第二章 相互作用 章末教考銜接學(xué)生用

實(shí)驗(yàn)：探究摩擦力及測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)【真題1】（2020·北京高考11題）某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器，傳感器用棉線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉木板，傳感器記錄的F-t圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)中必須讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng)B.圖乙中曲線就是摩擦力隨時(shí)間的變化曲線C.最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10∶7D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)【真題2】（2023·湖北高考11題）某同學(xué)利用測(cè)質(zhì)量的小型家用電子秤，設(shè)計(jì)了測(cè)量木塊和木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的實(shí)驗(yàn)。如圖（a）所示，木板和木塊A放在水平桌面上，電子秤放在水平地面上，木塊A和放在電子秤上的重物B通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩相連。調(diào)節(jié)滑輪，使其與木塊A間的輕繩水平，與重物B間的輕繩豎直。在木塊A上放置n（n＝0，1，2，3，4，5）個(gè)砝碼（電子秤稱(chēng)得每個(gè)砝碼的質(zhì)量m0為20.0g），向左拉動(dòng)木板的同時(shí)，記錄電子秤的對(duì)應(yīng)示數(shù)m。（1）實(shí)驗(yàn)中，拉動(dòng)木板時(shí)（填“必須”或“不必”）保持勻速。（2）用mA和mB分別表示木塊A和重物B的質(zhì)量，則m和mA、mB、m0、μ、n所滿(mǎn)足的關(guān)系式為m＝。（3）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪制出m-n圖像，如圖（b）所示，可得木塊A和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝（保留2位有效數(shù)字）。人教版必修第一冊(cè)P63、65問(wèn)題：探究滑動(dòng)摩擦力大小用彈簧測(cè)力計(jì)拖動(dòng)水平固定木板上的木塊，使它做勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受摩擦力的大小。改變木塊和木板之間的壓力，摩擦力的大小也隨之改變。如果摩擦力的大小跟壓力的大小存在某種定量關(guān)系的話，它們可能是怎樣的關(guān)系呢？演示：探究靜摩擦力大小隨拉力的變化把木塊放在水平長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊。在拉力F增大到一定值之前，木塊不會(huì)運(yùn)動(dòng)，此種情況下靜摩擦力的大小等于拉力的大小。在彈簧測(cè)力計(jì)的指針下輕塞一個(gè)小紙團(tuán)，它可以隨指針移動(dòng)，并作為指針到達(dá)最大位置的標(biāo)記（如圖）。繼續(xù)用力，當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)木塊開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)拉力會(huì)突然變小。如果用力傳感器代替彈簧測(cè)力計(jì)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能夠在計(jì)算機(jī)屏幕上直接得到拉力隨時(shí)間變化的F-t圖像（如圖）銜接分析：教材探究靜摩擦力隨拉力變化的規(guī)律及最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的大小關(guān)系。2020年北京高考根據(jù)物體的平衡條件（滑動(dòng)摩擦力等于力傳感器的示數(shù)）求解相關(guān)問(wèn)題，而2023年湖北高考則利用電子秤的示數(shù)與重物B的重力和木塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小的關(guān)系，借助m-n圖像測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)。以上兩個(gè)高考題中無(wú)論木板是否勻速運(yùn)動(dòng)，均不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)高于教材。

1.圖甲為測(cè)定金屬塊A與長(zhǎng)板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的實(shí)驗(yàn)器材，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)步驟：①將彈簧測(cè)力計(jì)豎直調(diào)零；②彈簧測(cè)力計(jì)懸掛金屬塊，等待金屬塊靜止；③；④將彈簧測(cè)力計(jì)與金屬塊水平連接，置于長(zhǎng)木板一端，測(cè)量A、B間滑動(dòng)摩擦力大??；⑤運(yùn)用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)μ。（1）步驟③中的操作是：；（2）步驟④中，兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙（木板固定，拉動(dòng)金屬塊）、丙（金屬塊固定，拉動(dòng)木板）所示的兩種方案：你認(rèn)為兩種方案中同學(xué)操作正確的是；A.乙、丙兩種情況都需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)B.乙、丙兩種情況都不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)C.乙需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)，丙不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)D.乙不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)，丙需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)（3）你認(rèn)為乙、丙兩種方案（選填“乙”或“丙”）更合理；你選擇的理由是：。（4）若測(cè)得物體重力大小為F1，在丙方案中彈簧示數(shù)為F2，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝。2.小華同學(xué)欲測(cè)量小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，光電門(mén)1、2可沿斜面移動(dòng)，物塊上固定有寬度為d的擋光片。物塊在斜面上滑動(dòng)時(shí)，光電門(mén)可以顯示出擋光片的擋光時(shí)間。（以下計(jì)算的結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度，其示數(shù)如圖2所示，則擋光片的寬度d＝mm。（2）在P處用力推動(dòng)物塊，物塊沿斜面下滑，依次經(jīng)過(guò)光電門(mén)1、2，顯示的時(shí)間分別為40ms、20ms，則物塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1處時(shí)的速度大小為m/s，經(jīng)過(guò)光電門(mén)2處時(shí)的速度大小為m/s（保留兩位有效數(shù)字）。比較物塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1、2處的速度大小可知，應(yīng)（選填“增大”或“減小”）斜面的傾角，直至兩光電