Цель: | изучение поступательного равноускоренного движения тел по наклонной плоскости, определение коэффициента трения скольжения. | |
Оборудование: наклонная плоскость с изменяющимся углом наклона, секундомер с фотодатчиками, набор тел. |
Рассмотрим тело массой m, скользящее по наклонной плоскости с углом наклона a (см. рисунок). На тело действуют три силы: тяжести, трения, реакции опоры.
При этом сила трения скольжения пропорциональна силе реакции опоры
F тр = m N,
где m ¾ коэффициент трения, зависящий от материалов соприкасающихся тел и качества обработки их поверхностей.
При скольжении тела по наклонной плоскости коэффициент трения определяется по формуле:
. (1)
На наклонной плоскости установлены два фотодатчика на расстоянии 0,5 м друг от друга. Тело устанавливается у первого (верхнего) фотодатчика у нанесенной черты, а затем отпускается без толчка. При движении тела первый фотодатчик включает секундомер. Когда тело достигнет второго (нижнего) фотодатчика отсчет времени заканчивается.
|
|
Порядок выполнения работы
1. Измерить промежуток времени, за которое тело проходит расстояние между фотодатчиками, при углах наклона 25, 30, 35 и 40°. При каждом угле наклона измерения провести 5 раз и найти среднее значение. Результаты измерений занести в таблицу.
mср = (m1 + m2 + m3 + m4)/4 =
2. По формуле (1) рассчитать коэффициент трения скольжения m для каждого угла наклона. Найти среднее значение коэффициента трения.
3. Рассчитать абсолютные погрешности отдельных измерений Dm.
Dm1 = êm1 - mср ê=
Dm2 = êm2 - mср ê=
Dm3 = êm3 - mср ê=
Dm4 = êm4 - mср ê=
a, град | t 1, с | t 2, с | t 3, с | t 4, с | t 5, с | t ср, с | m | Dm |
4. Найти среднее значение абсолютной погрешности mср.
Dmср = (Dm1 + Dm2 + Dm3+ Dm4)/4 =
5. Рассчитать относительную погрешность определения коэффициента трения скольжения:
=
7. Записать результат в виде:
m = ±
Контрольные вопросы
Дать определения силы, ускорения. Записать формулу второго закона Ньютона.
Какие силы действуют на тело, помещенное на наклонную плоскость?
Записать формулу силы трения.
От чего зависит коэффициент трения скольжения?