摩擦力實驗解答總結(jié)-2024高考實驗攻略

專題4摩擦力實驗解答總結(jié)

【本專題涉及到的常見的實驗】

1、實驗：測量動摩擦因數(shù)

2、實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

3、實驗：驗證動能定理（探究做功與速度變化的關(guān)系）

【旗總結(jié)提升】

測定動摩擦因數(shù)實驗一般結(jié)合在“測量做直線運動物體的瞬時速度”“探究加速度與物體受

力、物體質(zhì)量的關(guān)系”或“探究平拋運動的特點”等實驗中考查。實驗的原理是：利用打點

計時器等器材測出物體做勻變速運動的加速度，再利用牛頓第二定律計算動摩擦因數(shù)，或者

利用平衡條件、動能定理或能量守恒定律等計算動摩擦因數(shù)。

1、應(yīng)用動力學方法測動摩擦因數(shù)

測定動摩擦因數(shù)實驗一般結(jié)合在“測量做直線運動物體的瞬時速度”“探究加速度與物體受

力、物體質(zhì)量的關(guān)系”或“探究平拋運動的特點”等實驗中考查。實驗的原理是：利莊打點

計時器等器材測出物體做勻變速運動的加速度，再利用牛頓第二定律計算動摩擦因數(shù)，或者

利用平衡條件、動能定理或能量守恒定律等計算動摩擦因數(shù)。

2、利用能量方法測動摩擦因數(shù)的原理：

在利用能量的觀點測定動摩擦因數(shù)時，關(guān)鍵點是求出摩擦力以外的力所做的功，而這些功最

終又是通過摩擦力來消耗的，以此將摩擦力以外的力做的功與摩擦力做的功建立等量關(guān)系,

最后求出動摩擦因數(shù)。

［例題1］某物理興趣小組在一次探究活動中，想測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)，實

驗裝置示意圖如圖1所示，光電門固定在水平長木板的。點，拉力傳感器（圖中未畫出）

固定在滑塊上，不可伸長的細線通過定滑輪將傳感器馬鉤碼相連。

光遮光條

電滑塊

門

OA

鉤碼

圖I

①用刻度尺測出遮光條釋放點八創(chuàng)固定光電門的O點距離為L.用游標k尺測量遮光條的

寬度小

②調(diào)整定滑輪使細線水平；

③讓滑塊從A點由靜止釋放，滑塊在鉤碼的拉動下做加速運動，測出遮光條經(jīng)過光電門所

用的時間，然后求遮光條經(jīng)過光電門時的速度為,，讀出力傳感器的示數(shù)為F；

④換用不同質(zhì)量的鉤碼多次重復步驟③，測出多組遮光條經(jīng)過光電門時的速度1和力傳感

器的示數(shù)F；

⑤根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)作出圖像，根據(jù)圖像求出動摩擦因數(shù)。

回答卜列問題：

(D根據(jù)上述步驟測出的物理量可知，滑塊的加速度;

，尸

(2)根據(jù)數(shù)據(jù)作出(選填”一尸、“丫”或廣，)圖像，得到如圖2所示的一

條直線，縱坐標取國際單位，根據(jù)所作圖像求出滑塊、力傳感器以及遮光條的總質(zhì)量M=

kg；滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)。(測得L=1m,重力加速度g取IOm/s2,

結(jié)果均保留2位有效數(shù)字:，

【答案】2LV2—F1.00.30

【解析】(I)根據(jù)速度位移公式

v2=2aL

解得加速度為

/

a=—

1L

(2)由牛頓第二定律可得

FrMg=Ma

所以

91

d=尸-2/igL

.AL

由此可知作盧一尸的圖像為一條直線;

