測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)

測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)精要

方案一

方案二

方案三001.

南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(一)15011.

08屆啟東市第一次調(diào)研測(cè)試卷11017.

例1040.

江蘇淮安市07—08學(xué)年度第一次調(diào)查測(cè)試10012.

湖北省黃岡中學(xué)08屆9月模擬考試12057.

廣東省汕頭市2008年模擬考試15gk012.

2008年高考理綜寧夏卷22Ⅱ測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生將自己掌握的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能創(chuàng)造性地應(yīng)用到新的實(shí)驗(yàn)情境中，由題給條件自行選定實(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適的器材去研究物理現(xiàn)象，探究物理規(guī)律或測(cè)定物理量的值。如果實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)方案可供選擇，要求學(xué)生能對(duì)幾個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，從各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中選擇最佳方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)造能力。下面以“測(cè)定木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行分析：復(fù)習(xí)精要第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)探究知道步驟2中拉力的數(shù)據(jù)是摩擦塊在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中直接讀取的，其存在三個(gè)缺陷：圖1方案一、如圖1所示裝置實(shí)驗(yàn)步驟是：1、用彈簧秤測(cè)定摩擦塊的重力G。2、用彈簧秤拉著摩擦塊在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)其拉力，3、用測(cè)量得到的滑動(dòng)摩擦力和正壓力的關(guān)系來(lái)求動(dòng)摩擦因數(shù)。正壓力根據(jù)平衡條件：，⑴勻速直線運(yùn)動(dòng)很難控制；⑵運(yùn)動(dòng)中數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確；⑶無(wú)法研究在變速運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)摩擦力是否改變。第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月這樣的設(shè)計(jì)可較好地控制摩擦塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，但其調(diào)節(jié)過(guò)程比較困難，而且用目測(cè)方法判斷摩擦塊是不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，缺乏可靠性，說(shuō)服力不強(qiáng)，也無(wú)法研究變速運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)摩擦力是否改變,并且該實(shí)驗(yàn)中因滑輪有摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)造成一定的影響。圖2方案二、如圖2所示：

實(shí)驗(yàn)步驟2是調(diào)節(jié)木板呈水平狀態(tài)，然后往砝碼盤(pán)中添加砝碼直到用手推一下摩擦塊后，摩擦塊能在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止，此時(shí)砝碼與砝碼盤(pán)的總重力G與滑動(dòng)摩擦力相等，第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、用固定的彈簧秤拴住摩擦塊使其位于水平木板上，用重物通過(guò)滑輪來(lái)拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)，摩擦塊與彈簧秤處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖3方案三、3、用測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力的值和正壓力的關(guān)系來(lái)求動(dòng)摩擦的因數(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示：實(shí)驗(yàn)步驟為：1、用彈簧秤測(cè)出摩擦塊的重力G；根據(jù)平衡條件：，正壓力第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月該方案實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單易行，能便于學(xué)生對(duì)滑動(dòng)摩擦力的性質(zhì)做理性的理解。通過(guò)探究得出方案三有以下優(yōu)點(diǎn)：變摩擦塊運(yùn)動(dòng)為木板運(yùn)動(dòng)，解決了實(shí)驗(yàn)裝置圖1和圖2中控制摩擦塊勻速直線運(yùn)動(dòng)的困難，也可演示滑動(dòng)摩擦力的大小與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)；變研究對(duì)象（摩擦塊）由運(yùn)動(dòng)平衡為靜止平衡，變彈簧秤在運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)為在靜止中讀數(shù)，利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，便于準(zhǔn)確讀數(shù)；避免了實(shí)驗(yàn)裝置2中因滑輪有摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月15．（13分）（1）彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、天平、量筒、電流表、電壓表、多用電表等，都是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的常用儀器，雖然它們測(cè)量的物理量各不相同，但是它們卻存在一些共性，例如，它們都有與被測(cè)物理量相關(guān)的單位,都存在測(cè)量的量程等，這些儀器還具有其他的一些共性的因素，請(qǐng)任意寫(xiě)出其中的兩個(gè)

