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1、测测 定定 动动 摩摩 擦擦 因因 数数复习精要复习精要 方案一方案一 方案二方案二 方案三方案三001.南京师大南京师大08届物理之友力学届物理之友力学 综合综合(一一)15011.08届启东市第一次调研测试卷届启东市第一次调研测试卷11017.例例1040.江苏淮安市江苏淮安市0708学年度第一次调查测试学年度第一次调查测试10 012.湖北省黄冈中学湖北省黄冈中学08届届9月模拟考试月模拟考试 12057.广东省汕头市广东省汕头市2008年模拟考试年模拟考试15 gk012.2008年高考理综宁夏卷年高考理综宁夏卷22 测测 定定 动动 摩摩 擦擦 因因 数数探究设计实验要求学生将自己掌
2、握的物理知识和实探究设计实验要求学生将自己掌握的物理知识和实验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的器材去研究物理现象，探究物理规律或测定物理量器材去研究物理现象，探究物理规律或测定物理量的值的值。如果如果实验实验有几个方案可供有几个方案可供选择选择，要求学生能，要求学生能对对几个几个方案的方案的优优缺点缺点进进行比行比较较，从各个，从各个实验实验方案中方案中选择选择最最佳方案佳方案进进行行实验实验，这这有助于培养学生的探究创造能有助于培养学生的探究创造能力。
3、力。下面以下面以“测定木块与木板间的动摩擦因数测定木块与木板间的动摩擦因数”的实验的实验为例进行分析：为例进行分析：复习精要复习精要通过探究知道步骤通过探究知道步骤2中拉力的数据是摩擦块在水平木中拉力的数据是摩擦块在水平木板上做匀速直线运动的过程中直接读取的，其存板上做匀速直线运动的过程中直接读取的，其存在三个缺陷：在三个缺陷：图图1方案一、方案一、如图如图1所示装置所示装置实验步骤是：实验步骤是：1、用弹簧秤测定摩擦块的重力、用弹簧秤测定摩擦块的重力G。2、用弹簧秤拉着摩擦块在水平木板上做匀速直线运、用弹簧秤拉着摩擦块在水平木板上做匀速直线运动，测其拉力动，测其拉力 ，3、用测量得到的滑动摩
4、擦力和正压力的关系来求动、用测量得到的滑动摩擦力和正压力的关系来求动摩擦因数。摩擦因数。正压力正压力根据平衡条件：根据平衡条件：，匀速直线运动很难控制；匀速直线运动很难控制；运动中数据不够准确；运动中数据不够准确；无法研究在变速运动中滑动摩擦力是否改变。无法研究在变速运动中滑动摩擦力是否改变。这样的设计可较好地控制摩擦块做匀速直线运动，但这样的设计可较好地控制摩擦块做匀速直线运动，但其调节过程比较困难，而且用目测方法判断摩擦块是其调节过程比较困难，而且用目测方法判断摩擦块是不是做匀速直线运动，缺乏可靠性，说服力不强，也不是做匀速直线运动，缺乏可靠性，说服力不强，也无法研究变速运动中滑动无法研究
5、变速运动中滑动摩擦力是否改变摩擦力是否改变,并且该实并且该实验中因滑轮有摩擦对实验验中因滑轮有摩擦对实验结果也会造成一定的影响。结果也会造成一定的影响。图图2方案二、方案二、如图如图2所示：所示：实验步骤实验步骤2是调节木板呈水平状态，然后往砝码盘是调节木板呈水平状态，然后往砝码盘中添加砝码直到用手推一下摩擦块后，摩擦块能在中添加砝码直到用手推一下摩擦块后，摩擦块能在木板上做匀速直线运动为止，木板上做匀速直线运动为止，此时砝码与砝码盘的总重力此时砝码与砝码盘的总重力G与滑动摩擦力与滑动摩擦力 相等，相等，2、用固定的弹簧秤拴住摩擦块使其位于水平木板上，、用固定的弹簧秤拴住摩擦块使其位于水平木板
6、上，用重物通过滑轮来拉动木板运动，摩擦块与弹簧用重物通过滑轮来拉动木板运动，摩擦块与弹簧秤处于静止状态，秤处于静止状态，图图3方案三、方案三、3、用测得的滑动摩擦力的值和正压力的关系来求、用测得的滑动摩擦力的值和正压力的关系来求动摩擦的因数。动摩擦的因数。实验装置如图实验装置如图3所示：所示：实验步骤为：实验步骤为：1、用弹簧秤测出摩擦块的重力、用弹簧秤测出摩擦块的重力G；根据平衡条件：根据平衡条件：，正压力，正压力该方案实验过程简单易行，能便于学生对滑动摩擦该方案实验过程简单易行，能便于学生对滑动摩擦力的性质做理性的理解。力的性质做理性的理解。通过探究得出方案三有以下优点：通过探究得出方案三
