Лабораторная работа №2. Тема: Цель:

Лабораторная работа №2.
Тема: «Исследование силы трения покоя и скольжения».
Цель: Экспериментальным путем установить зависимость:
Урок №1.
1.
Силы трения покоя от внешней силы на горизонтальной поверхности.
2.
Силы трения скольжения от внешней силы на горизонтальной поверхности. Изобразить
графически.
3.
Силы трения скольжения от площади соприкасающейся поверхности.
Урок №2.
4.
Определение коэффициента трения.
5.
Зависимость силы трения покоя от угла наклонной плоскости. Изобразить эту
зависимость графически.
6.
Силы трения скольжения от угла наклонной плоскости.
7.
Найти коэффициент трения различными способами и сравнить полученные значения.
Оборудование: бруски, наклонные плоскости, динамометр, набор грузов
Ход работы:
1. Все измерения проводим на горизонтальной поверхности.
Экспериментальным путем установите зависимость силы трения покоя от внешней силы
на горизонтальной поверхности.
А. Определите силу трения покоя, изобразите ее графически.
N
N
Fтр п
F1
U=const
F2> F1
Fтр ск
mg
mg
Fтр п = F1
Убедитесь, что с увеличением внешней силы F сила трения покоя растет до своего
максимального значения. Определите Fтр п (mах) Для этого потяните брусок равномерно и
определите значение Fтр ск. Далее значение Fтр ск не зависит от силы F.
Занесите результаты измерений в таблицу:
№ опыта
1
2
3
4
Постройте график:
Fтр, Н
Построение 1-ой части графика
(трение покоя)
Fтр
F
0
покой
скольжение
F,Н
Б. Определение зависимости силы трения скольжения от площади соприкасающейся
поверхности.
Вычислите площадь каретки, соприкасающейся с направляющей. Для этого проведите измерения
линейкой граней каретки a и b. S = a * b.
Поверните каретку другим боком, изменив площадь соприкасающейся поверхности. Занесите
результаты измерений в таблицу:
№ опыта
Fтр,Н
S, см2
1
2
Сделайте вывод о влиянии площади соприкасающейся поверхности на силу трения скольжения.
В. Определение коэффициента трения.
1. Подготовьте таблицу
№ опыта
Вес каретки, Рк,Н Вес грузов, Рг,Н
1
2
3
4
Вес каретки с
грузами, Р,Н
Сила трения,
Fтр, Н
0
1
2
3
2.
Подвесьте каретку к динамометру и определите ее вес.
3.
Разместите каретку на направляющей и потяните динамометром для равномерного
перемещения каретки. Определите силу трения.
4.
Отсоедините динамометр и подвесьте к нему груз.
5.
Укрепите груз на каретке, подцепите динамометр и определите силу терния,
действующую на каретку с грузом.
6.
Проведите третий и четвертый опыт, нагружая каретку соответственно двумя и
тремя грузами.
7.
По данным таблицы постройте график зависимости силы трения от веса каретки.
При проведении линии графики следует стремиться к тому, чтобы она прошла
симметрично относительно точек, нанесенных на координатную плоскость. (Точки
должны поровну распределиться по обе стороны линии)
Fтр
Р,Н
8.
Возьмите произвольную точку А на линии графики, опустите из нее
перпендикуляры на оси координат и определите значение силы трения при данном весе
каретки.
Вычислите по этим данным: µ= Fтр a /P a
9.
2. Определите зависимость силы трения покоя от угла горки.
Изобразите графически силы и исследуйте зависимость силы трения покоя от угла α, увеличивая
угол α до α предельного, при котором тело начинает скользить.
ỵ N
Fтр т
х
α
mg
б) )
ỵ N Fтр п (max)
х
α0
mg
Fтр п (max) ~ Fтр ск
При α = α0 тело начинает скользить и сила трения покоя переходит в силу трения скольжения.
Для соскальзывания mg sinα ≥ Fтр ск.
Fтр ск = µN =µ mg cosα,
значит
µ= tgα пред
Положите каретку на горизонтальную поверхность направляющей. Начните медленно
поднимать один конец направляющей до тех пор, пока она не начнет двигаться вниз.
Зафиксируйте высоту направляющей, подведя под нее аккуратно штатив. Измерьте значение от
точки опоры на штатив до парты. Значение h занесите в таблицу. Измерьте значение b от
штатива до места опоры направляющей на парту. Занесите его в таблицу. Повторите опыт 3 раза.
h , см
b , см
hср , см
bср , см µ = hср /bср
№ опыта
1
2
3
Сравните значение µ из первого опыта и полученного сейчас.
Сделайте выводы по проделанной работе.