Tóm Tắt bài Thực hành Xác định hệ số ma sát

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. BÀI 16 THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT A B Hình 1- Đo hệ số ma sát trên mặt phẳng nghiêng.
2. I. Mục đích thí nghiệm: Vận dụng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát tác dụng vào một vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. Đo hệ số ma sát nghỉ cực đại, hệ số ma sát trượt, so sánh các giá trị thu được từ thực nghiệm. II. Cơ sở lý thuyết Phương pháp động lực học 1. Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, với góc nghiêng α so với mặt nằm ngang. Khi α nhỏ , vật vẫn nằm yên trên P, không chuyển động. Tăng dần độ nghiêng, khi α đạt giá trị α0 nào đó vật bắt đầu chuyển động trượt xuống với gia tốc a nào đó . Đại lượng : µ0 = tg α0 (1) có giá trị bằng hệ số ma sát nghỉ cực đại. 2. Khi α ≥ α0 , vật trượt nhanh dần đều với gia tốc a, độ lớn của a chỉ phụ thuộc góc nghiêng α và hệ số µt - gọi là hệ số ma sát trượt : a = g ( sina - µt cosa ) (2)
3. Thực nghiệm cho thấy, trong hầu hết các trường hợp àt < µ0. Bằng cách đo a và α ta xác định được hệ số ma sát trượt a = g(sinα - µt cosα) a µt = tan α − g cos α Gia tốc a xác định theo hệ thức : a = 2s/t2 , trong đó quãng đường s đo bằng thước mm, thời gian t đo bằng đồng hồ đo thời gian hiện số điều khiển bằng công tắc và cổng quang điện. Góc nghiêng α có thể đọc ngay trên thước đo góc có quả dọi, gắn vào mặt phẳng nghiêng.
4. III . DỤNG CỤ CẦN THIẾT 1. Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả rọi. 2. Nam châm điện gắn ở một đầu mặt phẳng nghiêng, có hộp công tắc đóng ngắt để giữ và thả vật. 3. Giá đỡ mặt phẳng nghiêng có thể thay đổi độ cao điểm kê nhờ khớp nối . 4. Trụ kim loại (thép) đường kính 3cm, cao 3cm. 5. Máy đo thời gian có cổng quang điện E. 6. Thước thẳng 600-800 mm. 7. Ke 3 chiều để xác định vị trí vật.
5. IV. LẮP RÁP THÍ NGHIỆM 1. Đặt máng nghiêng có lắp nam châm điện N và cổng quang điện E lên giá đỡ. Nam châm điện N được lắp ở đầu A của máng nghiêng, nối qua hộp công tắc, và cắm vào ổ A của đồng hồ đo thời gian nhờ một phích cắm có 5 chân. Nếu đồng hồ đo thời gian được bật điện, ổ A sẽ cấp điện cho nam châm hoạt động. Cổng quang điện E nối vào ổ B của đồng hồ đo thời gian. Hạ thấp khớp nối để giảm góc nghiêng α, sao cho khi đặt mặt đáy trụ thép lên máng, trụ không thể tự trượt. Điều chỉnh thăng bằng cho máng nghiêng nhờ các chân vít của giá đỡ, sao cho dây rọi song song với mặt phẳng thước đo góc.
6. V. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM. a. Đo hệ số ma sát nghỉ cực đại. Đặt mặt đáy trụ thép lên mặt phẳng nghiêng. Tăng dần góc nghiêng a bằng cách đẩy từ từ đầu B của nó, để máng nghiêng trượt trên thanh ngang của giá đỡ. Chú ý giữ chắc giá đỡ. Khi vật bắt đầu trượt thì dừng lại, đọc và ghi giá trị α0 vào bảng 1. Lặp lại thí nghiệm 5 lần và ghi các giá trị đo được vào bảng 1.
7. V. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM. b. Đo hệ số ma sát trượt. Đưa khớp nối lên vị trí cao để tạo góc nghiêng α > α0 . Đọc giá trị α , ghi vào bảng 1. Đồng hồ đo thời gian làm việc ở MODE A↔ B, thang đo 9,999s. Nhấn khoá K để bật điện cho đồng hồ. Xác định vị trí ban đầu s0 của trụ thép : Đặt vật trụ kim loại lên đầu A của máng nghiêng, sát với nam châm, mặt đáy tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng. Dùng miếng ke áp sát mặt nghiêng, đẩy ke đến vị trí chạm vào trụ kim loại, để xác định vị trí đầu s0 của trụ trên thước đo. Ghi giá trị s0 vào bảng 1. Nới lỏng vít để dịch chuyển cổng quang điện E đến vị trí cách s0 một khoảng s = 400mm, rồi vặn chặt vít, cố định vị trí cổng E trên máng nghiêng.
8. Nhấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0000. ấn nút trên hộp công tắc để thả cho vật trượt, rồi nhả nhanh trước khi vật đến cổng E. Đọc và ghi thời gian trượt t vào bảng 1. Đặt lại trụ kim loại vào vị trí s0 và lặp lại 5 lần phép đo thời gian t . Kết thúc thí nghiệm : Tắt điện đồng hồ đo thời gian. Chú ý : Hệ số ma sát phụ thuộc nhiều vào trạng thái bề mặt tiếp xúc giữa các vật ( bụi bậm, ẩm ướt, các vật bám dính trên mặt....). Vì vậy cần lau sạch các bề mặt tiếp xúc của máng nghiêng, vật trượt trước khi thực hiện phép đo.
9. 0 α α(rad) tanα cos α s 20 0.349 0.364 0.94 0.6 n t a = 2s/t 2 µt =tanα-a/gcos α ∆ µt 1 1.014 1.167 0.237 0.004 2 1.02 1.153 0.239 0.002 3 1.043 1.103 0.244 0.003 4 1.038 1.114 0.243 0.002 5 1.044 1.101 0.241 0.003 TB 1.032 1.128 0.241 0.003

