不同因素对动摩擦系数的影响探究--.docx

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1、不同因素对动摩擦系数的影响探究 0;引言 在中学阶段介绍的动摩擦力计算公式是=f/N（f为动摩擦力，N为正压力，下同），但是这个公式仅仅是一个粗略计算摩擦力的经验公式1，并不能反应动摩擦因数受哪些变量的影响，随着研究的深入，摩擦力的公式会变得越来越复杂。动摩擦因数其实受很多因素的影响，这可以用一个多元函数来表示：=f（T，P）（T为温度，为密度，P为压强，下同）。根据现有公开资料，几乎没有具体研究不同变量对动摩擦因数影响的文献资料。本文根据这一情况，通过实验的手段，具体研究接触物温度、施压物体积、不同接触等变量对动摩擦因数的影响，为动摩擦因数的研究提供数据支撑。 1;实验原理及系统 本文探究三

2、种变量（即温度、体积和）对动摩擦因数的影响，并采用相似的实验系统，即安排上下两个不同物体，通过测出它们之间的支持力N、摩擦力f，再根据公式=f/N求出动摩擦系数。 1.1;探究温度对摩擦系数影响的系统及原理 本实验探究实验温度分别为：-18、常温（约15）、大火加热铁板3分钟（约300），让铁板在这三个温度之间变化。本实验系统主要的实验对象是两块相同的铁板。 第一次将两块铁板放入冰箱冷冻柜中足够久的时间，目的是使其温度降为-18。然后将一块铁板置于水平地面，另一块水平放置在第一块铁板上，用弹簧测力计水平拉动上面的铁板，测出其间的滑动摩擦力f，再测出铁板的重力N（其值即为两块板之间的压力），最后

3、根据公式=f/N，求得动摩擦系数。 第二次将两块铁板置于室内足够久的时间，目的是使其温度与室温一致，约为15。将一块铁板置于水平地面，另一块水平放置在第一块铁板上，用弹簧测力计水平拉动上面的铁板，测出其间的滑动摩擦力f，再测出铁板的重力N（其值即为两块板之间压力），最后根据公式=f/N，求得動摩擦系数。 第三次将两块铁板置于煤气灶上，开大火灼烧3分钟，目的是将铁板温度加热至约300。将其置于水平地面，另一块水平放置在第一块铁板上，用弹簧测力计水平拉动上面的铁板，测出其间的滑动摩擦力f，再测出铁板的重力N（其值即为两块板之间压力），最后根据公式=f/N，求得动摩擦系数。 1.2;探究材料对摩擦系

4、数影响的系统及原理 本实验探究的不同材料分别为：木板、铁板。分别让木板与铁板上下叠放并让它们进行相对运动，通过测出两板之间的压力和摩擦力，求出动摩擦系数。本实验主要对象是两块铁板与一块木板。 第一次将木板置于水平地面上，取一块铁板水平放置在木板上，用弹簧测力计水平拉动上面的铁板，测出其间的滑动摩擦力f，再测出铁板的重力N（其值即为两块板之间压力），最后根据公式=f/N，求得动摩擦系数。 第二次将一块铁板置于水平地面上，取另一块铁板水平放置在第一块铁板上，用弹簧测力计水平拉动上面的铁板，测出其间的滑动摩擦力f，再测出铁板的重力N（其值即为两块板之间压力），最后根据公式=f/N，求得动摩擦系数。

5、1.3;探究体积对摩擦系数影响的系统及原理 本实验探究的变量为体积，体积分别为V1（320g砝码+740g铁板的体积）与V2（320g纸张+740g铁板的体积），V2 V1。将不同的物体堆叠在一起，测出其整体所受摩擦力，最终求出动摩擦系数。本实验主要对象为：740g铁板、320g砝码、320g纸张。 取重320g的砝码及铁板一块（740g），将砝码置于铁板上并固定住，铁板置于水平地面上，用弹簧测力计水平拉动铁板，测出摩擦力f，最后根据公式=f/N，求得动摩擦系数。 取重320g的纸张及铁板一块（740g），将纸张置于铁板上并固定住，铁板置于水平地面上，用弹簧测力计水平拉动铁板，测出摩擦力f，最

6、后根据公式=f/N，求得动摩擦系数。 2;数据处理方法 每组变量实验均重复进行五次，以减小偶然误差，然后将数据记录到Excel表格中，分别求出5次重复实验的动摩擦因数，最后将5次重复实验的动摩擦因数绘制成散点图。 3;结果及讨论 3.1;温度对摩擦系数的影响 经过5次重复实验，得出铁板温度为-18时，平均动摩擦因数为0.223。 经过5次重复实验，得出铁板温度为15时，平均动摩擦因数为0.124。 经过5次重复实验，得出铁板温度约为300时，平均动摩擦因数为0.111。 通过对比3组不同温度实验结果，发现温度对动摩擦因素有明显的影响。即随着温度上升，动摩擦因素不断下降。实验结果与本文实验前设想

7、的结果相反，本文设想温度越高，分子运动越活越，接触面分子接触碰撞次数增加，摩擦力应该增大。 3.2;材料对摩擦系数的影响 经过5次重复性实验，得出两块钢板之间平均动摩擦因数为0.124。 经过5次重复性实验，得出钢板与木板之间平均动摩擦因数为0.277。 两块钢板的动摩擦因数明显地比钢板与木板之间的动摩擦因数小，这与本文实验前的设想一致，从这两种材料外表可以明显的看出：两块钢板之间接触面与钢板与木板之间接触面相比较为光滑，动摩擦系数小。 3.3;体积对摩擦系数的影响 经过5次重复性实验，得出体积为V1时，物体的平均动摩擦因数为0.252。 经过5次重复性实验，得出体积为V2时，物体的平均动摩擦

8、因数为0.250。 通过两组不同体积的实验结果，体积对动摩擦因数的影响很小，几乎没有影响。本文实验前设想体积变大，受到空气浮力也会变大，导致接触面之间的正压力减小，动摩擦因数会减小。因空气密度较小，体积变化也较小，物体所受浮力变化也非常小，正压力变化不明显，故动摩擦因数的变化为几乎不变。 4;结论 本文开展了三个不同因素对动摩擦因数影响的实验，并都经过5组重复性实验，最后得出的结论如下： （1）温度对动摩擦因数有明显的影响，即随温度的上升而动摩擦因数下降; （2）材料对动摩擦因数有明显的影响，即接触面粗糙程度不同而动摩擦因数不同。本实验的结果表现为，铁板与木板之间的动摩擦因数明显大于铁板与铁板间的动摩擦因数; （3）体积对动摩擦因数几乎没有影响。 5;展望 根据本文开展的实验，初步得出了温度、体积和材料这三种变量对动摩擦因数的影响。未来，可以从两个方面进一步探究不同变量对动摩擦因素的影响，即： （1）设置更多温度梯度、更多不同材料之间的实验，进一步探究这些变量对动摩擦因数的具体影响; （2）探究更多变量（如湿度、振动和压强等）对动摩擦因数的具体影响。