摘要：利使勁學(xué)傳感確切測定滑動磨擦力，探究影響滑動磨擦力大小的誘因和動磨擦質(zhì)數(shù)大小，巧妙測定靜磨擦力并驗證了最大靜磨擦的范圍性。
關(guān)鍵詞：滑動磨擦力滑動磨擦質(zhì)數(shù)最大靜磨擦力
中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)示碼：C文章編號：1672-1578（2016）06-0130-02
磨擦現(xiàn)象在生活中非常常見，無論是人行走還是制動，以及足球聯(lián)賽等都與磨擦有關(guān)，在數(shù)學(xué)教學(xué)中磨擦力與重力、彈力作為常見的三個力，在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中占有重要地位，在中考中也占有一定比重。
1問題的提出
磨擦力分為動磨擦力青河磨擦力。滑動磨擦力大小與物體間的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面的大小無關(guān)[1]。傳統(tǒng)實驗運用彈簧秤充當(dāng)測力工具，水平帶動桌面上的滑塊做勻速直線運動，由二力平衡讀出彈簧秤示數(shù)表示滑塊所受磨擦力的大小；通過在桌面上鋪浴巾等物品改變滑塊的接觸材料，用彈簧秤勻速拉滑塊研究滑動磨擦力大小與接觸面粗糙程度和接觸面材料關(guān)系；通過降低滑塊質(zhì)量來增大滑塊與桌面間的壓力，勻速拉滑塊研究滑動磨擦力的大小與接觸面的壓力之間的關(guān)系。
在具體實驗操作中遇見以下兩個問題：（1）勻速帶動不便于控制；（2）彈簧測力計動態(tài)的示數(shù)不易于讀取。因而在實驗中療效展示療效不好，偏差大。在學(xué)習(xí)完浮力知識，曉得壓力的作用療效，即浮力與表面積有關(guān)，部份朋友反省磨擦力與滑塊接觸面積是否有關(guān)。在述說靜磨擦力時，班主任常列舉使勁推講臺，講臺沒有被推進(jìn)來說明靜磨擦的存在，減小推力，講臺依然不動來說明講臺遭到地面的靜磨擦力變大。而中學(xué)生遇見的考題中，一般給出靜磨擦力的范圍是從零到最大靜磨擦力（0
2實驗方案的制訂
2表示絨布面，3表示紗布面，寬1面、窄面1’表示木制面
實驗裝置[2]如圖1在桌面上放置一塊木制滑塊B，滑塊B上放置滑塊A，滑塊A的兩側(cè)與力傳感相連并通過鐵架臺固定，實驗中帶動滑塊B，在水平方向上滑塊A遭到滑塊B對其的滑動磨擦力和力傳感對其的拉力，在帶動過程中滑塊A仍然靜止，為此，力傳感記錄的是滑塊A與滑塊B之間的滑動磨擦力大小。
3實驗數(shù)據(jù)的處理與剖析
3.1滑動磨擦力
滑塊A的質(zhì)量為360.2g，逐漸降低鉤碼到滑塊A上，來逐漸改變滑塊AB間的正壓力大小，帶動滑塊B來測定滑動磨擦力大小與滑塊AB間壓力大小關(guān)系。
通過分別比較表1、表2、表3，我們可得出，在接觸面材料相同時，相同滑塊間動磨擦力大小隨著壓力的減小而減小，與壓力成反比。
由FN與Ff圖象進(jìn)行擬合，可知數(shù)據(jù)直線的斜率即為鐵塊的動磨擦質(zhì)數(shù)，同時比較表1和表2可得出，在接觸面材料相同時，用同一鐵塊寬面和窄面滑塊遭到的滑動動磨擦力大小相同，且由表1和表2的數(shù)據(jù)擬合圖3可得摩擦力實驗用什么方法，同一鐵塊寬面和窄面的動磨擦質(zhì)數(shù)分別為0.2699±0.004和0.2721±0.003，即相同滑塊間動磨擦力大小與接觸面大小無關(guān)。比較表1和表3，或表2和表3得出，滑動磨擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，同理，由圖4可知砂紙間的動磨擦質(zhì)數(shù)為0.387±0.005。
反省：縱向聯(lián)通物體只需考慮磨擦力大小摩擦力實驗用什么方法，聯(lián)通物體所需的拉力或推力大于物體重力，所以在水平面上大力士帶動客機(jī)的演出也是才能理解的。
3.2靜磨擦力
借助DIS力傳感的實時性，在帶動滑塊B的過程中，每間隔0.2秒記錄一次數(shù)據(jù)，因而記錄整個帶動過程中滑塊AB之間的磨擦力大小隨時間的變化關(guān)系。將數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，如圖5縱座標(biāo)表示的是拉力大小，橫座標(biāo)表示時間。
圖5：力傳感示數(shù)隨時間t的變化
剖析可得，在未拉滑塊B時侯，AB間磨擦力為零；在使勁拉滑塊B而滑塊AB間沒有帶動的過程中，滑塊A遭到靜磨擦力，靜磨擦力大小隨拉力減小而減小，直到圖中a點最大；當(dāng)滑塊B開始帶動后，滑塊AB間的磨擦力漸漸變小。直到滑塊B完全被帶動后，滑塊AB之間的磨擦力為動磨擦力，動磨擦力大小不變。為此，在物體間存在靜磨擦力，靜磨擦力的大小是在一定的范圍內(nèi)，且存在最大的靜磨擦力，最大靜磨擦力的數(shù)值小于動磨擦力。通過實驗驗證了最大磨擦力大的存在，解決了中學(xué)生在題目中遇見的苦惱。
綜上所述，借助DIS信息系統(tǒng)，確切科學(xué)的搜集數(shù)據(jù)，能挺好地驗證動磨擦力大小與壓力大小和接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面積大小無關(guān)。并結(jié)合數(shù)據(jù)處理軟件擬合圖線，可估算出不同材料的滑動磨擦質(zhì)數(shù)的大小。且能直觀地展示最大靜磨擦存在并測定最大靜磨擦力的大小。廣州市二期課改引進(jìn)了DIS系統(tǒng)及各種類型的傳感，怎樣將它們充分借助上去為數(shù)學(xué)教學(xué)服務(wù)，是數(shù)學(xué)教學(xué)工作者須要思索的問題。
參考文獻(xiàn)：
[1]北京市中中學(xué)（幼兒園）課程變革委員會.中級學(xué)校課本化學(xué)中學(xué)一年級第一學(xué)期（試用本）[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，2007.
[3]彭夷.例談實驗方案的評估與遷移[J].數(shù)學(xué)教學(xué)，2014.