7、有以下优点：变摩擦块运动为木板运动，解决了实验装置图变摩擦块运动为木板运动，解决了实验装置图1和图和图2中控制摩擦块匀速直线运动的困难，也可演示滑动中控制摩擦块匀速直线运动的困难，也可演示滑动摩擦力的大小与物体相对运动速度的大小无关；摩擦力的大小与物体相对运动速度的大小无关；变研究对象（摩擦块）由运动平衡为静止平衡，变研究对象（摩擦块）由运动平衡为静止平衡，变弹簧秤在运动中读数为在静止中读数，利于观察实变弹簧秤在运动中读数为在静止中读数，利于观察实验现象，便于准确读数；验现象，便于准确读数；避免了实验装置避免了实验装置2中因滑轮有摩擦对实验结果产生的中因滑轮有摩擦对实验结果产生的影响。提高了实
8、验的准确性和可靠性。影响。提高了实验的准确性和可靠性。15（13分分）（1）弹弹簧簧测测力力计计、刻刻度度尺尺、天天平平、量量筒筒、电电流流表表、电电压压表表、多多用用电电表表等等，都都是是中中学学物物理理实实验验中中的的常常用用仪仪器器，虽虽然然它它们们测测量量的的物物理理量量各各不不相相同同，但但是是它它们们却却存存在在一一些些共共性性，例例如如，它它们们都都有有与与被被测测物物理理量量相相关关的的单单位位,都都存存在在测测量量的的量量程程等等，这这些些仪仪器器还还具具有有其其他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个 。（2）某某同同学学在在做做测测
9、定定木木板板与与木木块块间间的的动动摩摩擦擦因因数数的的实实验时，设计了两种实验方案：验时，设计了两种实验方案：方案方案A：木板固定：木板固定,用弹簧秤拉动木块，如图用弹簧秤拉动木块，如图(a)所示；所示；方案方案B：木块固定，用手拉动木板，如图：木块固定，用手拉动木板，如图(b)所示所示001.南京师大南京师大08届物理之友力学届物理之友力学 综合综合(一一)15.除了实验必需的弹簧秤、木板、除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外，该同学还准备了木块、细线外，该同学还准备了质量为质量为200g的配重若干个。的配重若干个。（g=10m/s2）FF(a)(b)零刻度、分度值、测量时须估读等零刻
10、度、分度值、测量时须估读等请根据上述数据画出木块所受摩擦力请根据上述数据画出木块所受摩擦力和压力的关系图象；由图象可求出木和压力的关系图象；由图象可求出木板和木块间动摩擦因数是板和木块间动摩擦因数是 上述两种方案中上述两种方案中,你认为更合理的方案你认为更合理的方案 ,原因是原因是 ；该实验中应测量的物理量是该实验中应测量的物理量是 ；该该同同学学在在木木块块上上加加放放配配重重，改改变变木木块块对对木木板板的的正正压压力力，记录了记录了5组实验数据，如下表所示：组实验数据，如下表所示：实验次数实验次数12345配重配重(个数个数)01234弹簧秤读数弹簧秤读数F/N0.501.001.501
11、.802.50木块重木块重G/N2.004.006.008.0010.00G/NF/NB不受木板如何运动的限制不受木板如何运动的限制 木块的重力、木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩檫力每次拉木板时木块和木板间的摩檫力 解：解：如图所示如图所示02.04.06.08.010.00.501.001.502.002.50届启东市第一次调研测试卷届启东市第一次调研测试卷11 11如如图图所所示示，质质量量不不同同的的两两个个物物体体A和和B，用用跨跨过过定定滑滑轮轮的的细细绳绳相相连连开开始始时时B放放在在水水平平桌桌面面上上，A离离地地面面有有一一定定的的高高度度，从从静静止止开开始始释释放放