圖像的斜率為

6-0.2L

K——

-3_(TM

可得

M=1.0kg

圖像的截距為

—6=-2pgL

解得

fi=0.30

［例題2］某學習小組利用下圖的裝置測定動摩擦因數(shù)?，F(xiàn)有木質(zhì)軌道(表面粗糙程度相同

的斜面和水平面在交線B處平滑連接)、小物塊(可看做質(zhì)點)、刻度尺。只用上述器材就

可以測定小鐵塊與木質(zhì)軌道間的動摩擦因數(shù)實驗步驟如下：

乙

(1)將一小物塊從斜面上的A點由靜止釋放，滑到水平面上的。點停下；

(2)用鉛垂線測定A點在水平面的投影點O,用刻度尺測量CO的長度，如乙圖所示：C。

的長度x=------cm；

(3)還需要用刻度尺測量某一物理量是：；

A.Q4的高度hB.AB的長度LC.OB的長度S

(4)小物塊與木質(zhì)軌道間的動摩擦因數(shù)可表示為〃=-------(用字母表示)。

Ji

【答案】4939(49.38~49.40)Ax

【解析】(2)根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則，讀數(shù)為49.39(49.38-49.40)cm。

(3)設(shè)斜面傾角為9,40的高度h,A到C全過程有

mghcos9)——/〃明|---—|=0

sin"I

解得

h

〃=

x

可知需要測量A。的高度h。

故選Ao

(4)根據(jù)上述可知，小物頭與木質(zhì)軌道間的動摩擦因數(shù)可表示為

h

〃=

X

［例題3］為測量一鐵塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)，一同學通過固定在桌邊的光滑定滑輪用

細線將鐵塊與物塊連接在一起，如圖所示。為方便數(shù)據(jù)處理，所用的物塊與鐵塊質(zhì)量相等。

該同學首先用刻度尺測出物塊釋放前離地面的高度，然后將鐵塊與物塊同時由靜止釋放，測

得鐵塊在水平桌面的最大位移為L(鐵塊始終未與滑輪相碰)。試分析：

鐵塊

(1)固定定滑輪高度的要求是;

(2)利用測得的數(shù)據(jù)表示鐵塊與桌面的動摩擦因數(shù)〃，則〃=-------:

(3)不斷改變h,L也相應(yīng)改變，作出的心一〃圖像為一過原點的直線，直線的斜率k=3,

則”=------(結(jié)果保留一位小數(shù))。

【答案】保證鐵央與定滑輪之間的細級與桌面平行2L-h0.2

【解析】(1)由于實驗時，應(yīng)使鐵塊做勻變速直線運動，即細線的拉力需要保持恒定，因此

固定定滑輪高度需要保證鐵塊與定滑輪之間的細線與桌面平行。

(2)對鐵塊與物塊整體有

mgh-/imgh=1乂2mv2

物塊落地后對鐵塊有

-ptng[L—!i)--mv2

解得

h

u=

2L-h

(3)根據(jù)上述有

結(jié)合題意有

2。

解得

幺=0.2

[例題4]一物理興趣小紐同學在研究彈簧彈力時，測得彈簧彈力大小尸和彈簧長度L的關(guān)

系如圖中所示，請回答下列問題：

(1)由圖甲中的數(shù)據(jù)可知：彈簧原長4=cm；彈簧勁度系數(shù)；N/mo

(2)為用彈簧測力計測定兩木塊A、B間的動摩擦因數(shù)〃，某同學設(shè)計了如圖乙所示的實

驗方案。若A和B的重力分別為10.0N和8.0N,當A被拉動時，彈簧測力計。的示數(shù)為

4.0N,b的示數(shù)為7.0N，則A、B間的動摩擦因數(shù)//=。

6a-~~

胃*?*^B/,.，

/A口-一?

乙

【答案】10500.5

【解析】(1)根據(jù)胡克定律可得

F=kQ-L0)

結(jié)合圖線可得

F=0.5(L-10)

故彈簧的原長為

Lo-10cm

圖線斜率表示彈簧勁度系數(shù)，所以

k=0.5N/cm=50N/m

(2)B靜止，處于平衡狀態(tài)，對B,由平衡條件可知A、B之間滑動摩擦力為

/=冗=4.0N

/="N=

則動摩擦因數(shù)為

1.某同學用如圖甲所示的裝置測量滑塊與水平桌面之畫的動摩擦因數(shù)，實驗過程如下:

