2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計(jì)劃 高考必考題突破講座（2）測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的三種方法學(xué)案

《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計(jì)劃 高考必考題突破講座（2）測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的三種方法學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計(jì)劃 高考必考題突破講座（2）測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的三種方法學(xué)案（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、高考必考題突破講座(二)測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的三種方法題型特點(diǎn)考情分析命題趨勢(shì)1.通過(guò)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的加速度測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)2通過(guò)平衡條件測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)3通過(guò)功能關(guān)系測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)2015全國(guó)卷，222019年高考可能用轉(zhuǎn)化法測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)，其測(cè)量原理是：當(dāng)物體在水平面或斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)出物體的加速度a，則根據(jù)牛頓第二定律確立動(dòng)摩擦因數(shù)與a的關(guān)系式，從而求出1測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)示意圖2涉及問(wèn)題(1)物體應(yīng)該在粗糙水平面或斜面上做勻加速運(yùn)動(dòng)(2)利用光電門(mén)或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定加速度a.(3)若實(shí)驗(yàn)在粗糙斜面上完成，應(yīng)測(cè)出斜面傾角.解題方法1通過(guò)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的加速度測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)例1圖甲為測(cè)量物塊與水平桌

2、面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；讓物塊從光電門(mén)A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間tA和tB，求出加速度a；多次重復(fù)步驟，求a的平均值；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù).回答下列問(wèn)題：(1) 測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_(kāi)0.960_cm.(2)物塊的加速度a可用d、s、tA和tB表示為a_.(3)動(dòng)摩擦因數(shù)可用M、m、和重力加速度g表示為_(kāi).解析(1)游標(biāo)卡尺

3、的讀數(shù)為9 mm120.05 mm9.60 mm0.960 cm.(2)由vv2as，vA，vB聯(lián)立得a.(3)設(shè)細(xì)線的張力為T(mén)，對(duì)M有TMgM，對(duì)m有mgTm，聯(lián)立兩式得.2通過(guò)平衡條件測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)例2某同學(xué)在做測(cè)定木板的動(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：木板水平固定，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，如圖甲所示方案B：木塊水平固定，通過(guò)細(xì)線水平拉動(dòng)木板，如圖乙所示(1)上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的是方案_B_，原因是_不受木板運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的限制(或摩擦力的測(cè)量更方便、準(zhǔn)確)_.(2)該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量的物理量是_木塊的重力、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)_.(3)除了實(shí)驗(yàn)必需的彈簧測(cè)力計(jì)、木板、木塊、細(xì)

4、線外，該同學(xué)還準(zhǔn)備了質(zhì)量為200 g的配重若干個(gè)該同學(xué)在木塊上加放配重，改變木塊對(duì)木板的正壓力(g取10 m/s2)，并記錄了5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示：實(shí)驗(yàn)次序12345配重(個(gè)數(shù))01234彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N0.501.001.502.002.50木塊重/N2.00請(qǐng)根據(jù)上述數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上(下圖)作出木塊所受摩擦力和壓力的關(guān)系圖象由圖象可測(cè)出木塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)是_0.25_.解析實(shí)驗(yàn)方案的選擇要利于測(cè)量、操作，所以選擇B方案；拉動(dòng)水平木板在木塊下運(yùn)動(dòng)，木塊保持靜止，根據(jù)平衡條件可得F彈FfFN，由此確定需要測(cè)量的物理量為木塊的重力、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；作圖時(shí)，由于木塊所受摩擦力Ff與壓力

