Slide bài Thực hành: Xác định hệ số ma sát - Vật lý 10 - L.N.Ngọc

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Slide bài Thực hành: Xác định hệ số ma sát - Vật lý 10 - L.N.NgọcBÀI 16 THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT A B Hình 1- Đo hệ số ma sát trên mặt phẳng nghiêng. I. Mục đích thí nghiệm: Vận dụng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sáttác 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 cácgiá 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 αso với mặt nằm ngang. Khi α nhỏ , vật vẫn nằm yên trên P, khôngchuyển động. Tăng dần độ nghiêng, khi α đạt giá trị α0 nào đó vậtbắt 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 achỉ phụ thuộc góc nghiêng α và hệ số µt - gọi là hệ số ma sát trượt : a = g ( sina - µt cosa ) (2) 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 sđo bằng thước mm, thời gian t đo bằng đồng hồ đo thời gian hiệnsố điều khiển bằng công tắc và cổng quang điện. Góc nghiêng αcó thể đọc ngay trên thước đo góc có quả dọi, gắn vào mặt phẳngnghiêng.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.IV. LẮP RÁP THÍ NGHIỆM1. Đặt máng nghiêng có lắp nam châm điện N và cổng quang điện Elên 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 nhờmột 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 nốivào ổ B của đồng hồ đo thời gian.Hạ thấp khớp nối để giảm góc nghiêng α, sao cho khi đặt mặt đáytrụ thép lên máng, trụ không thể tự trượt. Điều chỉnh thăng bằng chománg nghiêng nhờ các chân vít của giá đỡ, sao cho dây rọi song songvới mặt phẳng thước đo góc. 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.V. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM. b. Đo hệ số ma sát trượt.Đưa khớp nối lên vị trí cao đểtạo 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.Nhấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị0000.ấn nút trên hộp công tắc để thả cho vật trượt, rồi nhả nhanh trướckhi 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 tiếpxúc 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, vậttrượt trước khi thực hiện phép đo. 0α α(rad) tanα cos α s20 0.349 0.364 0.94 0.6n t a = 2s/t 2 µt =tanα-a/gcos α ∆ µt1 1.014 1.167 0.237 0.0042 1.02 1.153 0.239 0.0023 1.043 1.103 0.244 0.0034 1.038 1.114 0.243 0.0025 1.044 1.101 0.241 0.003TB 1.032 1.128 0.241 0.003 ...