（1）用游標卡尺測量出固定于滑塊上的遮光條的寬度&如圖乙所示，d=mm。

在桌面上合適位置固定好彈簧和光電門，將光電門與數(shù)字計時器（圖中未畫出）連接。

（2）用滑塊把彈簧壓縮到某一位置，測量出滑塊到光電門的距離A-O釋放滑塊，測出滑塊

上的遮光條通過光電門所用的時間/,則此時滑塊的速度v=（用題中所給字

母表示）O

（3）通過在滑塊上增減祛碼來改變滑塊的質(zhì)量加，仍用滑塊將彈簧壓縮到（2）中的位置,

重復（2）的操作，得出一系列滑塊質(zhì)量機與它通過光電門時的速度v的值。根據(jù)這些數(shù)值,

作出廿-〃「/圖像如圖丙所示。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間。由圖像可知，滑塊與水平桌面之

間的動摩擦因數(shù)4=。

色_b_

【答案】5.70/2gx

【解析】（1）根據(jù)游標卡尺讀數(shù)，可知

t/=5nim+14x0.05mm=5.70inm

（2）滑塊通過光電門的速度為

d

V-

t

（3）根據(jù)動能定理，有

?〃〃但工=’機/一耳0

聯(lián)立方程，整理得

，=2線?！?2〃gx

由圖象可知

=b

解得

b

2.某同學利用圖（甲）所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物

的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從

紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖（乙）所示。

打點計時器電源的頻率為50Hzo

打點計時器物塊細線

(甲)

(1)本實驗(填“需要”或"不需要”)滿足重物質(zhì)量遠小于物塊質(zhì)量。

(2)物塊減速運動過程中加速度的人小為m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

a

(3)若用g計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)(g為重力加速度)，則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)

的真實值(填“偏大’或“偏小”)。

【答案】不需要2.00偏大

【解析】(1)本實驗不需要用重物的重力代替物塊所受的拉力，故不需要滿足重物質(zhì)量遠小

于物塊質(zhì)量。

(2)由紙帶可知，計數(shù)點7往后做減速運動，根據(jù)逐差法得

山.”-年9(6.60+4.60)x10-2-(10.60+8.61)x1O-2,…

a=---0--2--=------------------------------------m/s2s-2.00m/s-

(240.22

負號表方向，則加速度大小為2?。()1】論2。

(3)在減速階段產(chǎn)生加速度的力是滑動摩擦力和紙帶受的阻力，所以計算結(jié)果比動摩擦因

數(shù)的真實值偏大。

3.某同學用如圖中所示的裝置測量物塊與木板間的動摩擦因數(shù)。

甲乙丙

(1)用游標卡尺測量擋光片的寬度，其示數(shù)如圖乙所示，則擋光片的寬度d=mm。

(2)使物塊每次都從斜面上的4點由靜止滑下，改變光電門的位置B,測量4、B之間的

1s」

距離S，并記下相應(yīng)的擋光時間I,獲得多組數(shù)據(jù)。若以s為縱軸、72為橫軸作出的圖

像如圖丙所示，則物塊的加速度大小m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)若測得木板的傾角為30,取重力加速度大小g=10m/s2,結(jié)合(1)、(2)的結(jié)果，則

物塊與木板間的動摩擦因數(shù)"=(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】2.002.00.35

【解析】(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為

2mm+0.05xOmni=2.00mm

(2)物塊通過光電門的速度

d

V-

t

根據(jù)

v:=2as

解得

di_L

S--

2al2

結(jié)合圖內(nèi)有

d21.0

2a1.0MIO6

解得

a=2.0m/s2

(3)根據(jù)