。（2）某同學(xué)在做測(cè)定木板與木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：方案A：木板固定,用彈簧秤拉動(dòng)木塊，如圖(a)所示；方案B：木塊固定，用手拉動(dòng)木板，如圖(b)所示．001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(一)15.除了實(shí)驗(yàn)必需的彈簧秤、木板、木塊、細(xì)線外，該同學(xué)還準(zhǔn)備了質(zhì)量為200g的配重若干個(gè)。（g=10m/s2）FF(a)(b)零刻度、分度值、測(cè)量時(shí)須估讀等第8頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月請(qǐng)根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫(huà)出木塊所受摩擦力和壓力的關(guān)系圖象；由圖象可求出木板和木塊間動(dòng)摩擦因數(shù)是

．

①上述兩種方案中,你認(rèn)為更合理的方案

,原因是

；②該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量的物理量是

；③該同學(xué)在木塊上加放配重，改變木塊對(duì)木板的正壓力，記錄了5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345配重(個(gè)數(shù))01234彈簧秤讀數(shù)F/N0.501.001.501.802.50木塊重G/N2.004.006.008.0010.00G/NF/NB不受木板如何運(yùn)動(dòng)的限制

木塊的重力、每次拉木板時(shí)木塊和木板間的摩檫力③解：如圖所示02.04.06.08.010.00.501.001.502.002.50μ=0.25第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月011.08屆啟東市第一次調(diào)研測(cè)試卷1111．如圖所示，質(zhì)量不同的兩個(gè)物體A和B，用跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩相連．開(kāi)始時(shí)B放在水平桌面上，A離地面有一定的高度，從靜止開(kāi)始釋放讓它們運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B始終碰不到滑輪，A著地后不反彈．不計(jì)滑輪與軸間摩擦及繩子和滑輪的質(zhì)量，用此裝置可測(cè)出B物體與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．⑴在本實(shí)驗(yàn)中需要用到的測(cè)量工具是

；需要測(cè)量的物理量是

；（寫(xiě)出物理量的名稱(chēng)并用字母表示）⑵動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式為μ=

．BA天平，刻度尺A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質(zhì)量mA、mB⑵解見(jiàn)下頁(yè)第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月BA解：設(shè)A剛落地時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理，（1）A落地后B做勻減速運(yùn)動(dòng)到0，由動(dòng)能定理，（2）解(1)(2)得:第11頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、彈力和摩擦力的作用而靜止，則所以（θ稱(chēng)為摩擦角）θhR解：017.例1：

建筑工地上的黃沙堆成圓錐形，而且不管如何堆,其角度是不變的。若測(cè)出其圓錐底的周長(zhǎng)為12.5m，高為1.5m，如圖所示。（1）試求黃沙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。（2）若將該黃沙靠墻堆放，占用的場(chǎng)地面積至少為多少？（）第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）因?yàn)辄S沙是靠墻堆放的，只能堆成半個(gè)圓錐狀，由于體積不變,θ不變，要使占場(chǎng)地面積最小，則取Rx為最小，所以有根據(jù)體積公式，該堆黃沙的體積為占地面積至少為因?yàn)榭繅Χ逊胖荒芏殉砂雮€(gè)圓錐，故解得第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月040.江蘇淮安市07—08學(xué)年度第一次調(diào)查測(cè)試1010．（8分）某同學(xué)用鐵架臺(tái)將長(zhǎng)木板傾斜支在水平桌面上，組成如圖（1）所示裝置（示意圖），測(cè)量木塊沿斜面下滑的加速度。所提供的儀器有長(zhǎng)木板、木塊、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶）、學(xué)生電源、米尺、鐵架臺(tái)及導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等。圖（2）是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，紙帶上標(biāo)注了幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，其中S1=7.06cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm，則（1）A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是

m/s；（2）紙帶加速度的大小是

m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

S3A圖（2）S1S2S40.740.64第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）為了測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，該同學(xué)還測(cè)量了斜面的高h(yuǎn)和斜面的長(zhǎng)L，設(shè)加速度a、重力加速度g，則動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算式是

