《表1 M拉随备课本相互套叠纸张数的变化关系表》

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《静摩擦力在平面上累积效应的实验研究》

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选用备课本、细线、高精度酷贝电子弹簧秤作为实验器材，将备课本纸张相互套叠来产生和积累静摩擦力。酷贝电子弹簧秤最大称重50 000 g，最小称重100 g，10 000 g以下精度为5 g，误差0~20 g，10 000 g以上精度为10 g，误差0~50 g。备课本（16 K）40张，长26.6 cm×宽19.1 cm，套叠部分长26.6 cm×宽16.0cm，接触面积为425.6 cm2。如图1所示，本子封面与内页的纸张不同，先将其封面去掉；一个本子的质量不足以提供实验所需的正压力，将相同的两个本子装订在一起，并在装订边的中间打孔系上细线，制作成相同的两份；用电子弹簧秤称出其中一份本子的总质量为210 g，则每张纸的质量为2.625 g；将两份本子平放在比较光滑桌面上，按照一定的数量规律将两份本子最下面的纸张一页一页的相互叠放，使两份本子存在接触面，且每次改变套叠纸张数量后尽量保持接触面面积相等；固定一份本子，用酷贝电子弹簧秤钩住另一份本子上的细线进行牵拉，并记下刚刚拉动（或匀速拉动）时电子弹簧秤的读数，此时的读数即为所套叠纸张数量所累积起来的最大静摩擦力fmax，套叠不同纸张数量对应着不同的静摩擦力，套叠部分底部的正压力不变，随着套叠纸张数的增加，自下往上的接触面正压力逐渐减少，即不同层次的接触面，产生的静摩擦力是不同的，上层少，下层多。质量单位以kg计，则最大静摩擦力fmax=F拉=M拉g，F拉为手拉电子弹簧秤的拉力，M拉为电子弹簧秤显示的读数，g为重力加速度（取值为9.807 N/kg），正压力N=M压g=nm纸张g，M压为接触面上纸张的总质量，n是接触面上压着的纸张数目，不同接触面对应的n是不同的，m纸张是一张纸的质量，根据公式fmax=μN，有M拉g=μM压g，即M拉=μM压。接触面的计数方法为:两份本子各套一张纸，套叠部分有两个接触面，一份本子的顶页与另一份本子未套叠部分的底页还有一个接触面，共有三个接触面，以后每增加一张套叠纸，就多增加一个接触面，以此类推。实验结果如由表1、图2所示。