mgsin9-/Jmgcos9=ma

解得

"必035

4.某實驗小組設(shè)計了圖甲所示的實驗裝置來測最滑塊與平板間的動摩擦因數(shù)。長木板固定

在水平桌面上，力傳感器和光電門固定在豎直的支架上，輕繩懸掛的重物上固定一窄遮光條。

實驗時重物每次都從支架4處由靜止釋放，改變重物的質(zhì)量，重復上述操作，記錄多組遮

光條通過光電門時的遮光時間A和力傳感器示數(shù)尸的數(shù)據(jù)。已知A、8之間的距離為L,重

力加速度為g，不計輕繩、滑輪的質(zhì)量及滑輪上的摩擦。

(1)測量遮光條寬度時，游標卡尺的示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度d=ir.m；

(2)以尸為縱坐標，(*)?為橫坐標，作圖如圖丙所示，已知直線的斜率為匕截距為b,

則滑塊的質(zhì)量，滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為產(chǎn)(用人小鼠

g、L表示)。

8Ubd2

【答案】3.10硒

【解析】(1)游標卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和，所以遮光條的寬度為

J=3mm+2-0.05mm=3.10mm

(2)對滑塊，根據(jù)牛頓第二定律有

1F—乂Mg=Ma

對重物，根據(jù)運動學公式有

v2=2.2z/L

d

V-

V

聯(lián)立可得

1〃Md?1

F=/Mg+-

8￡(.V)2

結(jié)合題意可得

b=或Mg

Md2

k=8L

解得

8U

M=,

d2

b片

"=4gU

5.某興趣小組利用智能手機探究滑塊與一長木板間的動摩擦因數(shù)，設(shè)計如圖甲所示的實驗

裝置。將長木板固定在水平桌面上，長木板的左側(cè)固定一光滑定滑輪，滑塊放在長木板的右

端，并把智能手機固定在滑塊上，打開智能手機測量加速度的APP,用細線通過定滑輪與

滑塊及鉤碼相連。通過改變鉤碼的個數(shù)，改變鉤碼的總質(zhì)品/〃，獲得不同的加速度〃，并作

出〃與〃心一。)的圖像如乙圖所示。圖線與橫軸的截距為與縱軸的截距為一J不計空氣

阻力，重力加速度為g。

智能手機

甲

(1)關(guān)于該實驗，下列說法不正確的是

A.鉤碼的質(zhì)量應(yīng)該遠小于智能手機和滑塊的質(zhì)量

B.細線的拉力小于鉤碼的重力

C.細繩應(yīng)該始終與長木板平行

(2)根據(jù)圖像可得滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為；同時該興趣小組還測出了滑塊和

手機的總質(zhì)量為。

cb

【答案】Agc

【解析】(1)A.設(shè)滑塊和手機的質(zhì)量為對鉤碼和滑塊以及手機組成的系統(tǒng)由牛頓第二

定律有=(M+ra)a

整理可得

m(s-a)

a=-〃g

M

可得本實驗中加速度〃與皿g-力成一次函數(shù)。由于實驗中并沒有認為鉤碼的重力與細線的

拉力近似相等，因此不需要鉤碼的質(zhì)量應(yīng)該遠小于智能手機和滑塊的質(zhì)量，故A錯誤，符

合題意：

B.釋放鉤碼后，鉤碼也具有向下的加速度，則繩子的拉力小于鉤碼的重力，故B正確，不

符合題意：

C.為了讓繩子拉滑塊的力為恒力，則細繩應(yīng)該始終與長木板平行，故C正確，不符合題意。

故選Ao

(2)根據(jù)上述有

m(g-a)

Q=--Mg

M

結(jié)合圖像有

1c

-c="gMb

解得

6.某實驗小組用如圖所示的裝置測量物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)。左端有光滑輕質(zhì)定滑

輪的木板水平固定在桌面上，木板上安裝的兩個光電門1、2中心間距離L=0.250m,繞過

定滑輪的細線一端連在裝有遮光片的物塊上，連接物塊的細線與木板平行，另一端吊著裝有

沙的沙桶，先將物塊固定在木板右側(cè)。已知物塊和遮光片的總質(zhì)量為0?5kg,當?shù)刂亓铀?/p>

mz

唬=10s2o

光電門2光電門1

沙和沙桶

(1)用游標k尺測出遮光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度，l---------------

0主尺12

0游標尺10

(2)釋放物塊，物塊上的遮光片通過光電門1、2時的遮光的時間分別為乙=1炳工1°?“，

4?5.45x10%,物塊運溝的加速度〃=m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)若沙桶和沙的總質(zhì)量為0?2kg,物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)〃=.。(結(jié)果

