测动摩擦因数的方法

胡冰琳

【摘要】动摩擦因数是高中物理很重要的物理量，本文主要归纳五种测动摩擦因数方法。

【关键词】动摩擦因数

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0154-02

动摩擦因数是高中物理很重要的物理量，在高考考纲中没有要求测动摩擦因数这个实验，但是历年高考借助教材已有的实验装置迁移测动摩擦因数的试题很多，本文归纳用物理学中不同知识来测动摩擦因数的方法。

一、用平衡知识测动摩擦因数

例1：某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块和木板间的动摩擦因数.

实验步骤：

①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；

②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图1所示，在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；

③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②。

实验数据如下表所示：

（1）根据表中数据在如图2给定坐标纸上作出F—G图线。

（2）由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ

解析：在A端向右用力拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，橡皮泥和滑块处于平衡状态，在水平方向受到的弹簧秤的拉力和木板对它的滑动摩擦力大小相等，方向相反，即F=μG，就可以求出μ。

（1）在坐标系中描点，用平滑的直线将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，如图3所示。

（2）根据F=μG，F—G图线的斜率反映了滑块与木板间的动摩擦因数， 所以μ≈0.40。

二、用牛顿第二定律测动摩擦因数

例2：图4为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下： ①用天平测量物块和遮光片的总质量M和重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；

三、用动能定理测动摩擦因数

例3：为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验，实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，将A拉到P点，待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点，分别测量OP、OQ的长度h和s，重复上述实验，分别记录几组实验数据。

例4：测量物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图8所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C'。重力加速度为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；

②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC'的高度h；

③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；

④重复步骤③，共做10次；

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C'的距离s。

用实验中的测量量表示物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ。

五、用自由落体和匀变速运动测动摩擦因数

例5：某探究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）用实验中的测量量表示滑块与斜面间的动摩擦因数μ。

从上面五个例题可以发现，试题从不同角度测动摩擦因数，但在求解的过程中，只要抓住物理学中的基本规律，就能灵活求解。