Как найти погрешность силы трения

(Занятие каникулярной школы для учащихся 8–9 кл.)

Цель:

• Активизация мыслительной деятельности учащихся.
• Формирование обобщенного умения проводить физические измерения.
• Формирование обобщенного умения проводить экспериментальную проверку
  физических закономерностей.
• Формирование умения систематизировать полученные результаты в виде
  таблицы, умение делать вывод на основе эксперимента.

Организация проведения практикума: Все учащиеся принимающие участие в
работе практикума делятся на группы. Каждая группа учащихся получает задание с
кратким описанием работы.

По окончании выполнения работы учащимся необходимо составить отчет. Отчет
состоит из таблицы, вычисления искомой величины и ее погрешности, вывода по
работе.

Ход работы

I. Вступительное слово учителя:

Если положить на горизонтальную поверхность брусок и подействовать на него с
достаточной силой в горизонтальном направлении, то брусок станет двигаться.
Нетрудно убедиться, что в этом случае на брусок действуют четыре силы: в
вертикальном направлении – сила тяжести P и сила реакции опоры Q, равные по
модулю противоположные по направлению; в горизонтальном направлении – сила тяги
F и
противоположная по направлению сила трения F_mp.

Чтобы брусок двигался равномерно и прямолинейно, нужно, чтобы
модуль силы тяги был равен модулю силы трения.

На этом основан метод измерения силы трения. Следует приложить к бруску силу
тяги, которая будет поддерживать равномерное прямолинейное движение этого тела.
По этой силе тяги определяют модуль силы трения.

II. Практикум.

Задание группе I.

Определите коэффициент трения скольжения при движении бруска по
горизонтальной поверхности стола.

Оборудование: трибометр, деревянная
линейка, деревянный бруска с тремя отверстиями; динамометр; набор грузов по
механике.

Порядок выполнения работы.

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.
2. Измерьте вес бруска при помощи динамометра. Результат измерения веса
   запишите в таблицу.
3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого
   перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.
4. Результат измерения запишите в таблицу.
5. Нагружая брусок одним, двумя и тремя грузами, измерьте в каждом случае
   силу трения. Данные занесите в таблицу.
6. Вычислите коэффициент трения скольжения
7. Определите инструментальную погрешность коэффициента трения.
8. Сделайте вывод.

Легко убедиться, что в случае движения тела по горизонтальной поверхности
сила нормального давления равна силе тяжести, действующей на это тело:
N = P.
Это позволяет вычислить коэффициент трения:

Цена деления шкалы динамометра, ц.д
= 0,1 Н.

1. Определили вес бруска и груза с помощью динамометра, записали в таблицу.

2. Двигая брусок равномерно по деревянной линейке, определили силу тяги,
которая равна силе трения. Записали ее значение в таблицу.

Количество грузов	Fтр, H	P, H	µ
Без груза		0,6 ± 0,1
Один груз	0,3 ± 0,1	1,6 ± 0,1	0,18 ± 0,06
Два груза	0,5 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0,19 ± 0,04
Три груза	0,7 ± 0,1	3,6 ± 0,1	0,19 ± 0,03

3. Определили коэффициент трения для каждого измерения силы трения, занесли
их в таблицу.

  4. Определили погрешность измерения для каждого значения коэффициента
силы трения.

Вывод:

1. Коэффициент трения равен 0,2.
2. Инструментальная погрешность измерения равна 0,06.
3. Коэффициент трения скольжения при взаимном движении тела по поверхности стола
является величиной постоянной не зависящей от силы нормального давления.

2. Сравните коэффициент трения покоя, скольжения и качения. Сделайте вывод.

Оборудование: динамометр, брусок деревянный, грузы с двумя
крючками – 2 шт., карандаши круглые – 2 шт.

Порядок выполнения работы.

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.

2. Измерьте вес бруска с двумя грузами при помощи динамометра. Результат
измерения веса запишите в тетрадь.

3. Измерьте максимальную силу трения покоя бруска по столу. Для этого
положите брусок на стол, а на брусок два груза; к бруску прицепите динамометр и
приведите брусок с грузами в движение. Запишите показания динамометра,
соответствующее началу движения бруска.

4. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по столу. Для этого
перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.
Результат измерения силы запишите в тетрадь.

5. Измерьте силу трения качения бруска по столу. Для этого положите
брусок с двумя грузами на два круглых карандаша и перемещайте равномерно брусок
по столу при помощи динамометра. Результат измерения силы запишите в тетрадь.

6. Сделайте вывод о том, какая сила больше:
а) вес тела или максимальная сила трения покоя?
б) максимальная сила трения покоя или сила трения скольжения?
в) сила трения скольжения или сила трения качения?

7. Сравните коэффициент трения покоя, трения скольжения и трения качения.

Цена деления шкалы динамометра, ц.д = 0,1 Н.

Вид трения	Fтр, H	P, H	µ
Трение покоя	0,9 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0,35
Трение скольжения	0,5 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0,19
Трение качения	0,1 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0,04

Вывод:

а) Вес тела больше чем максимальная сила трения покоя.

б) Максимальная сила трения покоя больше чем сила трения скольжения.

в) Сила трения скольжения больше чем сила трения качения.

г) При неизменном весе тела, наименьшее значение коэффициент трения имеет при
качении тела, а наибольшее в случае покоя.

3. Определите коэффициент трения скольжения при движении бруска вдоль
поверхности резины, нешлифованной деревянной рейки, наждачной бумаги.

Оборудование: динамометр, брусок деревянный, грузы с двумя
крючками – 2 шт., отрез линолеума, деревянная нешлифованная рейка, наждачная
бумага.

Порядок выполнения работы.

1. Вычислите цену деления шкалы динамометра.
2. Измерьте вес бруска при помощи динамометра. Результат измерения веса запишите
в таблицу.
3. Измерьте силу трения скольжения бруска с грузами по поверхности резины,
деревянной нешлифованной линейки и по поверхности наждачной бумаги. Для этого
перемещайте брусок с грузами равномерно по столу при помощи динамометра.
Результат измерения запишите в таблицу.
4. Вычислите коэффициент трения скольжения.
5. Сделайте вывод.

Цена деления шкалы динамометра, ц.д = 0,1 Н.

Виды трущихся поверхностей	Fтр, H	P, H	µ
Дерево по дереву (гладкая поверхность)	0,5 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0,19
Дерево по дереву (нешлифованная деревянная рейка)	0,9 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0, 35
Дерево по линолеуму	1,1 ± 0,1	2,6 ± 0,1	0, 42
Дерево по наждачной бумаге		2,6 ± 0,1

Вывод:

1. Сила трения:

а) зависит от рода трущихся поверхностей.
б) зависит от шероховатости трущихся поверхностей.
в) чем больше шероховатости поверхности, тем коэффициент трения больше.

2. Способы увеличения или уменьшения силы трения скольжения:

Увеличить: увеличить шероховатость трущихся поверхностей, насыпать между
трущихся поверхностей частицы (стружку, опилки, песок).

