測定動摩擦因數(shù)

測定動摩擦因數(shù)第1頁，課件共25頁，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)研測試卷11017.

例1040.

江蘇淮安市07—08學(xué)年度第一次調(diào)查測試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測定動摩擦因數(shù)第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月探究設(shè)計實驗要求學(xué)生將自己掌握的物理知識和實驗技能創(chuàng)造性地應(yīng)用到新的實驗情境中，由題給條件自行選定實驗原理，確定實驗方案，選擇合適的器材去研究物理現(xiàn)象，探究物理規(guī)律或測定物理量的值。如果實驗有幾個方案可供選擇，要求學(xué)生能對幾個方案的優(yōu)缺點進行比較，從各個實驗方案中選擇最佳方案進行實驗，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)造能力。下面以“測定木塊與木板間的動摩擦因數(shù)”的實驗為例進行分析：復(fù)習(xí)精要第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月通過探究知道步驟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動的過程中直接讀取的，其存在三個缺陷：圖1方案一、如圖1所示裝置實驗步驟是：1、用彈簧秤測定摩擦塊的重力G。2、用彈簧秤拉著摩擦塊在水平木板上做勻速直線運動，測其拉力，3、用測量得到的滑動摩擦力和正壓力的關(guān)系來求動摩擦因數(shù)。正壓力根據(jù)平衡條件：，⑴勻速直線運動很難控制；⑵運動中數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確；⑶無法研究在變速運動中滑動摩擦力是否改變。第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月這樣的設(shè)計可較好地控制摩擦塊做勻速直線運動，但其調(diào)節(jié)過程比較困難，而且用目測方法判斷摩擦塊是不是做勻速直線運動，缺乏可靠性，說服力不強，也無法研究變速運動中滑動摩擦力是否改變,并且該實驗中因滑輪有摩擦對實驗結(jié)果也會造成一定的影響。圖2方案二、如圖2所示：

實驗步驟2是調(diào)節(jié)木板呈水平狀態(tài)，然后往砝碼盤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動為止，此時砝碼與砝碼盤的總重力G與滑動摩擦力相等，第5頁，課件共25頁，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，用重物通過滑輪來拉動木板運動，摩擦塊與彈簧秤處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖3方案三、3、用測得的滑動摩擦力的值和正壓力的關(guān)系來求動摩擦的因數(shù)。實驗裝置如圖3所示：實驗步驟為：1、用彈簧秤測出摩擦塊的重力G；根據(jù)平衡條件：，正壓力第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月該方案實驗過程簡單易行，能便于學(xué)生對滑動摩擦力的性質(zhì)做理性的理解。通過探究得出方案三有以下優(yōu)點：變摩擦塊運動為木板運動，解決了實驗裝置圖1和圖2中控制摩擦塊勻速直線運動的困難，也可演示滑動摩擦力的大小與物體相對運動速度的大小無關(guān)；變研究對象（摩擦塊）由運動平衡為靜止平衡，變彈簧秤在運動中讀數(shù)為在靜止中讀數(shù)，利于觀察實驗現(xiàn)象，便于準(zhǔn)確讀數(shù)；避免了實驗裝置2中因滑輪有摩擦對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響。提高了實驗的準(zhǔn)確性和可靠性。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月15．（13分）（1）彈簧測力計、刻度尺、天平、量筒、電流表、電壓表、多用電表等，都是中學(xué)物理實驗中的常用儀器，雖然它們測量的物理量各不相同，但是它們卻存在一些共性，例如，它們都有與被測物理量相關(guān)的單位,都存在測量的量程等，這些儀器還具有其他的一些共性的因素，請任意寫出其中的兩個

。（2）某同學(xué)在做測定木板與木塊間的動摩擦因數(shù)的實驗時，設(shè)計了兩種實驗方案：方案A：木板固定,用彈簧秤拉動木塊，如圖(a)所示；方案B：木塊固定，用手拉動木板，如圖(b)所示．001.南京師大08屆《物理之友》力學(xué)綜合(一)15.除了實驗必需的彈簧秤、木板、木塊、細線外，該同學(xué)還準(zhǔn)備了質(zhì)量為200g的配重若干個。（g=10m/s2）FF(a)(b)零刻度、分度值、測量時須估讀等第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月請根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫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該實驗中應(yīng)測量的物理量是