（用字母h、L、a和g表示）．

長(zhǎng)木板木塊紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖（1）（3）解：第15頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月012.湖北省黃岡中學(xué)08屆9月模擬考試1211、如圖（a），質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移－時(shí)間（s-t）圖象和速率－時(shí)間（v-t）圖象。整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h。（取重力加速度g=9.8m/s2，結(jié)果可保留一位有效數(shù)字）lhCAB圖(a)第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v-t圖線如圖(b)所示。從圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a=

m/s2,摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響

.(填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”)（2）此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變

,可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí),加速度與力成正比的關(guān)系;實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變

，

,可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。0.60.00.10.20.30.40.51.11.00.90.80.70.00.51.01.52.02.53.0v/(ms-1)t/s圖

(b)6不明顯,可忽略斜面高度h滑塊A的質(zhì)量M及斜面高度h,且使Mh不變第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）將氣墊導(dǎo)軌換成滑板,滑塊A換成滑塊A',給滑塊A'一沿滑板向上的初速度，A'的s-t圖線如圖(c)。圖線不對(duì)稱(chēng)是由于

造成的，通過(guò)圖線可求得滑板的傾角θ＝

(用反三角函數(shù)表示)，滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝

.0.00.20.40.50.90.80.70.00.10.20.30.40.50.6s/mt/s0.60.10.31.00.70.80.91.0圖(c)滑動(dòng)摩擦力(3)解：上滑時(shí)，s1=1/2g(sinθ+μcosθ)t12下滑時(shí)，s2=1/2g(sinθ-μcosθ)t22代入圖給數(shù)據(jù)s1=s2=0.7mt1=0.4st2=0.6s解得sinθ=0.6μ=0.3θ=arcsin0.6arcsin0.60.3題目第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月057.廣東省汕頭市2008年模擬考試1515．（10分）現(xiàn)要測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)木板（如圖）、木塊、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺．（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下?shí)驗(yàn)步驟：①讓木塊從斜面上方一固定點(diǎn)D從靜止開(kāi)始下滑到斜面底端A處，記下所用的時(shí)間t．②用米尺測(cè)量D與A之間的距離s，則木塊的加速度a＝

．DABC第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③用米尺測(cè)量長(zhǎng)木板頂端B相對(duì)于水平桌面CA的高度h和長(zhǎng)木板的總長(zhǎng)度l．設(shè)木塊所受重力為mg，木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則木塊所受的合外力F＝

．計(jì)算求出μ的值．⑤改變_______________________________________,重復(fù)上述測(cè)量和計(jì)算．⑥求出μ的平均值．μ

＝___________________________，代入測(cè)量值④根據(jù)牛頓第二定律，可求得動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式解：長(zhǎng)木板的傾角(或長(zhǎng)木板頂端距水平桌面的高度)第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）在上述實(shí)驗(yàn)中，如果用普通的秒表作為計(jì)時(shí)器,為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，某同學(xué)提出了以下的方案：A．選用總長(zhǎng)度l較長(zhǎng)的木板．B．選用質(zhì)量較大的木塊．C．使木塊從斜面開(kāi)始下滑的起點(diǎn)D離斜面底端更遠(yuǎn)一些．D．使長(zhǎng)木板的傾角盡可能大一點(diǎn)．其中合理的意見(jiàn)是

．（填寫(xiě)代號(hào)）AC題目第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月gk012.2008年高考理綜寧夏卷22Ⅱ、22、Ⅱ、物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)線與托盤(pán)連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤(pán)中放入適量砝碼，滑塊開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器滑塊砝碼托盤(pán)第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑴上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a＝

（保留三位有效數(shù)字）.1.401.892.402.883.393