12、让让它它们们运运动动，在在运运动动过过程程中中B始始终终碰碰不不到到滑滑轮轮，A着着地地后后不不反反弹弹不不计计滑滑轮轮与与轴轴间间摩摩擦擦及及绳绳子子和和滑滑轮轮的的质质量量，用用此此装装置置可可测测出出B物体与水平桌面间的动摩擦因数物体与水平桌面间的动摩擦因数在本实验中需要用到的测量工具是在本实验中需要用到的测量工具是 ；需要测量的物理量是需要测量的物理量是 ；（写出物理量的名称并用字母表示）（写出物理量的名称并用字母表示）动摩擦因数动摩擦因数的表达式为的表达式为=BA天平，刻度尺天平，刻度尺 A距地面的高度距地面的高度h，B在桌面上滑行的总距离在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量的质量m
13、A、mB解见下页解见下页BA解：解：设设A刚落地时速度为刚落地时速度为v，由动能定理，由动能定理，（1）A落地后落地后B做匀减速运动到做匀减速运动到0，由动能定理，由动能定理，（2）解解(1)()(2)得得:（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力的作用而静止，则的作用而静止，则所以所以（称为摩擦角）称为摩擦角）hR解：解：017.例例1：建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管如何堆如何堆,其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为12.5m，高为，高为1.5m，如图所示。，如图所示
14、。（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。）试求黄沙之间的动摩擦因数。（2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少为多少？（为多少？（）（2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥状，由于体积不变状，由于体积不变,不变，要使占场地面积最小，不变，要使占场地面积最小，则取则取Rx为最小，所以有为最小，所以有根据体积公式，该堆黄沙的体积为根据体积公式，该堆黄沙的体积为占地面积至少为占地面积至少为因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故解得解得040.江苏淮安市江苏淮安市0708学年度第一次调查测试学年度
15、第一次调查测试10 10（8分分）某某同同学学用用铁铁架架台台将将长长木木板板倾倾斜斜支支在在水水平平桌桌面面上上，组组成成如如图图（1）所所示示装装置置（示示意意图图），测测量量木木块块沿沿斜斜面面下下滑滑的的加加速速度度。所所提提供供的的仪仪器器有有长长木木板板、木木块块、打打点点计计时时器器（含含纸纸带带）、学学生生电电源源、米米尺尺、铁铁架架台台及及导导线线、开开关关等等。图图（2）是是打打点点计计时时器器打打出出的的一一条条纸纸带带，纸纸带带上上标标注注了了几几个个计计数数点点，相相邻邻两两个个计计数数点间还有点间还有4个点没有标出，其中个点没有标出，其中S1、S2、S3、S4，则，
16、则（1）A点处瞬时速度的大小是点处瞬时速度的大小是 m/s；（2）纸带加速度的大小是）纸带加速度的大小是 m/s2（计算（计算结果保留两位有效数字）；结果保留两位有效数字）；S3A图（图（2）S1S2 S4（3）为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，该同学）为了测定木块与长木板间的动摩擦因数，该同学还测量了斜面的高还测量了斜面的高h和斜面的长和斜面的长L，设加速度，设加速度a、重力加、重力加速度速度g，则动摩擦因数的计算式是，则动摩擦因数的计算式是 （用字（用字母母h、L、a和和g表示）表示）长木板长木板木块木块纸带纸带打点计时器打点计时器图（图（1）（3）解：）解：012.湖北省黄冈中学湖北省
