科学探究——动摩擦因数的测量
经典素材
新教材人教版必修第一册第三章第2节一开始提出这样一个问题:
用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块,使它做匀速运动,测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力,摩擦力的大小也随之改变。
如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话,它们可能是怎样的关系呢?
这里既讲明了测量摩擦力的方法(如图)——“……匀速运动,测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小”,又提出了摩擦力大小与什么因素有关。但是,实验中,怎样保证木块匀速运动呢?如果不匀速运动,能不能探究摩擦力与什么因素有关呢?
思维指导
基于上面提出的问题,教材引出了摩擦力及滑动摩擦力公式,并基于摩擦力公式提出了如何测量动摩擦因数的问题。围绕如何测量动摩擦因数,最近几年高考试题中出现了课本知识拓展探究的问题,像2020北京卷、2019全国Ⅱ卷、2015全国Ⅱ卷等的实验题,都考查了测量动摩擦因数问题。涉及的内容有滑动摩擦力的概念、物体的平衡、牛顿第二定律;涉及的器材有测力计、力传感器、打点计时器、光电计时器和光电门等。因此在复习本部分内容时,要发散思维,掌握各种测量摩擦力或动摩擦因数的方法。