Уменьшить: шлифовка, полировка трущихся поверхностей, нанесение смазки.

Задание группе II.

Измерение коэффициент трения скольжения, используя наклонную плоскость

Оборудование: линейка деревянная от трибометра, брусок деревянный,
линейка измерительная, штатив.

Порядок выполнения работы.

1. Используя штатив, закрепите линейку под углом к столу.
2. Положите брусок на закрепленную под углом деревянную линейку.
3. Меняя угол наклона линейки, найдите такой максимальный угол, при котором
брусок еще покоится.
4. Измерьте длину основания линейки и высоту подъема линейки.
5. Рассчитайте значение коэффициента трения скольжения дерева о дерево по
формуле:

6. Рассчитайте погрешность измерения.
7. Вывод.

Экспериментальные данные.

Измерили высоту подъема и длину основания линейки.

Вывод:

1. Коэффициент трения равен 0,3.
2. Погрешность измерения равна 0,0016.

2. Измерение коэффициента трения скольжения, через опрокидывание
бруска

Оборудование: брусок деревянный, линейка деревянная от
трибометра, нить, линейка ученическая.

Порядок выполнения работы.

Теоретическое обоснование: Брусок с привязанной к длинной грани нитью
поставьте торцом на горизонтальную поверхность стола и тяните за нить. Если нить
закреплена невысоко над поверхностью стола, то брусок будет скользить. При
определенной высоте h точки А крепления нити сила натяжения нити F опрокидывает
брусок.

Условия равновесия для этого случая относительно точки – угла опрокидывания:

Fh – mga/2
= 0;

Согласно II закону Ньютона:
F – Fтр
= 0;

N – mg =
0.

Обработка результатов.

1. Рассчитайте по формуле значение коэффициента трения скольжения дерева о
дерево.
2. Определите погрешность измерений.
3. Запишите полученный ответ с учетом допущенных погрешностей измерений.
4. Сделайте вывод.

Экспериментальный расчет.

a = 45 ± 1 мм, h
= 80 ± 1 мм.

Вывод:

1. Коэффициент трения равен 0,28.
2. Инструментальная погрешность измерения равна 0,0098.

3. Измерение коэффициента трения скольжения с помощью карандаша.

Оборудование: карандаш, линейка деревянная от трибометра, линейка
ученическая.

Порядок выполнения работы.

Теоретическое обоснование: Поставьте карандаш на стол вертикально,
нажмите на него, наклоните и наблюдайте характер его падения. При небольших
углах наклона к вертикали карандаш не проскальзывает относительно поверхности
стола при любой величине силы, прижимающей его к столу. Проскальзывание
начинается с некоторого критического угла, зависящего от силы трения.

Записываем второй закон Ньютона в проекциях на координатные оси при угле
наклона, равном критическому. (Силой тяжести mg, действующей на карандаш, по
сравнению с большой силой F пренебрегаем).

Обработка результатов:

1. Рассчитайте по формуле значение коэффициента трения скольжения дерева о
дерево.
2. Определите погрешность измерений.
3. Запишите полученный ответ с учетом допущенных погрешностей измерений.
4. Сделайте вывод.

Экспериментальный расчет.

1. Обработка результатов

α =
30⁰,

µ= tgα
= sina /cosa

µ = 0,58

Вывод:

1. Коэффициент трения равен 0,58.

III. Подведение итогов практикума:

Сила трения скольжения зависит:

а) От рода трущихся поверхностей.
б) От шероховатости трущихся поверхностей.
в) Прямо пропорционально от силы давления.
г) Коэффициент трения скольжения при взаимном движении тела по поверхности
является величиной постоянной не зависящей от силы нормального давления.
д) Чем больше шероховатости поверхности, тем коэффициент трения больше.

Приложение.

Определение коэффициентов трения скольжения, покоя

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
экспериментально проверить закон трения
Кулона-Амонтона, экспериментально
определить величину коэффициентов
трения скольжения, покоя.

ПРИБОРЫ И
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: трибометр, секундомер,
разновески, набор брусков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Студентам необходимо:

– изучить
оборудование к работе;

– экспериментально
проверить закон трения Кулона-Амонтона;

– экспериментально
определить величину коэффициента трения
скольжения при равноускоренном движении
тела по горизонтальной поверхности;

– экспериментально
определить величину коэффициента трения
покоя методом предельного угла;

– результаты
измерений и вычислений оформить в виде
таблиц;

– на основании
полученных результатов сделать выводы;

– записать свои
замечания об особенностях данного
эксперимента, предложения по его
совершенствованию.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
ОПЫТА

Для определения
коэффициента трения служит прибор,
называемый трибометром. Одна из
поверхностей, между которыми должно
происходить трение, укрепляется на
трибометре в виде прямоугольной доски.
Другая – поверхность деревянного или
металлического бруска.

Силой, преодолевающей
силу трения и сообщающей бруску ускорение,
является вес груза (рис. 6.1).

Согласно второму
закону Ньютона можно записать

, (6.1)

где

– масса бруска и подвешенного груза, а
– ускорение системы,

 м/с²
– ускорение свободного падения,

– сила трения скольжения.

Ускорение а
можно найти, зная пройденный путь и
время:

, (6.2)

. (6.3)

Следовательно,
сила трения

с учетом (6.1) и (6.3) равна

. (6.4)

Коэффициент трения
скольжения k
определяется согласно формуле

, (6.5)

где N
– сила нормального давления.

При движении по
горизонтальной поверхности она равна
весу бруска, т. е.

, (6.6)

Рис. 6.1. Определение
коэффициента трения скольжения

с помощью трибометра.

Рис. 6.2. Определение
коэффициента трения покоя

методом предельного
угла.

Таким образом,
используя соотношения (6.4) – (6.6),
для коэффициента трения скольжения k
можно окончательно записать

, (6.7)

Для определения
коэффициента трения покоя 
можно воспользоваться методом предельного
угла. Если два тела, для которых нужно
измерить ,
положить одно на другое и затем наклонять
их (рис. 6.2), то при угле наклона

верхнее тело начнет скользить по нижнему.
Угол

называется
предельным углом.
Зная предельный угол наклона

,
легко подсчитать величину нормальной
N
и тангенциальной

составляющих силы, действующей со
стороны верхнего тела на нижнее

, (6.8)

, (6.9)

. (6.10)

ЗАДАНИЕ № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

Установите прибор
горизонтально (при помощи уровня).
Поместите взвешенный брусок на трибометр,
нагрузите чашку, чтобы груз пришел в
движение, измерьте время движения бруска
и пройденный путь, найдите коэффициент
трения k.

Результаты измерений
и вычислений занесите в таблицу 6.1. Опыты
и измерения повторите 5 раз.

Табл. 6.1

№

s

t

k

Оценка абсолютной
погрешности косвенного измерения
коэффициента трения скольжения k
проводится согласно формуле:

, (6.11)

где

,

,
s
и t
– средние значения масс бруска и груза,
пути и времени соответственно,

и

– абсолютные погрешности прямых
измерений соответствующих величин
(погрешностью измерения массы можно
пренебречь).