Page 2

YOMEDIA

Đây là bài giảng Thực hành: Xác định hệ số ma sát giáo viên cần truyền đạt cho học sinh lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã chọn. Biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm. Biết cách tính toán và viết đúng kết quả phép đo.

17-03-2014 569 47

Download

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved.

• Chuẩn bị thực hành và tiến hành thí nghiệm
• Viết báo cáo thực hành
• Trả lời câu hỏi SGK trang 92

• Vận dụng phương pháp động lực học để nghien cứu lực ma sát tác dụng vào một vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.
• Xác định hệ số ma sát trượt, so sánh giá trị thu được từ thực nghiệm với số liệu cho trong bảng 13.1 (Sách giáo khoa vật lý 10)

• Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, góc nghiêng α.
• Khi góc nghiêng α lớn, vật chuyển động trượt xuống dốc với gia tốc a:
• Độ lớn gia tốc a chỉ phụ thuộc góc nghiêng α và hệ số μt hệ số ma sát trượt:

a = g.(sinα – μt.cosα) 

• Bằng cách đo a và α ta xác định được hệ số ma sát trượt μt

$\mu _{t}=tan\alpha -\frac{a}{gcos\alpha }$ trong đó a = $\frac{2s}{t^{2}}$

III. Dụng cu thí nghiệm

Chuẩn bị các dụng cụ:

1. Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả dọi.
2. Nam châm điện gắn ở đầu H của mặt phẳng nghiêng, có hộp công tăc đóng ngắt để giữ và thả trượt vật.
3. Giá đỡ mặt phẳng nghiêng.
4. Trụ kim loại dường kính 3cm, cao 3 cm
5. Máy đo thời gian có cổng quang điện E.
6. Thước thẳng 800mm
7. Một eke vuông ba chiều

IV. Lắp ráp thí nghiệm

• Đặt máng nghiêng có lắp nam châm điện và cổng quang điện E lên giá đỡ.
• Nam châm điện N lắp với đầu H của máng nghiêng, nối qua hộp công tắc và cắm vào ổ A của đồng hồ đo thời gian nhờ một phích cắm có 5 chân. Cổng quang điện E nối vào ổ B của đồng hồ đo thời gian.
• Hạ thấp khớp nối để giảm góc nghiêng α sao cho khi đặt mặt đáy trụ thép lên máng, trụ không thể trượt xuống.
• Điều chỉnh thăng bằng của máng nghiêng sao cho dây dọi song song với mặt phẳng của thước đo góc.

