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基于单摆系列发散创新实验仪


华 南 师 范 大 学

创新教具制作
教具名称:基于单摆系列发散创新实验仪 制作组:科教中队(吉萍洪)

基于单摆系列的发散实验
一 测 单 摆 周 期 根 据
T ? 2? L g

二 测 量 任 意 地 点 重 力 加 速 度
g

根 据
4? 2 L g? T2

三 测 量 任 意 物 体 滑 动 摩 擦 因 素 根 据
mgL cos ? ?? FS

动摩擦因数测量仪
【前言】
在初中教材摩擦力一章中介绍到了动摩 擦因数,动摩擦因数在初中的题目中一般作 为已知数据出现。高中的知识更为开阔,在 学习了动能定理、能量守恒定律后,我们能 够利用以上来测出物体的动摩擦因数,对摩 擦力进行更为深入的探究。

【制作目的】
1、测量各种材料的动摩擦因数; 2、验证动摩擦因数是一个比例常数,它的 数值只与相互接触的两个物体的材料及粗 糙程度有关。 3、做单摆的一系列实验。

【制作原理】
动摩擦因数测量仪简图如图 1 所示。

支架

L
刻度盘

O
m

橡胶片

θ

摆锤

固定底座 s

图1

动摩擦因数测量仪简图

底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接 摆锤的轻质细杆,细杆可绕轴 O 在竖直平面 内自由转动,左边有一个刻度盘,可读出摆 锤下落摆动后摆至与竖直方向成 θ 角的最 高位置。整个运动过程系统损失的机械能就 是摩擦力所做的功,由摩擦力做的功与在地 面擦过的距离可求出动摩擦因数。 【教具材料】 木板、钉子、胶带(生活中常用物品)

【教具使用方法】
测量时,测量仪固定于水平地面,将摆 锤从与 O 等高的位置处静止释放,摆锤到最 低点附近时,记录下摆锤上依附的薄片与地

面擦过的距离 s,之后继续摆至与竖直方向 成θ 角的最高位置,摆锤对地面的压力可视 为大小为 F 的恒力,重力加速度为 g,摆锤 在上述过程中损失的机械能就为 mgLcosθ , 也就是摩擦力所做的功,然后就可以求出动 摩擦因数 μ =mgLcosθ /Fs。

【创新】
一仪器多用,传统单摆只是做演示实验和 测周期,在原有基础仪器上做改进实验册重 力加速度和滑动莫测因素。

【亮点】
1、仪器实用性很强,制作比较巧妙,都 是生活中的物品,制作成本低。 2、传统实验仪器,一个仪器就对应一个 实验,而该仪器可以重复在不同的实验课上 演示不同的实验。

【照片】


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