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测定滑动摩擦系数的实验探讨

物理与电子工程学院物理（师范）专业2007级候大敏

指导教师郑修林

摘要:本文运用文献研究法和实验法，阐述了测量滑动摩擦系数的几种方法，并且对每个

实验的系统误差和实测误差都进行了分析。结果表明：二力平衡法可快速测量出滑动摩擦系

数，但是误差较大；用打点计时器的方法相对传统方法而言误差要小，但是实验的操作比较

复杂；用动力学的方法实验程序简单，避免了主观因素的影响，实验误差最小，是一种新型

的测量方法。

关键词：滑动摩擦；滑动摩擦系数

Abstract：Inthispaper,literatureresearchandexperimenttoexplainthemeasuredcoefficientof

slidingfrictionoftheseveralmethods,andsystematicerrorsforeachexperimentandthe

measurederrorsareanalyzed.Theresultsshowedthat:Thetraditionaltwoforce-balancemethod

toquicklymeasurethecoefficientofslidingfriction,buttheerrorisrelativelylarge;waywith

RBItimererrorisrelativelysmallintermsoftraditionalmethods,buttheoperationismore

complexexperiments;KineticmethodexperimentsSimpleprocedurestoavoidsubjectivefactors,

experimentalerror,andisanewmeasurementmethod.

Keywords：Slidingfriction；Coefficientofslidingfriction

1.引言

滑动摩擦系数是解决许多力学及运动学问题的重要因素。然而,到目前为止，

关于滑动摩擦系数的实验研究则很不够，大部分的研究都是采用物体在匀速直线

运动时所受的合外力为零这一原理，通过测量对物体的拉力，求出物体所受的摩

擦力，从而得到滑动摩擦系数。从理论上分析这是可行的，但实际上在测量中存

在一些问题。在实验中，是凭着肉眼的观察来判断物体是不是作匀速直线运动，

肉眼的观察结果将随着实验人员的不同而不同，与实际运动情况存在着很大的误

差。

为了克服这一弱点，本次研究考虑一个做加速运动的体系，利用打点计时器

测出这个物体的加速度，根据牛顿第二定律，求出物体所受的摩擦力，从而进一

步求解出滑动摩擦系数。并且在此基础上采用一种更为简单适用的方法，即动力

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学的方法求解滑动摩擦系数，免除主观

因素而全部根据客观量进行测定。这样

能够使实验结果更为客观、准确。

2.测滑动摩擦系数的方法

2.1用二力平衡法测量滑动摩擦系数（传

统方法）

2.1.1实验原理

将物块置于水平长木板上，用一弹簧秤拉动物块做匀速直线运动，根据二力

平衡可知，必有一摩擦力阻碍物块的运动，且大小与弹簧秤的拉力大小相同，方

mg

向相反，即f=f’,读出弹簧秤的示数f，再由f=f’与f’=μ可以求出μ。

2.1.2实验器材

本次实验所需器材有：水平长木板1块、方木块1个、弹簧秤1个。

2.1.3实验步骤

(1)将物块置于水平长木板上，用一弹簧秤拉动物块做匀速直线运动;

(2)读出弹簧秤的示数f，根据二力平衡求出摩擦力f’；

（3）数据处理，求出μ。

2.1.4实验注意事项

（1）弹簧秤在拉动过程中必须与水平木板保持平行；

（2）必须是匀速拉动木块；

（3）要等弹簧秤示数稳定时才能读数；

（4）弹簧秤使用之前要调零。

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