最大静摩擦力研究

最大静摩擦力研究 图1-9 （本课题适用于高一物理必修课） TI-83+ CBL，力探头，LINK线，重物，细线，水，沙等。 APPS应用程序physics，或FORCE.83P，PLOTS.83P 研究各种表面物体的最大静摩擦力。 按上图所示连接实验线路，通过细线把重物与力探头相连，重物重力约1千克左右；实验中手握力探头，缓慢平拉鞋子，增加拉力，直到重物在地面上匀速运动，可以通过 图形计算器得到力的变化情况图。 1、按ON，打开TI-83+，按APPS键，弹出 如图1所示的应用程序菜单。选择3：Physics, 即物理实验应用程序。 2、按ENTER键后，进入物理实验应用程序 首页。再按ENTER键。（图2） 3、进入物理实验程序主菜单。选择1：SET UP PROBES，表示设定探头。（图3） 4、按ENTER键后，屏幕提示要设置几个探 头，最多可以同时使用三个探头，本实验我 们只用一个，所以选1：ONE。（图4） 5、按ENTER键后，屏幕提示要选定哪一种 探头。我们选2：FORCE，即力探头。（图5） 6、按ENTER键后，出现力探头菜单，可以 选择VERNIER公司提供的多种测力工具， 我们选择1：STUDENT FORCE，即学生力探头。（图6） 7、再按ENTER键，屏幕提示要求把力探头 插入CBL的第一个通道。（图7） 8、按ENTER键，屏幕中出现了定标菜单， 我们选择1：USE STORED，即计算器已经 储存的定标方式。（图8） 9、按ENTER键后，屏幕会回复到主菜单， 我们选择5；ZERO PROBES，表示对力探头 进行零校正。（图9） 10、按ENTER键后，提示是对哪个通道的 探头进行零校正，显然应该选择1：CHANNEL 1。校正时需要使力探头处于无力 作用的状态，然后按照提示，按CBL上中间的按钮TRIGGER，此时CBL上的液晶屏会 显示000状态。（图10） 11、校零完毕，屏幕又会回到主菜单，现在 可以测量数据了。选择2：COLLECT DATA。按ENTER键。（图11） 12、屏幕上出现数据采集菜单，我们选择2：TIME GRAPH，这样采集的数据是力与时间 的关系图。按ENTER键。（说明1：MONITOR INPUT表示实时输出力的大小，3：TRIGGER/PROMPT，表示按开关会测量 一个力的数据，然后输入另一个物理量。） （图12） 13、屏幕上会提示测量样本点间的时间间隔 和总共要测量的样本数。比如我们取每0.2秒测量一个数据点，总共测量30个点。（图13） 14、按ENTER键后，屏幕提示实验将要测 量6秒钟。（图14） 15、我们采用已经设定的时间方式，选1：USE TIME SETUP。（图15） 16、并且选择非实时测量，选1：NON-LIVE DISPL。按ENTER键。（图16） 17、屏幕提示作好实验准备，按ENTER键的同时，水平拉动力探头，缓慢增加力的大 小，直到重物匀速运动。CBL在自动测量数 据。（图17） 18、测量完毕，自动会转入力-时间图象，可 以发现力均匀增加的最后出现一个最大值， 实际上此时纵坐标的读数3.462N就是最大静 摩擦力。（图18） 19、按ENTER键，在出现图中所示的窗口 时，只要选择2：YES，就可以反复实验，直 到得到比较图象为止。（图19） 20、如果选NO，就退到主菜单，选择3： ANALYZE，进入图示的数据分析菜单。在这 里可以对测量的数据进行拟合等等，从而得 到科学的结论，建议你不妨试试。（图20） 21、如果想分析不同表面之间的最大静摩擦力，我们特别设计了以下，也许你会发 现一些新的实验结论呢！ 不同表面间的最大静摩擦力实验记录表：（单位：牛顿） 塑胶地坪 沥青表面 橡胶 磨石子水泥地面 干燥干净 干燥有沙 表面有水 上海市复兴高级中学 倪闽景 本实验曾经有学生作为一个研究性学习的课题开展了研究，主要目的是研究运动时，运 动鞋与球场之间的摩擦力问题，有趣的是学生们发现在有水状态下测量最大静摩擦力， 出乎意料地变大了，后来才发现这与不同鞋子的低纹有关，不妨试一试。