保留兩位有效數(shù)字)

【答案】5.451.50.19

【解析】(1)游標卡尺的精度為0?05mm,遮光片的寬度

d=5mm+9.0.05mm=5.45mm

(2)物塊通過光電門的時間較短，可用平均速度代替瞬時速度，遮光片通過兩光電門的速

度大小分別為

d545x101八-/

,=-=/m/s=0.5m/s

I1/.,1?.n0n9.1m0-”2--

%=-=")：m/s=l.Om/s

2J

t25.45xlO-

根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有

片一片二2aL

解得

a=1.5m/s2

(3)將沙桶和沙與物塊看成整體，由牛頓第二定律可得

mg-^Mg=(tn+M)a

代入數(shù)據(jù)解得

〃=0.19

7.如圖甲是實驗室測定小物塊和水平面之間動摩擦因數(shù)的實驗裝置，將帶有遮光條的物體

由曲面的頂端無初速度釋放，物體經(jīng)過光電門瞬間可通過數(shù)字計時器記錄遮光條的擋光時間,

經(jīng)過一段時間物體停在水平面上的A點，重力加速度大小為g。

數(shù)字計時器

\光電門lol遮光條

A

甲

012345

山山什冊的州!1忡刑郵相加刊出廿卅卜卅

OI234S6789O

乙

(1)實驗需用游標卡尺(50分度)測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，d=

mm；

(2)為了完成本實驗，還需要測量A點到光電門的距離s與遮光條通過光電門的時間3則

動摩擦因數(shù)的表達式為〃=-----------；(用所測得物理量的符號和重力加速度g表示)

(3)為了減小實驗誤差，實驗小組從曲面的不同位置釋放物體，得到多組數(shù)據(jù)，采用圖象

法來處理實驗數(shù)據(jù)，下列紹象正確的是___________。

【答案】6.802gsFB

(解析】(1)游標卡尺讀數(shù)為：主尺讀數(shù)+游標尺的讀數(shù)=6mm+4O0.02mm=6.80mnio

(2)遮光條通過光電門的速度為

d

v-

t

由動能定理可得

-pmgs=0—mv1

聯(lián)立解得

V2.2

“2gs2gs尸

(3)根據(jù)

(I1

整理可得

,L衛(wèi)舉

F，d2s

所以B正確；ACD錯誤;

故選Bi,

8.用實驗測量小滑塊與木板表面間的動摩擦因數(shù)〃，已知當?shù)刂亓铀俣葹橥?/p>

(1)第一實驗組采用如圖甲所示的裝置測量。將足夠長的木板水平放置，彈簧的一端與固

定擋板相連，另一端緊靠帶有遮光條的小滑塊但不與之拴接，彈簧處于原長時整個彈簧都在

光電門左側(cè)。先用小滑塊壓縮彈簧至某一位置，釋放后記錄小滑塊上的遮光條通過光電門的

擋光時間3并測量小滑塊停止時的位置B與光電門中心A的距離L.

①利用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度為*—mm：

②多次重復實驗，記錄多組S4數(shù)據(jù)。選擇L為縱軸，為橫軸，擬合得到一條過坐標

原點的傾斜直線。若該直線的斜率為女，則小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)的表達式為“=

(用題目中已有的符號表示)。

(2)第二實驗組使用位移傳感器設(shè)計了如圖閃所示的實驗裝置，讓小滑塊從傾斜木板上的人

點由靜止釋放，與計算機連接的位移傳感器可以測出小滑塊到傳感器的距離X,并能描繪出

這個x隨時間/變化的圖像。某次實驗得到的圖像如圖丁。

①根據(jù)圖丁，可計算出0小時刻小滑塊的速度大小-=m/s,小滑塊的加速度大小

m/s?。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

②為了測定小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)〃，本次實驗還必須測量的物理量是

A.小滑塊的質(zhì)量B.小滑塊的寬度C.木板的長度D.木板的傾角

2e

【答案】2.7P2kgo.8O20D

【解析】（1）由圖乙所示游標卡尺可知，主尺示數(shù)為2mm,游標尺示數(shù)為

7x0.1mm=0.7mm,游標卡尺讀數(shù)

d=2mm+7-0.1mm=2.7mm

滑塊做勻減速運動根據(jù)牛頓第二定律可知

l/nig=ma

根據(jù)速度位移公式

v2=2〃理

其中

d

V-

t

解得

L一?

