2006年陕西地区自行车摩擦力及功率测量的报告 人教版

2006年陕西地区自行车摩擦力及功率测量的报告 人教版 2006年陕西地区自行车摩擦力及功率测量的报告 在享有"自行车王国"之称的中国，大街小巷里到处跑着自行车，可见自行车在生活中被使用的广泛，然而你可曾了解骑车的摩擦力及功率的大小吗,本文通过对实验过程及观察的阐述，详细地介绍了我们课题组对自行车摩擦力其功率的测量。 【课题提出】 我们课题小组带着《水果保鲜研究》课题来找指导老师，开始我们是想通过调查资料、直接调查、实验来进行课题研究。指导老师指出两点:1、保鲜技术在校园内进行实验比较困难。2、资料在图 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 馆内很难找到，难度很大，建议小组搞些校园内能做的课题，课题可操作性应强些，不能过大过难。我们仔细一分析，也觉得原课题路茫茫，兴趣就少了一大半。因此，我们将课题改为《测自行车的摩擦力及功率》。这个课题的优点是可操作性强，可以培养实验动手能力，也能把课本的知识运用于实验中。 【实验内容】 第一次，我们准备了器材:5个弹簧秤、2个滑轮、自行车，(说明:多个弹簧秤和滑轮是打算在单个弹簧秤不足时用的)地点选在科技楼大厅。在实验中我们遇到了问题:1、没有测自行车质量的器材。2、弹簧秤量程太小，可测空车时摩擦力，人在车上就拉不动。3、自行车会摔倒。4、难以保持匀速运动。针对这些问题我们展开了讨论、分析，得出以下几条措施:1、自制一个大量程的弹簧秤。2、借一个人体测量计。3、用两辆相同的自行车拼组成一个四轮车，以保持平衡，同时我们考虑到自行车运动时与地面的摩擦是滚动摩擦，有同学建议用自行车轮胎制成滑块测出橡胶与地面的摩擦系数。 第二次，我们采用在不同场地 多次测量取平均值的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，来测橡胶轮胎与摩擦面的摩擦系数，在进行这个实验时要注意两点:一是拉力保持水平。二是尽量使滑块保持匀速运动。在水泥地面上测摩擦力时，弹簧秤示数抖动很大，几乎读不出来。经分析，原因是滑块小而道路粗糙，滑块不在水平面上运动，受力分析如右图。 当滑块下坡时， 经大家讨论，取平均值。这样，我们测得了橡 胶与地面的摩擦系数。数值如下表一所示。取平均值得到在水磨地上的摩擦系数约为0.38。在水泥地上的 图1 摩擦系数约为0.72。 G(N) 5(7 8(5 11(2 G(N) 5(7 8(5 11(2 水磨地 F 2(2 3(2 4(3 水泥地 F 4(2 6(4 7(4 0( 39 0(38 0(39 0(74 0(75 0(66 取平均值:0(38 取平均值:0(72 在指导师的指导下，从平时习题中得到启发，我们利用斜面来测出橡胶与斜面的摩擦系数，受力分析于图2。把木块放置于斜面，把高度渐渐垫高，轻推滑块当滑块匀速下滑的时候得到推导公式: 我们测得的数据如下表二，求得的 。 H(cm) 25(3 S(cm) 35(3 0(72 表二 图2 第三次，为解决弹簧秤量程太小问题上，我们决定自己动手制作一个大量程的弹簧秤。我们在温州康乐坊购得弹簧，开始制作弹簧秤。先在板上装上固定点及弹簧、挂钩、指针，然后，在挂钩上加钩码，相应地标出刻度，我们原以为会非常成功地仿造出弹簧秤，然而，意想不到的情况出现了。根据胡克定理F= kx，k应该是个恒量，力与伸长的长度成正比，然而当挂上10N钩码时，弹簧伸长1.2cm，而挂上20N钩码时，弹簧伸长8.8cm，也就是说F与?L不成正比。对此，我们小组成员们束手无策，但是我们不能就此打住，不能前功尽弃，当时我们就去找指导老师，老师对我们说继续做下去，真不成就作成一一对应的不均匀刻度的弹簧秤。在老师的鼓励下，我们接着做下去。后来又发现，拉力超过20牛后，弹簧的弹性系数又成恒值，获得的数据如下表三所示: 表三 弹簧伸长(L)cm 1(2 8(8 16(5 24(3 31(0 38(7 挂码重量(N) 10 20 30 40 50 60 伸长量cm 1(2 7(6 7(7 7(8 7(7 7(8 我们制成了一一对应的弹簧秤。但这次实验的数据与胡克定理相矛盾，经推断，可能是由于弹簧加 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 序的原因引起的，有待进一步探索，我们体会到在实验中应该培养应变能力，适应实验情况的变化。 其实以上的几次实验工作都是为下面的测量滚动摩擦力与功率做准备条件的。开始，我们把自行车打足气，再把两辆大小相同的自行车头与头，尾与尾用木棒连成四轮车，使自行车站稳，用测力计水平拉自行车，分别测在不同情况下滚动摩擦力大小，如图所示。但这个实验我们很难保持匀速运动，这样弹簧秤系数就不够稳定。于是我们又用车一前一后，中间挂上弹簧秤，作对比验证，原理如右下图所示，开始时两车同时加速运动，到了一定的速度，B车只控制方向，而A车匀速前进，这样弹簧秤读数就是B车所受地面的摩擦力。同时为了保证基本匀速运动，我们在开始计时起，10米、20米、30米处设秒表，算出速度，基本相等。同样我们用空车、载人车分别在水磨地、水泥地、塑胶跑道上测出了滚动摩擦力如下图所示。