理論力學摩擦實驗報告書吳雲清

2022-03-03 03:15:54 字數 2408 閱讀 2148

(說明:第一次的報告書由於誤將第三個實驗的外加力的方向當作水平造成計算結果出現錯誤,在於同組的同學的討論後發現了自己的錯誤,這個報告是上次的勘誤,還請老師理解。)

撰寫人: 吳雲清學號:1152344 專業:數理強化班

實驗時間:2023年10月13日星期六 8:30——10:00

實驗目的:本次實驗實際上測的是木材與鐵之間的摩擦係數,。

實驗內容:本次實驗共分為三個部分,分別是最大靜摩擦係數的測量、動摩擦係數的測量和翻轉實驗。

實驗器材:mc50摩擦實驗裝置,sanlina cs-z 智慧型數字測試器,砝碼,下端為木材的滑塊,滑輪,托盤等。

實驗原理:

假設質量為m的滑塊沿傾角為φ的滑道滑下,以沿滑道向下的方向為x軸方向,垂直於滑道向上的方向為y軸方向,其受力分析右圖所示。由於靜摩擦係數 fs= tanθ(θ為摩擦角),因此當》θ 時,滑塊可沿滑道下滑。下面匯出動摩擦係數的表示式。

∑ fy=0, n=mgcos

∑ fx=ma,ma=mgsinφ-nfd

解得動摩擦係數的計算公式:

fd=tanφ-a/(gcosφ)

第三個拓展實驗的實驗原理見實驗資料的整理與分析。

實驗步驟:一最大靜摩擦係數的測定

1. 開啟裝置的開關,並選擇手動檔;

2. 將滑塊置於裝置的滑道上(應用抹布將滑塊與滑道都擦一下一減小外部因素影響);

3. 手動調節摩擦實驗裝置是滑道的傾角緩緩增加,當滑塊恰好開始滑動時記錄下此時的傾角;

4. 如此重複得到十組資料。

二滑動摩擦係數的測定

1. 將滑道的傾角調整至適宜的角度(保證滑塊可以順利下滑,可選擇機動檔調整),並測試一下滑塊在滑動過程中是否與光電門等儀器接觸;

2. 開啟數字測試器,將滑塊由滑道的頂端釋放;

3. 記錄滑動過程中的加速度,重複測試十次,得到十組資料。

三翻轉實驗

1. 將滑輪固定於滑道的水平端,並將繩子繫於滑塊的上端;

2. 不斷向托盤中加入砝碼直至滑塊剛好向上翻轉,記錄下此時的砝碼質量;

3. 逐漸減少托盤中砝碼的質量直至滑塊剛好向下滑,記錄下此時托盤中砝碼的質量。

注意事項:本次實驗過程中老師一直都在強調實驗器材的操作一定要規範,比如在調節滑道的角度時可以選用手動也可以選用機動,但是選擇手動開關時一定要確保機動開關關閉了,如果兩個開關同時按下可能會造成儀器的損壞。同時,在進行第二個實驗時一定要有位同學用毛巾在低端接著防止滑塊或裝置受損。

進行第三個實驗時一定要幾個同學協同合作,有一位同學手放在砝碼的不遠處以防止托盤脫落而導致體形較小的砝碼遺失。另一位同學要手放在滑塊的不遠處以防止滑塊的掉落對儀器的損壞。

實驗資料的記錄與處理:

1、最大靜摩擦係數的測定實驗:

2、木與鐵動摩擦係數的測定實驗(取g =9.8m/s2):

(注:φ = 26.94°,tanφ = 0.5082 , cosφ = 0.8912 )

3. 滑塊上下滑動和翻倒實驗(φ = 25°,取g=9.8m/s2):

理論分析與計算:木塊的資訊:30*30*100(單位:mm)質量:680(單位:g)

向下滑時受力圖:

向上翻有力矩平衡:

帶入資料得p=2.314n 百分差為

由 ,可得

從而所以

p = 1.624n

因此 百分誤差為:δ =

以下是上次的錯誤做法:

解:由 ,可得

從而所以

ft = 1.640n

因此 百分誤差為:δ =

向上翻到時受力圖:

解: h表示滑塊的高度為100mm,b表示寬度為30mm

由 , 得

從而ft =

所以 ft = 2.240n

因此 百分誤差為:δ=

實驗誤差分析與心得體會:實驗資料處理完我看到後的第乙個反應可以用大跌眼鏡來形容。原因就在於為什麼動摩擦係數會比最大靜摩擦係數大而且大那麼多。

由力學常識可以知道最大靜摩擦係數會略大於滑動摩擦係數。所以這個實驗測出來的資料是不準確的換句話來說是錯的,錯誤的原因在何呢?首先在界定何為滑塊將滑未滑的臨界點時會有人為的測量誤差,在測量這一臨界點時我們小組只要觀察到一點點擾動就記錄下資料。

這可能會使資料偏小。還有就是滑道的表面粗糙程度也是不盡相同的。很有可能我們實驗的地方會由於長期實驗而是最大靜摩擦係數偏小。

另外,在釋放滑塊時滑塊與滑道是會有不斷的碰撞的,這也就使得動摩擦係數偏大,而且應該會偏很大。

雖然做了一次失敗的實驗但是我學到的東西還是很多的,以前對於摩擦的認識只是書本上的定量計算和生活中的定性認識,實驗之後還是發現了理論與實踐的巨大反差。此外整個實驗都是在我們小組成員的協同合作中完成的,我也明白的團隊合作對實驗的重要性。小組成員的實驗過程中的相互監督和實驗後的計算討論都對自己的團隊意識的培養大有裨益。

失敗並不可怕,我從失敗中學到了知識就是值得的。

力學創新性綜合實驗報告書

西南交通大學國家級力學實驗教學示範中心 二 一三年十二月二十日 目錄一 課題背景 1 二 實驗目的 1 三 力學原理的分析與貼片方案 1 3.1實驗載入模式 1 3.2最大正應力 2 3.3最大剪應力 3 四 實驗步驟 3 五 設計值的計算 4 5.1繪製彎矩圖和剪力圖 4 5.2最大正應力的計算 ...

實驗報告書

華南師範大學實驗報告 課程名稱地理資訊系統概論實驗名稱柵格資料分析 實驗型別 arcgis軟體應用實驗時間 2015 1 3 學生姓名李楠學號 20132600060 學院地理科學學院專業地理科學類 指導教師舒娛琴實驗評分 華南師範大學地理科學學院 地理資訊系統概論 之柵格資料分析實驗報告 一 實驗...

實驗報告書

課程名稱 數學建模 專業年級 學生姓名 學號指導教師 咸寧學院數學系 實驗1 注 實驗過程 結果及源程式用a4紙列印以附件形式同實驗報告一起上交。實驗2 注 實驗結果及源程式用a4紙列印以附件形式同實驗報告一起上交。實驗3 注 實驗過程 結果及源程式用a4紙列印以附件形式同實驗報告一起上交。實驗4 ...