V. Trình tự thí nghiệm

1. Xác định góc nghiêng giới hạn α0 để vật bắt đầu trượt trên mặt phẳng nghiêng 

• Đặt mặt trụ thép lên mặt phẳng nghiêng. Tăng dần góc nghiêng α
• Khi vật bắt đầu trượt thì dừng. Đọc và ghi giá trị α0 vào bảng 16.1

2. Đo hệ số ma sát trượt

• Đưa khớp nối lên vị trí cao hơn để tạo góc nghiêng α > α0. Đọc giá trị α , ghi vào băng 16.1.
• Bật khóa K để đưa điện vào đồng hồ đo thời gian hiện số.
• Xác định vị trí ban đầu s0 của trụ thép. Ghi giá trị s0 vào bảng 16.1
• Dịch chuyển cổng quang điện E đến vị trí các  s0 một khoảng s = 400m. Nhấn nút RESET của đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000.
• Ấn nút trên hộp công tắc để thả cho vật trượt, rồi nhả nhanh trước khi vật đến cổng E. Đọc và ghi thời gian trượt t vào bảng 16.1.
• Đặt lại trụ thép vào vị trí  s0  và lặp lại thêm 4 lần phép đo thời gian t.
• Kết thúc thí nghiệm: Tắt đồng hồ đo thời gian.

B. Báo cáo thực hành

1. Trả lời câu hỏi

Lực ma sát xuất hiện khi nào ? Kể tên các loại lực ma sát và viết công thức tính hệ số ma sát trượt ? Phương pháp xác định hệ số ma sát trượt dùng mặt phẳng nghiêng?

Hướng dẫn:

• Lực ma sát xuất hiện trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật đang trượt trên một bề mặt.
• Các loại lực ma sát gồm có: ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ.
• Công thức tính hệ số ma sát trượt:

$\mu _{t}=tan\alpha -\frac{a}{gcos\alpha }$

• Cách xác định hệ số ma sát trượt dùng mặt phẳng nghiêng là:
• Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, với góc nghiêng α so với mặt nằm ngang. Khi α nhỏ, vật vẫn nằm yên trên P, không chuyển động. Khi ta tăng dần độ nghiêng α ≥ α0, vật chuyển động trượt xuống dưới với gia tốc a. Độ lớn của a chỉ phụ thuộc góc nghiêng α và hệ số μt - gọi là hệ số ma sát trượt:
• Bằng cách đo a và α ta xác định được hệ số ma sát trượt μt:

$\mu _{t}=tan\alpha -\frac{a}{gcos\alpha }$

2. Kết quả thực hành

Bảng 16.1. Xác định hệ số ma sát trượt

a,

b, Kết quả xác định hệ số ma sát trượt:

$\mu _{t}=\overline{\mu _{t}}+\overline{\Delta \mu _{t}}=0,241\pm 0,003$

C. Trả lời câu hỏi SGK trang 92

1. So sánh giá trị hệ số ma sát trượt xác định được bằng thực nghiệm và hệ số ma sát trượt cho ở bảng 13.1 (sách giáo khoa vật lý 10?

Hướng dẫn: 

So sánh hệ số ma sát trượt đã tính được với hệ số ma sát trượt trong bảng 13.1

2. Trong phép đo này, khi tính sai số phép đo μt đã bỏ qua những sai số nào?

Hướng dẫn: 

Trong phép đo này, khi tính sai số phép đo μt đã bỏ qua sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống.

Từ khóa tìm kiếm: Giải sách giáo khoa vật lý 10, thực hành Xác định hệ số ma sát, báo cáo thực hành Xác định hệ số ma sát, giải bài báo cáo thực hành Xác định hệ số ma sát sgk vật lý 10 trang 89