r

為測量小滑塊與木板表面間的動摩擦因數(shù)〃，記錄多組（八與數(shù)據(jù)，選擇L為縱軸，應(yīng)選擇

1

〃為橫軸。

該直線的斜率為k,則

整理得

_dL

〃=2依

（2）對物體A進行受力分析可得，A受重力、支持力和斜面對A摩擦力，由牛頓笫二定

律得

mgsin9-/jmgcos9=ma

解得

a=gsin9-cos9

分析得，物體做勻變速直線運動，則運動學關(guān)系可得

代入乙圖數(shù)據(jù)可得

a=2.0m/s2

可計算出04s時刻小滑塊的速度大小

v=al=2-0.4m/s=0.8ni/s

根據(jù)牛頓第二定律求得加速的表達式

a=gsin9_"gcos9

為測定小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)”，本次實驗還必須測量的物理量是木板的傾角。

故選Do

9.為測量滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)，某實驗小組設(shè)計如圖1所示的裝置“理想彈

簧的左端固定在水平桌面上，原長時在彈簧右端位置處固定光電門，滑塊上固定遮光條，已

知滑塊和遮光條的總質(zhì)量為相，當?shù)氐闹亓铀俣葹椤?

（1）用游標卡尺測出遮光條的寬度d如圖2所示，則，/=mm。

（2）用滑塊（與彈簧接觸但不連接）壓縮彈簧，松手后遮光條通過光電門的時間為，測

得滑塊停下的位置到光電門的距離為，改變彈簧的壓縮量，重復實驗，作出S—k圖像如

圖3所示，測出其圖像斜率為火，滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為（用

d、g、k表示）。若某次實驗過程測得彈簧壓縮量為~,遮光條通過光電門的時間為〃，則

壓縮彈簧時彈簧的彈性勢能與壓縮量X間的關(guān)系為綜=--------------（用題中的字母表示）。

【答案】14.50

【解析】（I）游標卡尺讀數(shù)為

1.4根10mm+10根().05mm=14.50mm

(2)根據(jù)運動學規(guī)律可知

（》）|二2〃gs

變形得到

d21

5,弧丁

s」

所以r圖像的斜率

.d1

k=^—

lux

解得動摩擦因數(shù)為

根據(jù)動量守恒，壓縮彈簧時彈簧的彈性勢能最后轉(zhuǎn)化為摩擦力產(chǎn)生的熱量，所以

穌=必咫(。+$)

帶入數(shù)據(jù)可得

耳二分"住+/

10.某實驗小組在測木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板

水平固定，調(diào)整定滑輪高度，使細線與長木板平行。

木塊城帶電.花計了需

Q'II_I1卜Cx怛B％」CD-

ttwa匕60加g油?位:e

WI圖2

(1)實驗過程中，電火花可點計時器應(yīng)接在(選填“直流”或“交流”)電源上。

(2)圖2是實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，A、8、C、。、E為五個計數(shù)點，相鄰兩個

計數(shù)點之間還有4個點未畫出。測得計數(shù)點間的距離如圖所示，試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間

的距離，計算出打。點時小車的瞬時速度匕產(chǎn)-------m/s,小車運動的加速度

2

m/sO

(3)已知重力加速度為,測得木塊的質(zhì)量為M,祛碼盤和祛碼的總質(zhì)量為加，木塊的加

速度為a,則木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)〃=。

【答案】交流0.391.26Mg

【解析】(1)電火花打點計時器應(yīng)接在交流電源上；

(2)相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔

T=5)0.02s=0.Is

打。點時小車的瞬時速度

(105.60-27.60。1()T

V="CE-=0.39m/s

D2T2)0.I

小車運動的加速度

(V4?J)2

a=-14---1------------L=.26m/s'

