測定動摩擦因數(shù)的方案 doc

1、人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收測定動摩擦因數(shù)的方案測定動摩擦因數(shù)的方案 滑動摩擦力是高考?？嫉淖饔昧χ?，其公式滑動摩擦力是高考?？嫉淖饔昧χ?，其公式FfFN中的動摩擦因數(shù)是表示接觸面粗糙程度的重要物理中的動摩擦因數(shù)是表示接觸面粗糙程度的重要物理量，在近年高考中，測量動摩擦因數(shù)的創(chuàng)新實驗逐漸增量，在近年高考中，測量動摩擦因數(shù)的創(chuàng)新實驗逐漸增多，針對這種新情況對常見的一些測量方案設計如下。多，針對這種新情況對常見的一些測量方案設計如下。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 方案方案1：將研究運動物體轉化為研究靜止

2、物體：將研究運動物體轉化為研究靜止物體 當兩個物體間存在相對滑動，且有一個物體處于當兩個物體間存在相對滑動，且有一個物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，可應用平衡條件求出摩擦靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，可應用平衡條件求出摩擦力的大小和正壓力的大小，從而求出動摩擦因數(shù)。研究力的大小和正壓力的大小，從而求出動摩擦因數(shù)。研究物體勻速運動的常規(guī)方法，很難實現(xiàn)物體勻速運動，實物體勻速運動的常規(guī)方法，很難實現(xiàn)物體勻速運動，實驗誤差較大，可采用將其轉化為研究靜止物體的方法提驗誤差較大，可采用將其轉化為研究靜止物體的方法提高實驗效果。高實驗效果。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗

3、驗收收 典例典例1某同學在做測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)某同學在做測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)的實驗時，設計了兩種實驗方案：的實驗時，設計了兩種實驗方案：圖圖1 方案方案A：木板固定，用彈簧測力計拉動木塊，如圖：木板固定，用彈簧測力計拉動木塊，如圖1(a)所示；所示； 方案方案B：木塊固定，用手拉動木板，如圖：木塊固定，用手拉動木板，如圖1(b)所示。所示。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 除了實驗必需的彈簧測力計、木板、木塊、細線外，除了實驗必需的彈簧測力計、木板、木塊、細線外，該同學還準備了質量為該同學還準備了質量為200 g的配重若干個。的配重若干個

4、。(g10 m/s2) (1)上述兩種方案中，你認為更合理的方案是上述兩種方案中，你認為更合理的方案是_，原因是，原因是_； (2)該實驗中應測量的物理量是該實驗中應測量的物理量是_； (3)該同學在木塊上加放配重，改變木塊對木板的正該同學在木塊上加放配重，改變木塊對木板的正壓力，記錄了壓力，記錄了5組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示：組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示：人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 請根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫出木塊所受摩擦力和壓力的關請根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫出木塊所受摩擦力和壓力的關系圖象；由圖象可求出木板和木塊間動摩擦因數(shù)是系圖象；由圖象可求出木板和木塊間動摩擦因數(shù)是_

5、。實驗次數(shù)實驗次數(shù)12345配重配重(個數(shù)個數(shù))01234彈簧測力計讀彈簧測力計讀數(shù)數(shù)/N0.501.001.501.802.50木塊重木塊重/N2.004.006.008.0010.00人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 解析解析(1)方案方案B較好，因為實驗結果不受木板如較好，因為實驗結果不受木板如何運動的限制，且彈簧測力計是靜止的，較易讀數(shù)。何運動的限制，且彈簧測力計是靜止的，較易讀數(shù)。 (2)由木塊受力平衡得由木塊受力平衡得F彈彈Ff，故該實驗中應測量，故該實驗中應測量的物理量是木塊的重力、每次拉木板時彈簧的彈力。的物理量是木塊的重力、每次拉木板

6、時彈簧的彈力。 (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出木塊所受摩擦力和壓力的關根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出木塊所受摩擦力和壓力的關系圖象如圖所示，由圖象可求出木板和木塊間動摩擦因系圖象如圖所示，由圖象可求出木板和木塊間動摩擦因數(shù)是數(shù)是0.25。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收答案答案見解析見解析人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 方案方案2：將摩擦力的直接測量轉化為運動距離的測量：將摩擦力的直接測量轉化為運動距離的測量 摩擦力總是發(fā)生在兩個相對運動的物體之間，要直摩擦力總是發(fā)生在兩個相對運動的物體之間，要直接測量摩擦力的大小，往往有一定的困

