因数的方法。

关键词：能力;创新;方法

对此方法简单说明如下：

1. 实验原理

滑块上粘有遮光片，遮光片的宽为d，当带有滑块的遮光片经过两个光电门时，电脑可显示滑块经过光电门时，遮光片的挡光时间，利用公式v=d/t，可以计算滑块经过光电门时的速度，再用刻度尺量出兩个光电门之间的距离x，利用速度位移公式v22-v21=2ax，可算出加速a，a=gsinθ-gcosθ，之后用量角器量出斜面倾角，用Excel表格可计算其对应的弧度数，及其正弦、余弦值。在g值已知的情况下，利用上式可计算出动摩擦因数的数值。

2. 实验装置（角度可调，自带量角器）

3. Excel数据处理

根据测量的滑块的挡光时间t1、t2，两个光电门的距离x，测量的斜面倾角θ，利用Excel表格处理数据，可得出摩擦因数μ为：0.45～0.47之间。

木材与木材的动摩擦因数在0.4～0.6之间，我们的测量结果恰在此范围之内。

4. 误差分析

测定动摩擦因数的实验的误差来源及如何减小误差，动摩擦因数测定的误差主要来自于以下几个方面：两个光电门之间的距离x;角度的测量;重力加速度的数值并非准确的9.8，而本次实验当中重力加速度取为9.8，也会对动摩擦因数的测定带来误差。

5. 创新点

在本次研究性学习当中，我们接触了传感器的有关知识，又学会了利用Excel表格处理数据的方法，在力所能及的范围内，学会了一些课本之外的知识，利用所学知识进行探究实验，解决了遇到的问题，培养了我们的分析问题、解决问题的能力，拓展了我们用物理方法解决问题的视野。

在一定范围内，斜面倾角可自由调节，能测出多组数据，多次测量取平均值能减小实验误差;实验当中用到了传感器这个比较先进的实验仪器;数据处理用Excel表格，与常见的数据处理方式不同;测量滑块沿斜面下滑的加速度时，没有用打点计时器，能适当提高实验的精确度。

参考文献：

[1]尚红年.μ的测定方法[J].数理天地（高中版），2003：32-33.

[2]李克文.测量动摩擦因数的4种创新方案[J].实验天地，2015：83-85.

[3]国荣杰.测定动摩擦因数的方法[J].实验教学与仪器，2002：234.

[4]孟蓝宏.动摩擦因数的常见测定方法[J].中学生数理化高一版，2009（6）.

[5]王庆.如何测定动摩擦因数[J].数理化学习，2014：33-34.

作者简介：

李春红，贵州省六盘水市，六盘水市第三中学;

罗江波，贵州省六盘水市，水城县木果中学。