17、黄冈中学08届届9月模拟考试月模拟考试 12 11、如如图图（a），质质量量为为M的的滑滑块块A放放在在气气垫垫导导轨轨B上上，C为为位位移移传传感感器器，它它能能将将滑滑块块A到到传传感感器器C的的距距离离数数据据实实时时传传送送到到计计算算机机上上，经经计计算算机机处处理理后后在在屏屏幕幕上上显显示示滑滑块块A的的位位移移时时间间（s-t）图图象象和和速速率率时时间间（v-t）图图象象。整整个个装装置置置置于于高高度度可可调调节节的的斜斜面面上，斜面的长度为上，斜面的长度为l、高度为、高度为h。（取重力加速度（取重力加速度g2，结，结果可保留一位有效数字）果可保留一位有效数字）lhCAB图
18、图(a)（1）现现给给滑滑块块A一一沿沿气气垫垫导导轨轨向向上上的的初初速速度度，A的的v-t图图线如线如图图(b)所示。从图线可得滑块所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度下滑时的加速度a=m/s2,摩摩 擦擦 力力 对对 滑滑 块块 A运运 动动 的的 影影 响响 .(填填“明显明显,不可忽略不可忽略”或或“不明显不明显,可忽略可忽略”)（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变改变 ,可验证质量一定时可验证质量一定时,加速度与力成正加速度与力成正比的关系比的关系;实验时通过改变实验时通过改变 ，,可验证力一定时，加可验证力一定时，加速度
19、与质量成反比的速度与质量成反比的关系。关系。0.60.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.51.11.00.90.80.70.00.51.01.52.02.53.0v/(ms-1)t/s图图(b)6不明显不明显,可忽略可忽略斜面高度斜面高度h滑块滑块A的质量的质量M及斜面高度及斜面高度h,且使且使Mh不变不变（3）将将气气垫垫导导轨轨换换成成滑滑板板,滑滑块块A换换成成滑滑块块A,给给滑滑块块A一一沿沿滑滑板板向向上上的的初初速速度度，A的的s-t图图线线如如图图(c)。图图线线不不对对称称是是由由于于造造成成的的，通通过过图图线线可可求求得得滑滑板板的的倾倾角角 (用用反反三三角角函函数
20、数表表示示)，滑块与滑板间的动摩擦因数，滑块与滑板间的动摩擦因数 .0.00.20.4 0.50.90.80.70.00.10.20.30.40.50.6s/mt/s0.60.10.31.00.70.80.91.0图图(c)滑动摩擦力滑动摩擦力(3)解：解：上滑时，上滑时，s1=1/2 g(sin+cos)t12下滑时，下滑时，s2=1/2 g(sin-cos)t22代入图给数据代入图给数据s1=s2t1=0.4s t2解得解得sin=0.6 =arcsinarcsin题目题目057.广东省汕头市广东省汕头市2008年模拟考试年模拟考试15 15（10分）现要测定木块与长木板之间的动摩擦因分）
21、现要测定木块与长木板之间的动摩擦因数，给定的器材如下：一倾角可以调节的长木板（如数，给定的器材如下：一倾角可以调节的长木板（如图）、木块、计时器一个、米尺图）、木块、计时器一个、米尺（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤：）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤：让木块从斜面上方一固定点让木块从斜面上方一固定点D从静止开始下滑到斜从静止开始下滑到斜 面底端面底端A处，记下所用的时间处，记下所用的时间t用米尺测量用米尺测量D与与A之间的距离之间的距离s，则木块的加速度，则木块的加速度a DABC用米尺测量长木板顶端用米尺测量长木板顶端B相对于水平桌面相对于水平桌面CA的高的高度度h和长木板