7、難。但根據(jù)能量關接測量摩擦力的大小，往往有一定的困難。但根據(jù)能量關系可以轉化為運動距離來進行測量。系可以轉化為運動距離來進行測量。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 典例典例2(2012江蘇高考江蘇高考) 為測定木塊與桌面之間為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，小亮設計了如圖的動摩擦因數(shù)，小亮設計了如圖2所示的裝置進行實驗。所示的裝置進行實驗。實驗中，當木塊實驗中，當木塊A位于水平桌面上的位于水平桌面上的O點時，重物點時，重物B剛好剛好接觸地面。將接觸地面。將A拉到拉到P點，待點，待B穩(wěn)定后靜止釋放，穩(wěn)定后靜止釋放，A最終滑最終滑到到Q點。分別測量點。分別

8、測量OP、OQ的長度的長度h和和s。改變。改變h，重復上，重復上述實驗，分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù)。述實驗，分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù)。圖圖2人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 (1)實驗開始時，發(fā)現(xiàn)實驗開始時，發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪，請?zhí)岢鲠尫藕髸驳交啠執(zhí)岢鰞蓚€解決方法。兩個解決方法。 (2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出sh關系的圖象。關系的圖象。h(cm)20.030.040.050.060.0s(cm)19.528.539.048.056.5人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收圖圖3 (3)實驗測

9、得實驗測得A、B的質量分別為的質量分別為m0.40 kg、M0.50 kg。根據(jù)。根據(jù)sh圖象可計算出圖象可計算出A木塊與桌面間的動摩木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)擦因數(shù)_。(結果保留一位有效數(shù)字結果保留一位有效數(shù)字) (4)實驗中，滑輪軸的摩擦會導致實驗中，滑輪軸的摩擦會導致的測量結果的測量結果_(選填選填“偏大偏大”或或“偏小偏小”)。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 解析解析(1)木塊木塊A撞到滑輪是因為木塊撞到滑輪是因為木塊A運動到滑輪位運動到滑輪位置時速度不為零，若使置時速度不為零，若使A不撞到滑輪應減小繩子的拉力，即不撞到滑輪應減小繩子的拉力，即

10、減小減小B的質量；或增加細線的長度使木塊的質量；或增加細線的長度使木塊A的初始位置遠離的初始位置遠離滑輪?；?。 (2)利用描點作圖法畫出利用描點作圖法畫出sh的圖象，圖象如圖所示。的圖象，圖象如圖所示。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 (4)由于滑輪軸有摩擦，所以由于滑輪軸有摩擦，所以(3)中表示出的摩擦力中表示出的摩擦力mg實際是實際是A與桌面的摩擦力加上滑輪軸的摩擦力，即與桌面的摩擦力加上滑輪軸的摩擦力，即mgAmgf軸軸Amg，所以滑輪的摩擦會導致，所以滑輪的摩擦會導致的

11、測的測量結果偏大。量結果偏大。 答案答案(1)減小減小B的質量；增加細線的長度的質量；增加細線的長度(或增大或增大A的質量；降低的質量；降低B的起始高度的起始高度) (2)圖見解析圖見解析 (3)0.4(4)偏大偏大 人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 圖圖4 方案方案3：將動摩擦因數(shù)的測量轉化為角度的測量：將動摩擦因數(shù)的測量轉化為角度的測量人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 典例典例3如圖如圖5所示的器材是：木質軌所示的器材是：木質軌道道(其傾斜部分與水平部分能平滑連接，其傾斜部分與水平部分能平滑連接，水平部分足

12、夠長水平部分足夠長)、小鐵塊、兩個圖釘、小鐵塊、兩個圖釘、 細線，量角器。完成下列實驗步驟：細線，量角器。完成下列實驗步驟：(1)將小鐵塊從將小鐵塊從_；(2)用圖釘把細線用圖釘把細線_；(3)用量角器測量用量角器測量_；(4)動摩擦因數(shù)表示為動摩擦因數(shù)表示為_。圖圖5人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 解析解析(1)將小鐵塊從軌道上將小鐵塊從軌道上A點由靜止開始滑點由靜止開始滑下，運動至下，運動至B點靜止；點靜止； (2)用圖釘把細線拉緊固定在用圖釘把細線拉緊固定在A、B兩點間；兩點間； (3)用量角器測量細線與水平板間的夾角用量角器測量細線與水平板間

13、的夾角； (4)動摩擦因數(shù)表示為動摩擦因數(shù)表示為tan 。 答案答案見解析見解析人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 方案方案4：將動摩擦因數(shù)的測量轉化為加速度的測量：將動摩擦因數(shù)的測量轉化為加速度的測量 當物體在水平面或斜面上做勻加速直線運動時，若當物體在水平面或斜面上做勻加速直線運動時，若能測出物體的加速度，則根據(jù)牛頓第二定律就可求出動能測出物體的加速度，則根據(jù)牛頓第二定律就可求出動摩擦因數(shù)。摩擦因數(shù)。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 典例典例4像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研像打點計時器一樣，光電計時器