；③該同學(xué)在木塊上加放配重，改變木塊對木板的正壓力，記錄了5組實驗數(shù)據(jù)，如下表所示：實驗次數(shù)12345配重(個數(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不受木板如何運動的限制

木塊的重力、每次拉木板時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，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月011.08屆啟東市第一次調(diào)研測試卷1111．如圖所示，質(zhì)量不同的兩個物體A和B，用跨過定滑輪的細繩相連．開始時B放在水平桌面上，A離地面有一定的高度，從靜止開始釋放讓它們運動，在運動過程中B始終碰不到滑輪，A著地后不反彈．不計滑輪與軸間摩擦及繩子和滑輪的質(zhì)量，用此裝置可測出B物體與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ．⑴在本實驗中需要用到的測量工具是

；需要測量的物理量是

；（寫出物理量的名稱并用字母表示）⑵動摩擦因數(shù)μ的表達式為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解見下頁第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月BA解：設(shè)A剛落地時速度為v，由動能定理，（1）A落地后B做勻減速運動到0，由動能定理，（2）解(1)(2)得:第11頁，課件共25頁，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。若測出其圓錐底的周長為12.5m，高為1.5m，如圖所示。（1）試求黃沙之間的動摩擦因數(shù)。（2）若將該黃沙靠墻堆放，占用的場地面積至少為多少？（）第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）因為黃沙是靠墻堆放的，只能堆成半個圓錐狀，由于體積不變,θ不變，要使占場地面積最小，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為靠墻堆放只能堆成半個圓錐，故解得第13頁，課件共25頁，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)查測試1010．（8分）某同學(xué)用鐵架臺將長木板傾斜支在水平桌面上，組成如圖（1）所示裝置（示意圖），測量木塊沿斜面下滑的加速度。所提供的儀器有長木板、木塊、打點計時器（含紙帶）、學(xué)生電源、米尺、鐵架臺及導(dǎo)線、開關(guān)等。圖（2）是打點計時器打出的一條紙帶，紙帶上標(biāo)注了幾個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有標(biāo)出，其中S1=7.06cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm，則（1）A點處瞬時速度的大小是

m/s；（2）紙帶加速度的大小是

m/s2（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

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

（用字母h、L、a和g表示）．

長木板木塊紙帶打點計時器圖（1）（3）解：第15頁，課件共25頁，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)實時傳送到計算機上，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移－時間（s-t）圖象和速率－時間（v-t）圖象。整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為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，課件共25頁，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下滑時的加速度a=

m/s2,摩擦力對滑塊A運動的影響

.(填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”)（2）此裝置還可用來驗證牛頓第二定律。實驗時通過改變

,可驗證質(zhì)量一定時,加速度與力成正比的關(guān)系;實驗時通過改變

，

,可驗證力一定時，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，課件共25頁，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)。圖線不對稱是由于

造成的，通過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)滑動摩擦力(3)解：上滑時，s1=1/2g(sinθ+μcosθ)t12下滑時，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，課件共25頁，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)要測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)，給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長木板（如圖）、木塊、計時器一個、米尺．（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖郑晟埔韵聦嶒灢襟E：①讓木塊從斜面上方一固定點D從靜止開始下滑到斜面底端A處，記下所用的時間t．②用米尺測量D與A之間的距離s，則木塊的加速度a＝

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

．計算求出μ的值．⑤改變_______________________________________,重復(fù)上述測量和計算．⑥求出μ的平均值．μ

＝___________________________，代入測量值④根據(jù)牛頓第二定律，可求得動摩擦因數(shù)的表達式解：長木板的傾角(或長木板頂端距水平桌面的高度)第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）在上述實驗中，如果用普通的秒表作為計時器,為了減少實驗誤差，某同學(xué)提出了以下的方案：A．選用總長度l較長的木板．B．選用質(zhì)量較大的木塊．C．使木塊從斜面開始下滑的起點D離斜面底端更遠一些．D．使長木板的傾角盡可能大一點．其中合理的意見是

．（填寫代號）AC題目第21頁，課件共25頁，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中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實驗裝置如圖，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，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運動，在紙帶上打出一系列小點．打點計時器滑塊砝碼托盤第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴上圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a＝

（保留三位有效數(shù)字）.1.401.892.402.883.393