对摩擦力的再研究r——最大静摩擦力与滑动摩擦力的相互关系

对摩擦力的再研究 ——最大静摩擦力与滑动摩擦力的相互

关系

袁菁 徐欣锦

【期刊名称】中学课程辅导（教学研究）

【年(卷),期】2016(010)023

【总页数】1

根据教学人教版高一物理必修 1 第 57 页“摩擦力”一节，物体所受的滑动摩擦力与正压力成正比，比例系数叫滑动摩擦因数。另外一种摩擦力为静摩擦力，且最大静摩擦力也与正压力成正比，比例系数叫最大静摩擦因素。

一、问题提出

在日常教学中，教师只是告诉学生，滑动摩擦力会略小于最大静摩擦力。解题时如果不知道最大静摩擦力的大小就通常用滑动摩擦力与其近似相等来处理。但实际上这两种摩擦力的差是确实存在的。根据其他学者[1]的研究，滑动摩擦因素与最大静摩擦因素并不相等。究竟这个差的大小受什么因素的影响，差值与两种摩擦力本身是否有关？为了解决这个问题，笔者进行了如下的实验设计。

二、方案设计

为了实验结论的普适性，笔者选用多种材料作为接触面进行研究，分别为塑料与木板、纸板、绒布之间。同时在本实验中，笔者选用力传感器，以便精准的测量摩擦力的变化。感器测量，如图1所示。但做实验对比时又发现，拉动木板速度较大时，对最大静摩擦力的数值影响大。原因是力传感器与木块相连的绳子一开始必须是松的，绳子绷紧时瞬间的冲量[2]会影响最大静摩擦力的读数，这就要求拉动木板的速度越小越好。

三、实验探究

研究问题：在同一情况下，物体所受的最大静摩擦力与滑动摩擦力的差的大小与什么有关；

1.猜想：最大静摩擦力与滑动摩擦力的差值随着滑动摩擦力(最大静摩擦力)增大而增大，而因为

f=μFN，所以两者差值与正压力和接触面的粗糙程度有关；

2.实验探究

(1)实验器材：装满砝码的塑料盒，长木板，50g砝码，细绳，毛巾，纸板

力传感计，电脑(装有Logger Pro软件)；

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