高中物理教材內容討論:用斜面測定動靜摩擦係數的變化題

接著開始將斜面的角度θ加大，這時小木塊和大木塊的介面斜率也會變成θ 和同學討論其狀況 1. 如果改成m1m2和m2S間都無摩擦，則m1和m2會以gsinθ的相等加速度下滑 國立台灣師範大學物理系物理教學示範實驗教室(舊網站)物理問題討論區(黃福坤) 我們也針對科學教學建立開課系統:科學園,讓老師更方便運用網路科技輔助教學，歡迎教師多加利用！中學物理(維基) (學習物理不只是knowHOW更重要的是knowWHY,歡迎參考聞名全球的物理動畫,英文網頁NTNUJAVA以動畫為主) 白話物理 關鍵詞 最近天 物理名詞中英檢索 無法登入或系統功能不正常回報 討論區首頁>>物理課程相關問題(分成國中/高中/大學等區)>>高中物理教材內容討論>>用斜面測定動靜摩擦係數的變化題 本區註冊且登入者方可留言 想檢測你的物理概念嗎?歡迎到考考你單元(適合高中物理程度)或考考你單元(配合圖片或影片解說)挑戰 力學標題:用斜面測定動靜摩擦係數的變化題 1:j16543872005榮譽點數1點(高中職)張貼:2012-06-1717:30:17:,本留言獲[]給賞金共1點 大家都知道的高中測斜面動摩擦係數(uk)與淨摩擦係數(us)的方法 設 狀況一。

今天已知將長方體木塊m1放在m2上，兩者間us為tanθs，uk為tanθk 小木塊m1的質量為m大木塊m2質量為M 然後將小木塊疊在大木塊上，再將大木塊放到一固定光滑斜面S上 接著開始將斜面的角度θ加大，這時小木塊和大木塊的介面斜率也會變成θ 和同學討論其狀況 1. 如果改成m1m2和m2S間都無摩擦，則m1和m2會以gsinθ的相等加速度下滑 2. 很明顯若m1m2間的usuk小於m2S間的usuk或m1m2間光滑 當θ加大時會出現m2不動或動很慢，m1從上方滑出的狀況 3. 這個問題是(狀況二) 當光滑斜面S的角度漸漸加大到原本的θs時，一直以相對速度為零下滑的m1m2會剛好出現相對運動嗎?且當斜面S角度和狀況一的θ相同時，m1下滑的相對速率會跟狀況1一樣嗎? 很多同學直觀的回答了會 但同學一提出一個經典題目說明(狀況三) 這情況等於將m1疊在m2上，並且放在光滑平面上 若使用(M+m)a的速度拉下方的m2，當ma超過mgus時，m1就會往後落下 但如果對m1施ma的力，對m2施(M+m)a的力(就是這題的情況)，則兩者會以相對速度為零向前跑 所以不論m1m2間有無摩擦係數，a再大兩者的相對速度都會是零→磨擦力不會產生 所以答案是這個角度不存在！他也指出將m1m2靠在一起自由落體(θ=90)因為等速的關係兩者間無摩擦力 同學二則反駁用(M+m)a的速度拉下方的m2跟分別用ma及(M+m)a的力去推是一樣的，優先以摩擦力計算，所以兩種情況的amax相同，m1會往後掉(個人覺得應該不同)，固原題目答案角度相等 我則認為狀況一中斜面是固定的，靜摩擦狀態無相對位移固沒關係，但動摩擦狀態，摩擦的反作用力無法反映給斜面，不然木塊下滑時斜面應該會跟著往前跑(順便問一下會往同還是反方向) 我則認為開始產生相對運動的角度θs是一樣的，但相對運動後摩擦力的反作用力會將m2往前推使m2加快，因此開始相對運動後狀況二狀況三一樣，m1會往後倒 最後我做了實驗，以一輛頂部平的小汽車(與斜面間)的θs很小為15度，又將一小木塊放在車頂 其θs為45度，然後將木塊放在車上接著放在斜面上開始加大角度，結果一直到70度左右兩者都無肉眼可見的相對位移 難道同學一的結論是對的，因為相對速度為零無摩擦力故此角度不存在，還是這是我的實驗誤差? 這個實驗同時也是問題2 若m2跟S間有摩擦力但usuk皆小於m1m2間的usuk 同學二表示結果跟第1題一樣此角度不存在 問題3 若m1m2跟m2S的usuk完全相等，此時m2已經開始滑動而m1也開始跟m2有相對運動 這個狀況是隨便亂出的，而經過物理老師畫了力圖(兩介面中都以動摩擦力計算)分析後可以導出m1m2無相對運動 但由m1m2間有相對運動的情況來導出m1m2間無相對運動是矛盾的，代表條件本身不成立 最後討論出的結論是當m1m2間的usuk大於等於m2S間的usuk大時，m1m2間不會有相對運動 小於時m1會從m2上往下滑 狀況三那種m1往後倒則不存在 請問結果真的是這樣嗎?還是有別的可能，想請教大家看法 註：重點是狀況二的問題，狀況一和三只是舉例而已 [這篇文章被編輯過:j16543872005在2012-06-1718:19:14]