从这两次实验中我们得到了一个结论，即物体的滚动摩擦随压力的增大而增大。 测量场所 物理量 0米 10米 20米 30米 平均值 水磨地 时间(s)A 0 10(40 21(75 30(50 空车滚动摩擦力(N)B 0 2(75 3(0 3(5 B 3(08 载人滚动摩擦力(N)C 0 13.5 15 17.5 C 15.3 水泥地 A 0 11(75 22(50 30(0 B 0 4(0 4(5 3(8 B 4(1 C 0 20 22 19 C 20(3 塑胶跑道 A 0 11(20 21(60 30(0 B 0 4(5 5 40 B 4(5 C 0 20(5 23 22 C 21(8 测得了自行车的滚动摩擦力又为我们的下一步测自行车的功率准备了必要的条件。我们根据初中学过的一条功率的推导公式: 。现已知自行车摩擦力F的大小，只要求得自行车匀速运动时的速度便可求得功率。为求得自行车匀速运动时的速度，我做了如下图的实验。 一人骑自行车在A点开始加速，到了红旗的地方开始匀速运动，同时开始计时，分别记下穿过10米、20米、30米处时所用的时间。 记录如右表。 St人 (s) 0米 10米 20米 30米 平均速度m,s A 0 1(3 2(6 4(2 7(7 B 0 1(2 2(4 4(2 7(1 C 0 1(4 2(4 3(5 8(6 D 0 1(3 2(5 3(4 8(8 E 0 2(1 3(6 5(3 5(7 F 0 0(9 1(9 2(8 10(7 通过公式: 求出速度。由此，我们继而得出人骑车的功率大小，见下表。 人物理量 A B C D E F 滚动摩擦力(N) 23(3 22 20 21(3 20(7 20(6 速度(m,s) 7(7 7(1 8(6 8(8 5(7 10(7 功率(W) 179(4 156(2 172 187(4 118 220(4 【课题研究主要成果】 一、自行车空车摩擦力约为4N;自行车坐人摩擦约为22N 二、橡胶轮与地面的滑动摩擦系数约为0(7,0(8 三、自制大量程弹簧秤、最大量秤90N 四、测定人的骑车功率为0(1KW,0(2KW 五、初步体会到研究性课题应如何进行，并对研究性学习浓厚的兴趣。 【感想】 (1)在活动中由于种种原因，条件不定，能力的限度，常常会碰上这样或那样的困难，但我们还是坚持了下来，并达到最后。虽然我们并没有发明，也没有创造，但培养了我们动手的能力，独立思考的能力，课本知识联系实际情况的能力。 (2)在活动中我们活用了课本中的知识，例如用多种方法来测定摩擦力，用 来骑车的功率，估测了人骑车的功率，我们测量很粗糙(如水平匀速运动)，因此有待于我们以后不断的改进。 (3)在活动中我们同时体会到小组成员团结的作用，每个人都会在需要自己的时候挺身而出，各自发挥自己的特长。同时大家同策同力，大胆发表 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 ，统一到最好的办法来。遇到挫折能相互勉励，坚 持下去，这是活动成功的首要原因。人的潜力是很大的，只有挖掘，就有想不到的能力。 同时，小组活动中得到了指导老师刘老师的支持与指导、鼓励。还有实验室的老师也热情地帮助了我们。这些都为我们小组的成功提供了有利的条件。 【提议】 (1)学校图书馆的储书量太小，类型太少，不够学生用，很多课题难以进行。 (2)实验室应多置实验仪器，以方便同学们研究性课题的开展 研究性学习优秀成果评选推荐表 成果名称 自行车摩擦力及功率测量 作者姓名 高一(12)、一(13)六位学生 性别 年龄 成果摘要 本组成员对课题研究目的明确，提出了可操作性、比较符合科学的预期 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，并在实验中运用书本知识，不断改进，得出符合实际的结论，主要成果有以下几点:(1)自行车空车摩擦力约为4N;自行车坐人摩擦约为22N(2)橡胶轮与地面的滑动摩擦系数约为0(7,0(8(3)自制大量程弹簧秤、最大量秤90N(4)测定人的骑车功率为0(1KW,0(2KW(5)初步体会到研究性课题应如何进行，并对研究性学习浓厚的兴趣。 推荐意见 本组成员在整修研究过程中协调合作，根据课题研究目设计了相关的实验内容，并综合运用物理学科知识加以分析。因研究实验处于动态中，所以每周都能认真制定课题活动内容，对实验调查动态进行及时调整，在研究程序上步步通向目标，达到了"做中学、做中求"的最佳结果。在活动中，充分发挥了小组成员提出问题、探索问题的积极性、自觉性及团队精神。在区级研究性学习研讨会上，以汇报课形式展示他(她)们的课题研究情况，他(她)们精彩的汇报和答辩得到与会师生的一致赞赏。由于高一新生的知识水平局限，时间紧迫，实验的测量显得粗造。如何保持较高精度的匀速运动及制作精确的大量程弹簧秤等方面有待继续研究。 1、"自行车摩擦力及其功率测量"课题组成员 2、测量橡胶滑块重量 3、利用斜面测摩擦系数 4、自制大量程弹簧秤 5、双车合并(在水磨地) 6、在塑胶跑道上测自行车的摩擦力 7、用连接体法测自行车的摩摩力 8、测自行车的功率 9、边活动边研究 10、课题汇报会 11、课题答辩 用心 爱心 专心 118号编辑 - 1 -