(2T72

(3)小車在運動過程中受到繩的拉力廠和滑動摩擦力，則有

F-=Ma

其中

mg-F=ma

解得

"i父-Q〃+M）a

“=一

Mg

II.如圖甲所示，某興趣小組利用力傳感器、加速度傳感器、動滑輪和定滑輪等實驗儀器測

量物塊的質(zhì)量M和物塊與臺面間的動摩擦因數(shù)”。調(diào)節(jié)定滑輪高度，使細線與臺面平行，

不計滑輪與細線、輪軸間摩擦。已知當?shù)氐闹亓铀俣刃?0m/s2。

（1）為了達到實驗?zāi)康?，實驗前，（填“需要”或“不需要”）將臺面調(diào)整到水平。

實驗中，動滑輪質(zhì)量（填"會”或“不會”）影響實驗結(jié)果。

（2）物塊質(zhì)量M不變，將鉤碼放入托盤中，將托盤靜止釋放并記錄加速度傳感器數(shù)值〃與

力傳感器數(shù)值F,改變鉤碼個數(shù)多次實驗，作出〃一尸圖像，如圖乙所示，則動摩擦因數(shù)〃

=，物塊的質(zhì)量M=kg。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）現(xiàn)將物塊換成小車，用該裝置測量一個不規(guī)則的小物體的質(zhì)量，吸實驗步驟如下：

①小車空載時進行實驗并采集數(shù)據(jù)?；

②，聞放入小車中進行實驗并采集數(shù)據(jù)；

③作出兩次實驗的4一尸圖像如圖丙所示，則小物體的質(zhì)量〃?尸（結(jié)果用力、c、d

表示）。

d^-,c

【答案】需要不會0.200.602b

【解析】（1）為了達到實驗?zāi)康模瑢嶒炃靶枰獙⑴_面調(diào)整到水平，因為水平時對物塊有

%=Mg

K=〃尸N

得物體受到的摩擦力大小

工=“Mg

所以將臺面調(diào)整到水平，從而方便研究〃及M；

由于物塊受到的拉力可由力傳感器直接測出，故實驗結(jié)果不受滑輪質(zhì)量的影響；

（2）由于動滑輪省力但費距離，且加速度傳感器測量的是機的加速度則對滑塊，其加

速度為2”,根據(jù)牛頓第二定律有

F-pMg=M.2a

整理得

八」-F/g

2M2

結(jié)合圖乙可得

J_____1_

2M~1.2

”=1.0

可得

M=0.60kg〃=0.20

(3)空載時，對小車有

F-Mg=M)?2a

即

a=」-F』區(qū)

2Mo2

放入/后，有

F-孤Mo+m0)g=(M()+恤)-2,

即

a=—!—i

2(M)+m0)2

結(jié)合圖丙可得

]b

2Moc

]b

2(M+)d

聯(lián)立可得

/,2b

12.某同學設(shè)計了一個利用已安裝加速度傳感器的手機測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)的

實驗，實驗裝置如圖(a)所示。

①將手機用膠帶固定在木塊上，把木塊放置在木板上。調(diào)整小滑輪使細線與水平木板平行

并與豎直細線在同一豎直平面內(nèi)，以保證木塊能夠沿細線方向做直線運動。

②將砂和砂桶釋放，細線帶動木塊由靜止開始做勻加速直線運動。讀出彈簧測力計的示數(shù)

F,并記錄手機所顯示的木塊運動的加速度ao

③改變砂和砂桶的總質(zhì)量，重復步驟②多次進行實驗。

④根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出木塊運動的加速度。與其對應(yīng)的彈簧測力計的示數(shù)”變化的圖像，如

圖（b）所示。

根據(jù)上述信息，回答下列問題：

（I）該同學從手機說明書上查到該手機的質(zhì)量為150g,已知重力加速度大小為

g=10m/s\根據(jù)圖像數(shù)據(jù)可得木塊的質(zhì)量〃?為kg,不計固定手機所用膠帶的質(zhì)量,

木塊與長木板之間的動