Повторите опыт с
другой парой тел.

ЗАДАНИЕ № 2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ МЕТОДОМ ПРЕДЕЛЬНОГО
УГЛА

Положите брусок
на доску трибометра, установленную
горизонтально. Медленно наклоняя доску,
заметьте угол

,
при котором верхнее тело начинает
скользить по нижнему. Согласно (6.10)
вычислите коэффициент трения .

Результаты измерений
и вычислений занести и таблицу 6.2. Опыты
и измерения повторить 5 раз.

Табл. 6.2

№



Оценка абсолютной
погрешности косвенного измерения
коэффициента трения покоя 
проводится согласно формуле:

, (6.12)

где

– абсолютная погрешность прямого
измерения предельного угла

,
выраженная в радианах.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
И ЗАДАНИЯ

1. Какова физическая
сущность трения?

2. Назовите виды
внешнего (сухого) трения.

3. В чем отличие
сухого трения от жидкого?

4. Напишите формулы,
определяющие силы трения скольжения,
качения.

5. Укажите значение
сил трения в природе и технике.

6. Решите одну из
задач (см. задачи для самостоятельного
решения) по выбору преподавателя.

ЗАДАЧИ ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. На
наклонной плоскости длиной 13 м и
высотой 5 м лежит груз массой 26 кг.
Коэффициент трения равен 0,5. Какую силу
надо приложить к грузу вдоль плоскости,
чтобы втащить груз? Чтобы стащить груз?

2.
Автомобиль
массой 4 т движется в гору с ускорением
0,2 м/с².
Найти силу тяги, если уклон равен 0,02 и
коэффициент сопротивления 0,04.

3.
Брусок
массой 400 г под действием груза массой
100 г (см. рис. 6.3) проходит из состояния
покоя путь 8 см за 2 с. Найти
коэффициент трения.

Рис. 6.3

4. По наклонной
плоскости с углом наклона a
к горизонту, равным

,
скользит тело. Определите скорость тела
в конце третьей секунды от начала
движения, если коэффициент трения 0,15.

5. На столе лежит
деревянный брусок, к которому привязаны
нерастяжимые и невесомые нити, перекинутые
через блоки, укрепленные на краях стола
(см. рис. 6.4). К свободному концу правой
нити подвешен груз, на который действует
сила тяжести

 Н,
а к свободному концу другой – подвижный
невесомый блок, через который перекинута
нерастяжимая и невесомая нить, к концам
которой подвешены грузы с массами

 кг
и

 кг.
Вся система приходит в движение, и за
время

 с
брусок проходит путь

 м.
Определить ускорение каждого тела,
коэффициент трения скольжения бруска
о стол и силу натяжения каждой из нитей.
Масса бруска

 кг.

Рис. 6.4

6. По наклонной
плоскости, составляющей с горизонтом
угол

,
движется тело массой

 кг.
Это тело с помощью нерастяжимой и
невесомой нити, перекинутой через блок,
соединено с подвижным блоком. Через
блок перекинута вторая нить с двумя
грузами

 кг
и

 кг
на ее концах (см. рис. 6.5). За 1,6 с
тело m
с момента начала движения системы
переместилось вдоль наклонной плоскости
на 0,8 м. Определить ускорение тела m
и грузов

и

,
коэффициент трения скольжения тела по
наклонной плоскости, пути, пройденные
грузами

и

,
силу, действующую на неподвижный блок.

Рис. 6.5

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК

1. Детлаф, А. А.
Курс физики / А. А Детлаф,
Б. М. Яворский. – М.: Высшая школа,
2002.

2. Трофимова, Т. И.
Курс физики / Т. И. Трофимова. –
М.: Высшая школа, 2001.

3. Савельев, И. В.
Курс общей физики / И. В.Савельев.
– Наука, 1998.

4. Гершензон, Е. М.
Курс общей физики Механика. / Е. М. Гершензон,
Н. Н. Малов. – М.: Просвещение, 1979.

5. Сивухин, Д. В.
Общий курс физики. Механика / Д. В. Сивухин.
– М.: Наука, 1979.

6. Александров, Н. В.
Курс общей физики. Механика
/ Н. В.Александров,  А. Я. Яшкин.
– М.: Просвещение, 1978.

7. Архангельский, М. М.
Курс общей физики. Механика
/ М. М. Архангельский. – М.:
Просвещение, 1975.

8. Билимович, Б. Ф.
Законы механики в технике / Б. Ф. Билимович.
– М.: Просвещение, 1975.

9. Александров, В. Н.
Лабораторный практикум по общей и
экспериментальной физике / В. Н. Александров
и др.; Под ред.  Е. М. Гершензона
и А. Н. Мансурова. – М.: Академия,
2004.

10. Майсова, Н. Н.
Практикум по курсу общей физики. Механика
/ Н. Н. Майсова. – М.: Высшая школа,
1970.

11. Кортнев, А. В.
Практикум по физике. Механика
/ А. В. Кортнев, Ю. В. Рублев,
А. Н. Куценко. – М.: Высшая школа,
1963.

12. Царев, А. С.
Задания по курсу общей физики. Кинематика
/ А. С. Царев.– Таганрог, 1984.

13. Трофимова, Т. И.
Сборник задач по курсу физики
/ Т. И. Трофимова.– М.: Высшая
школа, 2003.

14. Волькенштейн, В. С.
Сборник задач по общему курсу физики
/ В. С. Волькенштейн. – СПб.:
СпецЛит, 2002.

15. Рымкевич, А. П.
Сборник задач по физике: Для 9–11 кл.
общеобразоват. учреждений / А. П. Рымкевич.
– М.: Просвещение, 1996.

16. Чертов, Л. Г.
Задачник по физике / Л. Г. Чертов,
 А. А. Воробьев. – М.: Высшая
школа, 1988.

17. Иродов, И. Е.
Задачи по общей физике / И. Е. Иродов.–
М.: Наука, 1988.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Лабораторная работа

«Определение коэффициента
трения скольжения»

Цель
работы: определить коэффициент
трения скольжения.

Приборы
и материалы: трибометр, динамометр,
набор грузов по 100г, деревянный брусок.

Теоретическое обоснование:

II закон Ньютона:

OX:

OY:

Ход работы:

1.       Установите деревянный
брусок на трибометре. На бруске укрепите груз массой 100г. С помощью
динамометра равномерно перемещайте брусок вдоль трибометра, измеряя силу F.

2.       Подвесьте к динамометру деревянный
брусок с грузом и определите силу тяжести, действующую на него .

3.       Установите на деревянный
брусок еще один груз массой 100г. Измерьте F
и  в
этом случае. Повторите эксперимент с тремя грузами.

4.       По результатам измерений
заполните таблицу:

№	Измерено	Вычислено
, Н	, Н		, %
1
2
3

Расчет погрешностей:

1.       

