理論力學(xué)摩擦實(shí)驗(yàn)報(bào)告

理論力學(xué)摩擦實(shí)驗(yàn)報(bào)告劉源(1152844)理論力學(xué)摩擦實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：劉源學(xué)號：1152844時(shí)間：2012年10月11日星期四晚6:30——8:00摩擦現(xiàn)象在日常生活和工程中普遍存在，摩擦力的存在既有不利的方面，如阻礙物體運(yùn)動(dòng)，消耗能量，并磨損機(jī)件等；也能為人們所利用，如利用摩擦力傳動(dòng)和制動(dòng)等。所以研究摩擦力的性質(zhì)就顯得尤為重要，我們知道摩擦力與接觸面的正壓力成正比，這個(gè)系數(shù)就是摩擦因數(shù)，而且在滑動(dòng)摩擦和靜摩擦兩種情況下的值不相同。由于多數(shù)情況下，正壓力、摩擦力、物體所受拉力三力不匯交，于是就有物體先滑動(dòng)還是先翻到的差別。所以我們本學(xué)期就在理論力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，加入的對摩擦性質(zhì)的研究實(shí)驗(yàn)。我們在10月11日晚上對靜摩擦因數(shù)、動(dòng)摩擦因數(shù)和物塊的滑動(dòng)和翻到等三項(xiàng)進(jìn)行了研究。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測量木與鐵之間的靜摩擦因數(shù)s。2.測量木與鐵之間的靜摩擦因數(shù)d。3.分別測量并驗(yàn)證木滑塊在一定傾角的鐵質(zhì)滑道在上保持平衡時(shí)所加力的范圍。二、原理摘要1.靜摩擦因數(shù)的推導(dǎo)當(dāng)滑道傾角為時(shí)，若物塊恰好不滑下，則此時(shí)Fx=0：mgsin-=0Fy=0：N-mgcos=0又因?yàn)?Ns得s=tan2.動(dòng)摩擦因數(shù)的推導(dǎo)x方向：mgsin=+may方向：N=mgcos且=Nd解出動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算公式為：d=tan3.物塊在斜坡上的受力分析（1）上翻情況：以滑塊的右下角為矩心,由于此時(shí)支持反力和摩擦力通過矩心，可列出物塊的力矩平衡方程：P得F（2）下滑情況：將物塊所受的力分解到x和y兩個(gè)方向。Fx=0：PFy=0：mg又因?yàn)槟Σ炼桑喝?、儀器和裝置1.MC50摩擦實(shí)驗(yàn)裝置（包含光電門和加速度顯示屏）2.滑動(dòng)摩擦小車（包括遮光板）3.定滑輪4.實(shí)驗(yàn)物塊（用于翻到和滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)）5.砝碼托盤和砝碼四、內(nèi)容步驟1.靜摩擦因數(shù)的測量滑塊木質(zhì)的一面接觸鐵質(zhì)滑道，緩慢增大滑道的傾角，先用自動(dòng)增大按鈕快速增大角度，然后用手動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié)滑道的傾角，當(dāng)滑塊恰好不滑下時(shí)，記下此時(shí)滑道的傾角。如此重復(fù)十次，剔除最大和最小兩組數(shù)據(jù)，求出剩下八組的平均值，計(jì)算靜摩擦因數(shù)。2.測量靜摩擦因數(shù)數(shù)據(jù)將滑道提高到一定的傾角，使滑塊可以順滑地從滑道上部滑下，保持此時(shí)的滑道傾角不變，讓滑塊從滑道頂部自由滑下，且依次經(jīng)過上下兩個(gè)光電門。重復(fù)十次，分別記錄數(shù)據(jù)。求出十次數(shù)據(jù)的平均值，利用動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算公式解出動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)值。3.翻倒和滑動(dòng)的臨界外力值將定滑輪安裝在滑道頂端，將實(shí)驗(yàn)物塊放置于滑道頂端，將細(xì)線一端勾住物塊的頂部，另一端越過定滑輪，懸掛托盤。在托盤中添加砝碼，使物塊分別向上滑動(dòng)或翻到然后減小砝碼質(zhì)量，使物塊向下滑動(dòng)或翻到。反別記錄物塊恰好平衡的兩個(gè)臨界值，即為其實(shí)驗(yàn)外力。然后比較實(shí)驗(yàn)值與根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1得出的靜摩擦因數(shù)計(jì)算出的理論值。五、數(shù)據(jù)記錄和處理1.測量靜摩擦因數(shù)數(shù)據(jù)測量次數(shù)測量角/計(jì)算靜摩擦因數(shù)s測量次數(shù)測量角/計(jì)算靜摩擦因數(shù)s110.680.1886610.460.1846211.150.197179.740.1717310.810.190989.670.170449.800.172799.700.1709510.110.1783109.890.1743靜摩擦因數(shù)s平均值：s=0.1790除去最大的第2次數(shù)據(jù)11.15和最小的第8次數(shù)據(jù)9.67。2.測量動(dòng)摩擦因數(shù)數(shù)據(jù)斜面的傾角=25重力加速度g=9.8m/s2測量次數(shù)tancosam/s2d10.46630.90630.31620.430720.32960.429230.32080.430140.34130.427950.36700.425060.33920.428170.37370.424280.35980.425890.39800.4215100.36480.4252動(dòng)摩擦因數(shù)d平均值：0.42683.翻倒和滑動(dòng)的臨界外力值物塊質(zhì)量680g；托盤質(zhì)量30g物塊尺寸長30mm寬30mm高100mm利用推導(dǎo)出來的公式分別求出上翻和下滑的理論拉力。結(jié)果托盤質(zhì)量m1/kg砝碼質(zhì)量m2/kg拉力F/N下滑0.0300.1621.882上翻0.0300.2022.274上翻理論拉力：2.783N下滑理論拉力：1.735N六、實(shí)驗(yàn)誤差分析1.在測量靜摩擦因數(shù)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能受到滑道表面和滑塊表面的清潔程度的影響。2.在緩慢升高滑道時(shí)由于受到手的擾動(dòng)，使滑塊提前滑下。從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果s比實(shí)際值較小。3.在測量動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)由于滑行軌跡不是沿滑道的最大斜度線，所以可能使動(dòng)摩擦因數(shù)的測量受到影響。4.在測量滑塊的下滑和翻倒的情況時(shí)?？赡苡捎趯εR界情況判斷的不準(zhǔn)導(dǎo)致測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。七、注意事項(xiàng)1.應(yīng)確認(rèn)小車的木質(zhì)面與滑道相接觸，否則則結(jié)果是鐵和鐵之間的靜摩擦因數(shù)。2.升高滑道傾角時(shí)先用按鈕快速調(diào)節(jié)，然后用手動(dòng)精確調(diào)節(jié)。但要在關(guān)閉電動(dòng)開關(guān)后，否則可能會燒壞機(jī)器。3.在測量靜摩擦因數(shù)和動(dòng)摩