14、也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖6所示，所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。圖圖6人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收 現(xiàn)利用如圖現(xiàn)利用如圖7甲所示裝置測量滑塊和長甲所示裝置測量滑塊和長1 m左右的木左右的木板間的動摩擦因數(shù)，圖中板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，是水平桌面，Q是木板與桌是木板與桌面的接觸點，面的接觸點，1和和2是固定在

15、木板上適當位置的兩個光電是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。此外在木板門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。此外在木板頂端的頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為為5.0102 s和和2.0102 s。用游標卡尺測量小滑塊的。用游標卡尺測量小滑塊的寬度寬度d?？ǔ咦x數(shù)如圖乙所示。卡尺讀數(shù)如圖乙所示。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收圖圖7 (1)讀出滑塊的寬度讀出滑塊的寬度d_

16、cm。 (2)滑塊通過光電門滑塊通過光電門1的速度的速度v1_m/s，滑塊，滑塊通過光電門通過光電門2的速度的速度v2_m/s。 (3)若僅提供一把米尺，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹槿魞H提供一把米尺，已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，為完成測量，除了研究為完成測量，除了研究v1、v2和兩個光電門之間的距離和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量是外，還需測量的物理量是_(說明各說明各量的物理意義，同時指明代表物理量的字母量的物理意義，同時指明代表物理量的字母)。 (4)用用(3)中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式_(用字母表示用字母表示)。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與

17、達標驗收章章末末達達標標驗驗收收解析解析(1)讀出滑塊的寬度讀出滑塊的寬度d5.015 cm。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收答案答案見解析見解析人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收專題小測驗專題小測驗 1某同學用如圖某同學用如圖8甲所示的裝置研究小車在某種布料上的甲所示的裝置研究小車在某種布料上的 運動情況。他將長木板置于水平桌面上，將其左端適運動情況。他將長木板置于水平桌面上，將其左端適當墊高，并在長木板的右半部分整地鋪上一塊布料，當墊高，并在長木板的右半部分整地鋪上一塊布料，該同學將小車以適當?shù)某跛俣柔尫藕螅?/p>

18、用打點計時器該同學將小車以適當?shù)某跛俣柔尫藕?，用打點計時器記錄小車的運動情況。通過反復調(diào)整木板左端的高度，記錄小車的運動情況。通過反復調(diào)整木板左端的高度，他得到一系列打上點的紙帶，并最終選擇了如圖乙所他得到一系列打上點的紙帶，并最終選擇了如圖乙所示的一條紙帶示的一條紙帶(附有刻度尺附有刻度尺)進行測量。已知打點計時進行測量。已知打點計時器的電源頻率為器的電源頻率為50 Hz，重力加速度，重力加速度g10 m/s2。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收(1)根據(jù)刻度尺的示數(shù)可以判斷，小車在根據(jù)刻度尺的示數(shù)可以判斷，小車在A、E兩點間做兩點間做_運動，在運動，

19、在E、J兩點間做兩點間做_運動。運動。J點對點對應的小車速度為應的小車速度為_ m/s。(2)該同學測出長木板左端與桌面間的高度差為該同學測出長木板左端與桌面間的高度差為4 cm，木板長度為木板長度為80 cm，則小車在布面上運動時的阻力與在，則小車在布面上運動時的阻力與在木板上運動時的阻力之比為木板上運動時的阻力之比為_。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收甲甲乙乙圖圖8人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收答案：答案：(1)勻速勻減速直線勻速勻

20、減速直線0.35(2)11 1人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收2.某探究小組設計了某探究小組設計了“用一把尺子測定動摩擦用一把尺子測定動摩擦 因數(shù)因數(shù)”的實驗方案。如圖的實驗方案。如圖9所示，將一個小所示，將一個小 球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端。球和一個滑塊用細繩連接，跨在斜面上端。 開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后，開始時小球和滑塊均靜止，剪斷細繩后， 小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后小球自由下落，滑塊沿斜面下滑，可先后 圖圖9 聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。保持小球和滑塊聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。保持小球和滑塊 釋放的位置

21、不變，調(diào)整擋板位置，重復以上操作，直到釋放的位置不變，調(diào)整擋板位置，重復以上操作，直到 能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺能同時聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音。用刻度尺 測出小球下落的高度測出小球下落的高度H、滑塊釋放點與擋板處的高度差、滑塊釋放點與擋板處的高度差 h和沿斜面運動的位移和沿斜面運動的位移x。(空氣阻力對本實驗的影響可空氣阻力對本實驗的影響可 以忽略以忽略)。人教版物理人教版物理專家專題講座章末專題與達標驗收章章末末達達標標驗驗收收(1)滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為滑塊沿斜面運動的加速度與重力加速度的比值為_。(2)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為_。(3)以下能引起實驗誤差的是以下能引起實驗誤差的是_。a滑塊的質量滑塊的質量b當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮‘數(shù)刂亓铀俣鹊拇笮