 

Так
как условия опыта меняются, для нахождения среднего значения коэффициента
трения нельзя вычислять среднее арифметическое результатов нескольких
измерений. Воспользуемся графическим способом нахождения среднего значения. По результатам нескольких
опытов построим график зависимости модуля силы от
модуля силы тяжести .
При
построении графика по результатам опыта экспериментальные точки не могут
находиться на одной прямой. Это связано с погрешностями измерения. В этом
случае график надо проводить так, чтобы одинаковое число точек оказалось по
разную сторону от прямой.
После построения графика берут точку на прямой (в средней части графика),
определяют по графику соответствующие этой точке значения силы тяжести и силы F и вычисляют коэффициент трения .
Он и будет искомым средним значением коэффициента трения.

2.       
Рассчитаем
наибольшую относительную погрешность (в опыте с 1 грузом):

 

Где: и
 —
абсолютные погрешности измерения силы тяжести и силы F.

 – абсолютная инструментальная
погрешность измерения динамометра;

 — абсолютная погрешность
отсчета динамометра.

3.       
Рассчитаем
абсолютную погрешность измерения коэффициента трения:

Ответ: (),
.

Вывод:

Лабораторная работа № 3 «Измерение коэффициента трения скольжения»

Цель работы: определить коэффициент трения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке, используя формулу F_тр = = μР. С помощью динамометра измеряют силу, с которой нужно тянуть брусок с грузами по горизонтальной поверхности так, чтобы он двигался равномерно. Эта сила равна по модулю силе трения F_тp, действующей на брусок. С помощью того же динамометра можно найти вес бруска с грузом. Этот вес по модулю равен силе нормального давления N бруска на поверхность, по которой он скользит. Определив таким образом значения силы трения при различных значениях силы нормального давления, необходимо построить график зависимости F_тр от Р и найти среднее значение коэффициента трения (см. работу № 2).

Основным измерительным прибором в этой работе является динамометр. Динамометр имеет погрешность Δ_д =0,05 Н. Она и равна погрешности измерения, если указатель совпадает со штрихом шкалы. Если же указатель в процессе измерения не совпадает со штрихом шкалы (или колеблется), то погрешность измерения силы равна ΔF = = 0,1 Н.

Средства измерения: динамометр.

Материалы: 1) деревянный брусок; 2) деревянная линейка; 3) набор грузов.

Порядок выполнения работы

1. Положите брусок на горизонтально расположенную деревянную линейку. На брусок поставьте груз.

2. Прикрепив к бруску динамометр, как можно более равномерно тяните его вдоль линейки. Замерьте при этом показание динамометра.

3. Взвесьте брусок и груз.

4. К первому грузу добавьте второй, третий грузы, каждый раз взвешивая брусок и грузы и измеряя силу трения.

По результатам измерений заполните таблицу:

Номер опыта	Р, Н	ΔP, Н	Fтр, Н	ΔFтр, Н

5. По результатам измерений постройте график зависимости силы трения от силы давления и, пользуясь им, определите среднее значение коэффициента трения μ_ср (см. работу № 2).

6. Рассчитайте максимальную относительную погрешность измерения коэффициента трения. Так как

(см. формулу (1) работы № 2).

Из формулы (1) следует, что с наибольшей погрешностью измерен коэффициент трения в опыте с одним грузом (так как в этом случае знаменатели имеют наименьшее значение) .

7. Найдите абсолютную погрешность

и запишите ответ в виде:

Требуется определить коэффициент трения скольжения деревянного бруска, скользящего по деревянной линейке.

Сила трения скольжения

где N — реакция опоры; μ — ко

эффициент трения скольжения, откуда μ=F_тр/N;

Сила трения по модулю равна силе, направленной параллельно поверхности скольжения, которая требуется для равномерного перемещения бруска с грузом. Реакция опоры по модулю равна весу бруска с грузом. Измерения обоих сил проводятся при помощи школьного динамометра. При перемещении бруска по линейке важно добиться равномерного его движения, чтобы показания динамометра оставались постоянными и их можно было точнее определить.

Выполнение работы:

№ опыта	Вес бруска с грузом Р, Н	Сила трения Fтр, H	μ
1	1,35	0,4	0,30
2	2,35	0,8	0,34
3	3,35	1,3	0,38
4	4,35	1,7	0,39

Вычисления:

Рассчитаем относительную погрешность:

Так как

Видно, что наибольшая относительная погрешность будет в опыте с наименьшим грузом, т.к. знаменатель меньше

Рассчитаем абсолютную погрешность

Так как

Видно, что наибольшая относительная погрешность будет в опыте с наименьшим грузом, т.к. знаменатель меньше.

Рассчитаем абсолютную погрешность

Полученный в результате опытов коэффициент трения скольжения можно записать как: μ = 0,35 ± 0,05.

5terka.com

Лабораторная работа №3 — решебник по физике за 10 класс Мякишев, Буховцев, Сотский

§84. Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряда (стр. 277-281)

§85. Закон Кулона. Единица электрического заряда (стр. 282-285)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;
4;

§86. Пример решения задач по теме «Закон Кулона» (стр. 286-289)

Задачи для самостоятельного решения:

1;
2;
3;
4;
5;

§87. Близкодействие и действие на расстоянии (стр. 290-291)

Вопросы к параграфу:

1;
2;

§88. Электрическое поле (стр. 292-294)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;

§89. Напряжённость электрического поля. Силовые линии (стр. 295-297)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;

§90. Поле точечного заряда и заряженного шара. Принцип суперпозиции полей (стр. 298-299)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;
4;

§91. Примеры решения задач по теме «Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей» (стр. 300-302)

Задачи для самостоятельного решения:

1;
2;
3;

§92. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле (стр. 303-307)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;
4;

Задания ЕГЭ:

A1;
A2;

§93. Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле (стр. 308-310)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
A1;

§94. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов (стр. 311-313)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;

§95. Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности (стр. 314-316)

Вопросы к параграфу:

1;
2;
3;
4;
5;

§96. Примеры решения задач по теме «Потенциальная энергия электростатического поля. Разность потенциалов» (стр. 317-320)

Задачи для самостоятельного решения:

1;
2;
3;
4;
5;
6;
7;

§97. Электроёмкость. Единицы электроёмкости. Конденсатор (стр. 321-324)

§98. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов (стр. 325-326)

Вопросы к параграфу:

1;
2;

Задания ЕГЭ:

A1;
A2;

§99. Примеры решения задач по теме «Электроёмкость. Энергия заряженного конденсатора» (стр. 327-330)

Задачи для самостоятельного решения:

1;
2;
3;
4;
5;

pomogalka.me

Лабораторная работа № 6 «Измерение коэффициента трения скольжения»

План-конспект урока по теме «Лабораторная работа 6. Измерение коэффициента трения скольжения»

Дата:

Тема: «Лабораторная работа 6. Измерение коэффициента трения скольжения»

Цели:

Образовательная: Научиться измерять опытным путем коэффициент трения скольжения;

Развивающая: Продолжить развитие навыков самостоятельной деятельности, навыков работы в группах.

