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:

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