22、的总长度和长木板的总长度l设木块所受重力为设木块所受重力为mg，木，木块与长木板之间的动摩擦因数为块与长木板之间的动摩擦因数为，则木块所受的，则木块所受的合外力合外力F 计算求出计算求出的值的值 改变改变_,重复重复上述测量和计算上述测量和计算求出求出的平均值的平均值 _，代入测量值，代入测量值根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数的表达式根据牛顿第二定律，可求得动摩擦因数的表达式解：解：长木板的倾角长木板的倾角(或长木板顶端距水平桌面的高度或长木板顶端距水平桌面的高度)（2）在上述实验中，如果用普通的秒表作为计时器）在上述实验中，如果用普通的秒表作为计时器,为了减少实验误差，某同学提出了以下的方
23、案：为了减少实验误差，某同学提出了以下的方案：A选用总长度选用总长度l较长的木板较长的木板B选用质量较大的木块选用质量较大的木块C使木块从斜面开始下滑的起点使木块从斜面开始下滑的起点D离斜面底端更远离斜面底端更远一些一些D使长木板的倾角尽可能大一点使长木板的倾角尽可能大一点其中合理的意见是其中合理的意见是 （填写代号）（填写代号）A C题目题目年高考理综宁夏卷年高考理综宁夏卷22、22、物物理理小小组组在在一一次次探探究究活活动动中中测测量量滑滑块块与与木木板板之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数实实验验装装置置如如图图，一一表表面面粗粗糙糙的的木木板板固固定定在在水水平平桌桌面面上上，一一端端装
24、装有有定定滑滑轮轮；木木板板上上有有一一滑滑块块，其其一一端端与与电电磁磁打打点点计计时时器器的的纸纸带带相相连连，另另一一端端通通过过跨跨过过定定滑滑轮轮的的细细线线与与托托盘盘连连接接打打点点计计时时器器使使用用的的交交流流电电源源的的频频率率为为50 Hz开开始始实实验验时时，在托盘中放入适量在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系运动，在纸带上打出一系列小点列小点打点计时器打点计时器滑块滑块砝码砝码托盘托盘上上图图给给出出的的是是实实验验中中获获取取的的一一条条纸纸带带的的一一部部分分，0、1、2、3、4、5、6、7是是计计数数点点，每每相相邻
25、邻两两计计数数点点间间还还有有4个个打打点点（图图中中未未标标出出），计计数数点点间间的的距离如图所示根据图中数据计算的加速度距离如图所示根据图中数据计算的加速度a （保留三位有效数字）（保留三位有效数字）.1.401.89 2.402.883.393.884.37单位单位 cm0 1234567对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度对纸带的研究直接利用逐差法取平均值计算加速度0.497 m/s2；回答下列两个问题：回答下列两个问题：为为测测量量动动摩摩擦擦因因数数，下下列列物物理理量量中中还还应应测测量量的的有有 （填入所选物理量前的字母）（填入所选物理量前的字母）A木板的长度木板的长
26、度l B木板的质量木板的质量m1 C滑块的质量滑块的质量m2 D托盘和砝码的总质量托盘和砝码的总质量m3 E滑块运动的时间滑块运动的时间t 测测 量量 中中 所所 选选 定定 的的 物物 理理 量量 时时 需需 要要 的的 实实 验验 器器 材材 是是 C D 天平天平 题目题目滑块与木板间的动摩擦因数滑块与木板间的动摩擦因数 （用（用被测物理量的字母表示，重力加速度为被测物理量的字母表示，重力加速度为g）与真实）与真实值相比，测量的动摩擦因数值相比，测量的动摩擦因数 （填（填“偏大偏大”或或“偏小偏小”）写出支持你的看法的一个论据：）写出支持你的看法的一个论据：解：解：对滑块和砝码盘由牛顿第二定律对滑块和砝码盘由牛顿第二定律 打点计时器打点计时器滑块滑块砝码砝码托盘托盘 打点计时器振动时会对纸带产生阻力，使测得的打点计时器振动时会对纸带产生阻力，使测得的加速度偏小，因而使测量的加速度偏小，因而使测量的偏大。偏大。偏大偏大测量的动摩擦因数比真实值测量的动摩擦因数比真实值偏大偏大。题目题目第第2页页