Воспитательная

:

Формировать познавательный интерес к новым знаниям; воспитывать дисциплину поведения.

Тип урока: урок применения знаний и умений

Оборудование и источники информации:

1. Исаченкова, Л. А. Физика : учеб. для 9 кл. учреждений общ. сред. образования с рус. яз. обучения / Л. А. Исаченкова, Г. В. Пальчик, А. А. Сокольский ; под ред. А. А. Сокольского. Минск : Народная асвета, 2015

2. Тетрадь для лабораторных работ и экспериментальных исследований по физике для 9 класса: пособие для учащихся учреждений общ.сред. образования с рус.яз.обучения / Л.А. Исаченкова [и др.]. Минск : Аверсэв, 2017.

3. Деревянный брусок, доска, набор грузов массой по 100 г, штатив, мерная лента (линейка).

Структура урока:

1. Организационный момент (5 мин)

2. Актуализация знаний (5 мин)

3. Применение приобретенных знаний(10 мин)

4. Тренировочные упражнения(15 мин)

5. Творческие упражнения(8 мин)

6. Итоги урока (2 мин)

Содержание урока

1. Организационный момент

Здравствуйте, садитесь! (Проверка присутствующих). Сегодня на уроке мы должны измерить опытным путем коэффициент трения скольжения. А это значит, что Тема урока: ОПБП. «Лабораторная работа 6. Измерение коэффициента трения скольжения».

1. Актуализация опорных знаний

Если деревянный брусок движется равномерно по доске (рис. 266, а), то векторная сумма всех сил, действующих на него, равна нулю.

На брусок действуют силы упругости пружины динамометра

F_упр, трения F_тр, тяжести mg и реакции опоры N (рис. 266, б):

В проекции на ось Ох уравнение (1) примет вид:

Но модуль силы трения F_тр = μN.

Силу реакции опоры N можно определить, найдя проекции всех сил в уравнении (1) на ось Оу:

Тогда сила трения F_тр = μmg. В итоге коэффициент трения скольжения:

1. Применение приобретенных знаний

1. С помощью динамометра измерьте вес бруска. Измерения повторите не менее трех раз. Результаты занесите в таблицу.

2. На брусок положите груз, прикрепите динамометр и равномерно перемещайте брусок по доске. Измерьте силу упругости F_тр пружины динамометра. Опыт повторите не менее 5 раз. Результаты измерений занесите в таблицу.

3. Опыты 1—2 повторите с двумя, тремя грузами. Данные занесите в таблицу.

1. Тренировочные работы

1. Найдите средние значения <Р> и <F_тр> в опытах с 1, 2 и 3 грузами.

2. Постройте график зависимости <F_тр> от <Р> бруска с грузами. По графику определите среднее значение коэффициента трения μ (аналогично пункту 7) лабораторной работы 5:

1. По методу цены деления (см. Приложение 1) рассчитайте абсолютную ΔР и относительную _р погрешности прямых измерений веса бруска с грузами. Запишите окончательный результат прямых измерений веса в интервальной форме.

Контрольные вопросы

1. Что показывает коэффициент трения скольжения? (Ответ: Коэффициент трения скольжения показывает отношение силы трения к силе давления на поверхность. )

2. Почему коэффициент трения скольжения является безразмерной величиной? (Ответ: Коэффициент трения скольжения является безразмерной величиной по определению. Так его определили, как коэффициент пропорциональности между силой трения и силой давления тел друг на друга (силой реакции опоры). Т.е. коэффициент трения скольжения показывает во сколько раз одна сила больше другой, а «во сколько раз» это безразмерная величина. )

3. От чего зависит коэффициент трения скольжения? (Ответ: Зависит от материалов соприкасающихся поверхностей, качества их обработки, скорости движения тел ).

1. Творческие упражнения

Суперзадание

Как с помощью линейки, бруска с грузами и наклонной доски определить коэффициент трения скольжения дерева по дереву?

(Ответ: Поставить брусок на доску в горизонтальном положении и медленно наклонять её точно до того момента, когда брусок начнёт движения. Затем измерить угол наклона доски и построить проекцию, силу тяжести в направлениях, параллельном и перпендикулярном доске. Отношение этих проекций и будет искомым коэффициентом.)

1. Итоги урока

В ходе лабораторной работы мы научились измерять опытным путем коэффициент трения скольжения.

Приложение 1

Оценка погрешностей прямых измерений методом цены деления

Несовершенство школьных измерительных приборов приводит к тому, что повторные измерения дают один и тот же результат. Например, мерной лентой измеряют длину желоба, и во всех трех измерениях получается результат 62 см.

В таком случае:

1. достаточно трех повторных измерений;

2. приближенное значение измеряемой величины

равно любому из трех значений.

1. абсолютную погрешность определяют равной цене деления шкалы прибора Δ = 1 см. Ответ измерения следует представить в виде = (62 ± 1) см.

infourok.ru

Лабораторная работа «Определение коэффициента трения скольжения»

Методические указания по проведению лабораторной работы «Определение коэффициента трения скольжения »

Автор: Мокрова Ирина Иннокентьевна

ГБПОУ Московский технологический колледж.

Предисловие

Методические указания по проведению лабораторных работ по физике предназначены для студентов 1 курса технических специальностей среднего профессионального образования.

Цель методических указаний – оказание помощи студентам при подготовке и выполнении лабораторных работ по физике.

В пособии представлены подробные описания лабораторных работ, включающих в себя

а) теоретический материал по изучаемой теме;

б) перечень лабораторного оборудования;

в) описание лабораторной установки ;

г) основное задание по измерению той или иной физической величины;

д) расчетные формулы;

е) таблица результатов измерений и вычислений;

ж) способы обработки результатов измерений. Определение абсолютной и относительной погрешностей.

В каждой лабораторной работе есть дополнительные задания частично-поискового и поискового характера, необходимые для развития самостоятельности мышления, формирования умений решать нестандартные, изобретательские задачи.

Для выполнения дополнительного задания №1 частично — поискового характера обучающимся предложена тема и цель лабораторной работы, необходимое для выполнения лабораторное оборудование, Обучающиеся самостоятельно предлагают способы выполнения работы, пользуются различными источниками, специальной литературой, справочными пособиями.

Для выполнения дополнительного задания №2 поискового характера обучающиеся должны решить новую для них проблему, опираясь на имеющиеся у них теоретические знания.

.

Основные требования по выполнению лабораторных работ

Правила выполнения лабораторных работ

1. Лабораторные работы по физике выполняются по группам, в которую входят 2-3 студента. Группы назначаются преподавателем на весь учебный год и могут изменяться в исключительных случаях ( выбытие студента из учебного заведения, длительное отсутствие по уважительным причинам и др)

2. Необходимо строгое выполнение всего объема домашней подготовки, указанных в описаниях соответствующих лабораторных работ

3. Выполнение каждой лабораторной работы предшествует проверка готовности студента, которая производится преподавателем в форме собеседования или письменного опроса по вопросам, приведенных в описании работы.

4. После выполнения лабораторной работы студент должен представить отчет о проделанной работе с обсуждением полученных результатов и выводов.

5. При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать правила техники безопасности работы с физическим оборудованием.

Правила техники безопасности

1.Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя.

2. Не приступайте к выполнению работы без разрешения преподавателя .

3. Размещайте приборы, материалы, оборудование на своем рабочем месте таким образом, чтобы исключить их падение или опрокидывание.

4. При работе с приборами из стекла соблюдайте особую осторожность. При выполнении лабораторных работ нельзя использовать разбитые стеклянные трубки, трубки с трещинами Для предотвращения падения стеклянные сосуды (пробирки, колбы) при проведении опытов осторожно закрепляйте в лапке штатива. Осколки стекла нельзя собирать со стола руками. Для этого нужно использовать щетку и совок.

5. При проведении опытов не допускайте предельных нагрузок измерительных приборов.

6. При сборке экспериментальных установок используйте провода (с наконечниками и предохранительными чехлами) с прочной изоляцией без видимых повреждений.
7. Источник тока и электрической цепи подключайте в последнюю очередь.

8. Собранную цепь включайте только после проверки и с разрешения преподавателя. Проверяйте наличие напряжения на источниках питания или других частях электроустановки с помощью прибора для измерения напряжения.

9. Не прикасайтесь к находящимся под напряжением элементам цепей, лишенным изоляции. Не производите присоединения в цепях до отключении источника электропитания.

10. Следите, чтобы изоляция проводов была исправна, а на концах проводов были наконечники. При сборке электрической цепи провода располагайте аккуратно, а наконечники плотно соединяйте с клеммами.

11. Выполняйте измерения и наблюдения, соблюдая осторожность, чтобы случайно не прикоснуться к оголенным проводам (токоведущим частям, находящимся под напряжением).

12. Не прикасайтесь к конденсаторам, даже после отключения электрической цепи от источника питания, их сначала нужно разрядить. По окончании работы отключите источник питания, после чего разберите электрическую цепь.

13. Обнаружив неисправность в электрических установках, находящихся под напряжением, немедленно отключите источник тока и сообщите об этом учителю.

14. По окончании работы отключите источник электропитания, после чего разберите электрическую цепь.

15.Не уходите с рабочего места без разрешения преподавателя.

Определение погрешностей измерений

Выполнение лабораторных работ связано с измерением различных физических величин и последующей обработкой их результатов.
Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью средств измерений. Прямое измерение — определение значений физической величины непосредственно средствами измерения.
Косвенное измерение — определение значения физической величины по формуле, связывающей ее с другими физическими величинами, определяемыми прямыми измерениями. Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Допустим, что I (сила тока) — физическая величина.

I_пр — приближенное значение физической величины, т. е. значение, полученное путем прямых или косвенных измерений.
I_ист.— истинное (действительное ) значение измеряемой величины.

Абсолютная погрешность ΔI —  это разность между измеренным I _пр и истинным I_ист значениями измеряемой величины. Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины:   

ΔI = I _пр — I_ист

Относительная погрешность  ε — это отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины.

ε= ΔI/ Iист *100%
Инструментальные (приборные или аппаратурные ) погрешности обусловлены погрешностями применяемых средств измерений и занесены в паспорт прибора. Эти погрешности обусловлены конструктивными и технологическими недостатками средств измерений, а также следствием их износа, старения или  неисправности.

Таблица 1. Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений. Линейка

ученическая

чертёжная

инструментальная (стальная)

демонстрационная

До 50 см

До 50 см

20 см

100 см

1мм

1мм

1мм

1см

±1мм

±0,2мм

±0.1мм

±0.5см

2

Лента измерительная

150 см

0,5 см

±0,5 см

3

Измерительный цилиндр

До 250 мм

1 мл

±1 мл

4

Штангенциркуль

150 мм

0,1 мм

±0,05 мм

5

Микрометр

25 мм

0,01 мм

±0,005 мм

6

Динамометр учебный

4 Н

0,1

±0,05 Н

7

Весы учебные

200 г

—

±0,01 г

8

Секундомер

0—30 мин

0,2 с

±1 с за 30 мин

9

Барометр-анероид

720-780 мм

1 ммрт. ст.

±3 мм рт. ст.

10

Термометр лабораторный

0—100 °С

1 °С

±1°С

11

Амперметр школьный

2 А

0,1 А

±0,05 А

12

Вольтметр школьный

6 В

0,2 В

±0,15 В

ΔА_и— абсолютная инструментальная погрешность, определяемая конструкцией прибора (погрешность средств измерения; см. табл. 1.)
ΔА_о— абсолютная погрешность отсчета (получающаяся от недостаточно точного отсчета показаний средств измерения), она равна в большинстве случаев половине цены деления; при измерении времени — цене делении секундомера или часов.

Максимальная абсолютная погрешность прямых измерений складывается из абсолютной инструментальной погрешности и абсолютной погрешностиотсчета при отсутствии других погрешностей:

ΔА=ΔАи+ΔАо

Абсолютная погрешность косвенных измерений
∆А_косв=ε_А*А_пр(e-выражается десятичной дробью)

 Ответ записывается в форме:         А = А_пр ±  ΔА_косв

Таблица 2. Относительная погрешность косвенных измерений.
       

Вид формулы физической величины

Формула относительной погрешности

1.

Х=А+В+С

2.

Х=А-В

3.

Х=А*В*С

4.

Х = Аⁿ

(Х = ВС²)

 = ΔB/B + 2ΔC/C

5.

Х=А/В

6.

Х=    

Х = B

+

 ПРИМЕР :

Лабораторная работа №1.    Вычислим погрешность измерения коэффициента трения , измеренного с помощью динамометра. 

Вес бруска с грузами Р = N=1,8 Н. F_тр=0,6 Н, μ_пр=0,33.

Инструментальная погрешность динамометра ( таблица 1) Δ _и  =0,05Н, Погрешность отсчета — половина цены деления(таблица 1) Δ _о = 0,05Н  .

Абсолютная погрешность прямых измерений рассчитывается по формуле :

ΔА=ΔАи+ΔА₀

 Абсолютная погрешность измерения веса и силы трения ∆А= 0,05Н+0,05Н = 0,1 Н.(Измерения были проведены одним прибором-динамометром)

Относительная погрешность измерения (в таблице 5-я строчка)

 .

Абсолютная погрешность косвенного измерения ∆ μ =ε _μ * μ _пр ∆ μ  = 0,22*0,33=0,074 Ответ:  

Оценка лабораторных работ

Оценка «5» ставится в том случае, если обучающийся:
а) выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;
б) в представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления и сделал выводы;
в) полностью выполнил анализ погрешностей;

г) соблюдал требования безопасности труда.

Оценка «4» ставится в том случае, если выполнены требования к оценке «5», но допущены недочеты или негрубые ошибки.

Оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью или если

а) в ходе проведения опыта и измерений были допущены ошибки, приводящие к получению результатов с большей погрешностью,
б) не выполнен совсем или выполнен неверно анализ погрешностей.
Оценка «2» ставится в том случае, если
работа выполнена не полностью и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов.

В тех случаях, когда обучающийся показал оригинальный и наиболее рациональный подход к выполнению дополнительного задания, но не избежал тех или иных недостатков, оценка за выполнение работы по усмотрению преподавателя может быть повышена по сравнению с указанными выше нормами.

Лабораторная работа №1

Тема: «Определение коэффициента трения скольжения».

Цель работы: Изучить особенности силы трения, вычислить коэффициент трения скольжения.

Оборудование, средства измерения :

1. деревянная линейка,

2. деревянный брусок

3. динамометр

4. набор грузов

.

Теоретическое обоснование:

Коэффициент пропорциональности μ называют коэффициентом трения скольжения. Существуют сила трения покоя, сила трения скольжения, качения, сила жидкого и воздушного трения.

Весом тела называют силу, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес. В соответствии с третьим законом Ньютона вес тела P равен по модулю силе реакции опоры и направленной в противоположную сторону: (рис3).

Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3

Это соотношение выражает экспериментально установленный закон Гука. Коэффициент k называется жесткостью тела. В системе СИ жесткость измеряется в н/м.

Измерить силу трения можно с помощью динамометра, который под действием внешней силы может перемещаться по горизонтально расположенной плоскости (линейке). При равномерном движении согласно первому закону ньютона равнодействующая сил, действующих на тело рано нулю. Это означает, что сила трения скольжения уравновешивает силу упругости пружины динамометра и может быть измерена динамометром. F_тр =F_упр .

Контрольные вопросы:

Что называется силой трения?

2.

Какова причина возникновения силы трения?

3.

Какие существуют виды силы трения?

4.

По какой формуле можно рассчитать силу трения скольжения?

5.

Запишите формулу для определения коэффициента трения

6.

Что называется весом тела?

7.

Напишите основную формулу для определения веса тела

8.

Почему при измерении силы трения необходимо придерживаться равномерного движения бруска?

9.

Приведите примеры практического использования силы трения в технических системах автомобиля.

10.

Предложите способы увеличения или уменьшения силы трения скольжения.

Порядок выполнения работы.

Подвесьте деревянный плоский брусок к динамометру и определите его вес вместе с одним из грузов.

Запишите показания динамометра в таблицу 3.

Измените вес тела, добавляя грузы массой 100г (2 и 3 шт.). Для каждого случая измерьте вес тела. Запишите значения веса тел для каждого случая в таблицу 3 (1 и 4 столбец таблицы)

2.

Равномерно тяните брусок вдоль горизонтально расположенной плоскости (линейки). Определите значение силы упругости, действующей на брусок. Запишите показания динамометра в таблицу 3, учитывая, что : Fупр =Fтр.

3.Увеличивайте количество грузов на бруске до 3=х, измерьте силу упругости в каждом случае и занесите показания динамометра в таблицу 3 (столбцы 2и 3).

3

3.Увеличивайте количество грузов на бруске до 3-х, измерьте силу упругости в каждом случае и занесите показания динамометра в таблицу 3 (столбцы 2и 3).

4.

Вычислите коэффициент трения по формуле

где N = P

А) Коэффициент трения в первом опыте μ1==

Б) Коэффициент трения во втором опыте μ2==

В) Коэффициент трения в третьем опыте μ3 ==

Г) Среднее значение коэффициента трения μ ср = μ1 + μ2+ μ3 =

3

Занесите вычисленные значения коэффициентов трения в таблицу 3 (столбцы 5и 6)

6.

Заполните таблицу 3

Таблица 3

Вес тела

Р ,Н

Коэффициент трения

μ

Среднее значение коэффициента трения μ_ср= μ_пр

1

2

3

4

5

6

1.

2.

3.

Определите абсолютную погрешность прямых измерений силы трения и веса тела с помощью динамометра (таблица 1)

ΔА=ΔАи+ΔА₀

_{___________________________________}

8.

Определите относительную погрешность измерения коэффициента трения (таблица 2)

_____________________

9.

Вычислите абсолютную погрешность косвенных измерения коэффициента трения

∆ μ =∆ А*

______________________

10.

Запишите окончательный результат в виде:

μ= μ_пр.+∆ μ

_____________________

Вывод:

____________________________________________________________________________________________________________________________________
Дополнительное задание №1. Проведите дополнительные эксперименты, доказывающие, что сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей. Составьте план экспериментальных действий и опишите полученные результаты

Дополнительное задание №2. Определите коэффициент трения

скольжения различных тел (деревянного и металлического брусков) с

использованием наклонной плоскости.

  Отчет может быть представлен в виде описания полученных результатов и таблицы, в которую должны войти физические величины, измеренные в ходе эксперимента и физические величины , вычисленные в ходе проведения лабораторной работы.

infourok.ru

Лабораторная работа «Измерение коэффициента трения скольжения различными способами». 10 класс, профиль

Формат оформления работы достаточно сложен, так как содержит текстовую и графическую части, поэтому полную версию шаблона — методического пособия для выполнения лабораторной работы представила в формате PDF-файла.

10 класс_профиль

Лабораторная работа № 3 «Измерение коэффициента трения скольжения»

Проводится Инструктаж по технике безопасности при выполнении работы. (1 мин)

Цель: Сравнить результаты расчетов величин коэффициента трения скольжения, полученных при выполнении лабораторной работы различными способами.

Оборудование: брусок деревянный, динамометр лабораторный, грузы известной массы, деревянная рейка (линейка) — наклонная плоскость.

Повторим теорию: [1]

(записываем определения, отвечаем на вопросы. Курсивом – ожидаемые ответы)

1. Коэффициент трения скольжения — (коэффициент пропорциональности между величинами силы нормального давления тела на опору и силы трения)

2. Как определить силу нормального давления бруска для лабораторной работы? – (для этого необходимо определить вес бруска, используя динамометр)

3. Формула для вычисления коэффициента трения скольжения: ( )

4. Единица измерения коэффициента трения скольжения – (безразмерная)

5. Изобразите на наклонной плоскости брусок, укажите все силы, действующие на него, величины, необходимые для расчета коэффициента трения скольжения в лабораторной работе.

6. Можно ли, используя предложенный график, определить μ? Если «да», то он равен: ____

Ход работы:

Часть 1. Расчет коэффициента трения скольжения при движении тела по горизонтальной плоскости.

Схема выполнения первого варианта работы – на рисунке.

1. Прикрепив крючок динамометра к бруску, определите величину силы тяги при равномерном движении бруска по горизонтальной поверхности.

2. Повторите опыт, поочередно нагружая брусок грузами (одним, двумя, тремя).

3. Результаты измерений занесите в таблицу:

Опыт	Наименование	Сила тяги, F, Н	Σ вес тел, Р, Н	Коэффициент трения, μ
1	Брусок
2	Брусок + 1 груз
3	Брусок + 2 груза
4	Брусок + 3 груза

4. По результатам опытов постройте график, в котором значение μ соответствует рассчитанному значению коэффициента трения скольжения.

5. *Предложите собственные способы измерения других видов силы трения в условиях лабораторной работы. Какое оборудование дополнительно для этого вам понадобится?

Часть 2. Расчет коэффициента трения скольжения при движении тела по наклонной плоскости.

Примерная схема выполнения этого варианта работы (базовый уровень) – на рисунке (в PDF-файле).

Можно выполнить эту часть работы без использования такого измерительного инструмента, как динамометр. Для этого:

1. На краю рабочей поверхности – небольшой ширины деревянной рейки (линейки) помещаем брусок и неспешно приподнимаем второй конец рейки до тех пор, пока брусок не начнет соскальзывать, двигаясь равномерно, по поверхности.

2. Необходимо в этот момент зафиксировать положение рейки (линейки) для того, чтобы измерить высоту подъема его края над горизонтальной поверхностью.

3. Оцените угол подъема плоскости, по которой равномерно скользит брусок, над горизонтальной поверхностью. (Подумайте, как это сделать!)

4. *Используя рисунок, выполненный вами к заданию 5 (повторим теорию), запишите в проекциях на оси ОХ и ОУ (на основе законов Ньютона) уравнения равномерного движения бруска.

5. Решая эти уравнения, определите величину коэффициента трения скольжения деревянного бруска по наклонной плоскости. [2]

6. *Составьте и решите задачу, используя значения, полученные в лабораторной работе, вычисляя коэффициент трения при скольжении деревянного бруска по рейке.

Часть 3. Оценка погрешностей измерения

Оценка абсолютной погрешности измерения коэффициента трения (по результатам 1 части)

Выберите удобный для себя способ расчета значения коэффициента (1.1. или 1.2.):

1. Используя данные графика, построенного по результатам измерения части 1 (п.5), определите значение μ как тангенс угла наклона прямой (графика) к оси абсцисс.

2. Для вычисления значения μ можно выбрать произвольную точку с удобными координатами, и вычислить значение коэффициента как соотношение:

3. Минимальное значение коэффициента трения скольжения можно рассчитать, если через экспериментально полученную точку и начало координат провести прямую линию, расположенную под наименьшим углом к горизонтали. Тогда μmin = tg αmin;

4. Результат вычислений с учетом погрешности запишите в виде: μ ± Δμ = ______

Оценка относительной погрешности измерения коэффициента трения (по результатам 2 части)

1. Длина рейки, используемой в части 2, l =_______ (м), принимая Δl = ____ (м)

2. Высота подъема края рейки (линейки) при равномерном скольжении бруска по ней: . h =_____ (м), принимая Δh = ______ (м)

3. Значение коэффициента μ можно рассчитать по формуле: μ =

4. Тогда относительная погрешность косвенных измерений коэффициента трения скольжения:

ɛ = = + ; ɛ =________

5. Тогда абсолютная погрешность измерения коэффициента трения: Δμ = μ∙ɛ = ______

6. Окончательный результат запишем в виде: μ ± Δμ = ______

Сравнивая значения μ, полученные в различных опытах, сделайте и запишите ВЫВОД: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Источники информации

1. Касьянов Физика-10. Углубленный уровень. Дрофа, 2016,

2. http://ru.solverbook.com/question/ot-chego-zavisit-koefficient-treniya

Лабораторная работа «Измерение силы трения скольжения» 10кл.
PDF / 476.18 Кб

xn--j1ahfl.xn--p1ai

Презентация и конспект урока — лабораторной работы № 1 Измерение коэффициента трения скольжения, 10 класс

Лабораторная работа по теме «Измерение коэффициента трения скольжения»

10 класс, УМК В.А.Касьянов

Подготовил: Шарапов Рамиль Раилович, учитель физики 
МБОУ СОШ с углубленным изучением отдельных предметов 
№ 2 г. Туймазы МР Туймазинский район Республики Башкортостан

Цель: Развитие практических навыков.

Задачи: 
Образовательная: научить анализировать и обобщать результаты полученные опытным путем с теоретическими данными.
Развивающая: развивать у учащихся практические навыки.
Воспитательная: воспитание внимательности, аккуратности, умения работать в паре.

Оборудование: мультимедийное оборудование, презентация, линейка ученическая и карандаш, динамометр, набор грузов, трибометр (направляющая рейка).

Ход урока.

1.Организационный момент.

2. Сообщение темы. Целевая установка. 

Лабораторная работа № 1. «Измерение коэффициента трения скольжения»

Цель работы:

Научиться определять коэффициент трения скольжения дерева по дереву.

Оборудование:

1. Линейка ученическая и карандаш.

2. Динамометр.

3. Набор грузов.

4. Трибометр (направляющая рейка).

Ход работы.

1. Положить деревянный брусок на горизонтально расположенный трибометр.

2. Потянуть динамометром брусок с одним грузом, по возможности равномерно и снять показания динамометра. Это будет сила тяги ( равная силе трения).

1. Затем повторить опыт, нагрузив брусок, двумя и тремя грузами.

1. Определить вес бруска с одним грузом, он будет равен силе нормального давления.

2. Затем повторить опыт, подвешивая два и три груза.

1. Вычислить значение коэффициента трения для каждого опыта по формуле:

1. Данные занести в таблицу.

   Вес тела Р, Н

   Сила трения, F_тр, Н

   Коэффициент трения , μ

   С одним грузом

   С двумя грузами

   С тремя грузами

2. Для полученных значений, построить график зависимости силы трения от веса тела.

1. Затем на графике взять любую точку и для нее вычислить среднее значение коэффициента трения

1. Определить максимальную погрешность Δ μ (т.е. для первого опыта) по формуле

Погрешность измерения веса тела и силы трения равны, ΔР = ΔF=0,05 Н.

Значение μ определить из первого опыта.

1. Запишем окончательный результат в виде:

1. Сравнить табличное значение коэффициента трения дерева по дереву μ = 0,5 с полученным результатом и сделать соответствующий вывод.

infourok.ru

Лабораторная работа по теме «Измерение коэффициента трения скольжения»

Лабораторная работа

Тема: Измерение коэффициента трения скольжения

Цель работы: определить коэффициент трения скольжения и его зависимость от свойств поверхности.

Оборудование: доска, два разных бруска, различающиеся по гладкости поверхностей, лист плотной бумаги, штатив, линейка.

Таким образом, измерив угол, при котором тело начинает скользить по наклонной плоскости, мы можем определить коэффициент трения.

Таблица:

Найдите ошибку каждого из опытов – разность между μ_ср и значениями μ, полученными в разных опытах.

Записать результат измерений в виде:

Сделайте вывод.

infourok.ru

No related posts.