5、FN成正比，所繪圖線應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的直線，因此，作圖時(shí)一定注意直線過(guò)原點(diǎn)，且使測(cè)量數(shù)據(jù)所描的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)答案(3)圖象如圖所示3通過(guò)功能關(guān)系測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)例3(2017山東濟(jì)南模擬)某同學(xué)嘗試測(cè)量一小滑塊和長(zhǎng)度為0.5 m的木板BC間的動(dòng)摩擦因數(shù).首先，他把半徑為R的四分之一圓弧軌道AB固定在水平桌面上，如圖甲所示，將小滑塊從A端由靜止釋放，小滑塊落在地面上某點(diǎn)(不反彈)，測(cè)出軌道B端離地面的高度h、B端到小滑塊的落點(diǎn)的水平距離x1.然后，他把圓弧軌道AB和木板BC連接并固定在桌面上，將小滑塊仍然從A端由靜止釋放，最后的落點(diǎn)到C端的水平距離為x2，如圖乙所示已知重力加速度大小為g.回答下列

6、問(wèn)題：(1)圖甲中，小滑塊到達(dá)軌道B端時(shí)的速率為_(kāi)x1_.(用g、h、x1表示)(2)若測(cè)出h0.500 m、x11.000 m、x20.800 m，則_0.36_.(3)下列說(shuō)法正確的是_AC_.A桌面必須保持水平B實(shí)驗(yàn)中圓弧軌道AB必須是光滑的C讓小滑塊從A端釋放多次，得到平均落點(diǎn)，能減小實(shí)驗(yàn)誤差D若R太小，小滑塊不能從木板BC右端滑下，則不能利用該裝置求出解析(1)小滑塊離開(kāi)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則x1vBt，hgt2，解得vBx1.(2)同理vCx2，小滑塊從木板B端滑到C端，依據(jù)功能關(guān)系有mgLmvmv，解得0.36.(3)只有桌面保持水平，小滑塊在空中才會(huì)做平拋運(yùn)動(dòng)，才能求得vB、vC

7、；即使圓弧軌道AB不光滑，也不影響依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)求得的vB、vC正確性；當(dāng)R太小時(shí)，小滑塊最終將停在木板BC上某位置，量出該點(diǎn)到B點(diǎn)距離，依據(jù)功能關(guān)系同樣能求出.角度1動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)1求加速度：借助實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度2建方程：依據(jù)牛頓第二定律建立相應(yīng)方程3求出：解上述方程，求.角度2動(dòng)平衡觀點(diǎn)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體所受滑動(dòng)摩擦力困難，可轉(zhuǎn)化為靜止物體摩擦力的測(cè)量，進(jìn)而測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)角度3能的觀點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體應(yīng)用功能關(guān)系建立方程，求解動(dòng)摩擦因數(shù).例1某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，物塊下滑過(guò)程中所得到的紙帶的一部分如圖乙所示，圖中標(biāo)出了五個(gè)

8、連續(xù)點(diǎn)之間的距離(1)物塊下滑時(shí)的加速度a_3.25_m/s2，打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v_1.79_m/s；(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還必須測(cè)量的物理量是_C_.(選填正確答案標(biāo)號(hào))A物塊的質(zhì)量B斜面的高度C斜面的傾角解析(1)用逐差法求紙帶加速度a3.25 m/s2，C點(diǎn)速度等于BD段平均速度，v1.79 m/s.(2)由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma，故選項(xiàng)C正確1(2018河北衡水模擬)一學(xué)生用如圖甲所示的裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)在桌面上放置一塊水平長(zhǎng)木板，木板一端帶滑輪，另一端固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器木塊一端拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一端連接跨過(guò)定滑輪的

9、繩子，在繩子上懸掛一定質(zhì)量的鉤碼后可使木塊在木板上勻加速滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得木塊質(zhì)量M150 g，鉤碼質(zhì)量m50 g.(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)調(diào)整滑輪的高度，讓繩子與木板_平行_.(2)實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.10 s，所測(cè)數(shù)據(jù)在圖中已標(biāo)出，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求得木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a_0.25_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可導(dǎo)出計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式_(用M、m、g、a表示)；取g10 m/s2，代入相關(guān)數(shù)據(jù)可求得_0.3_(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)2(2018河南鄭州一模)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究“滑塊與桌面間的

10、動(dòng)摩擦因數(shù)”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖甲所示的裝置，另外他們還找到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及所用的學(xué)生電源一臺(tái)、天平、刻度尺、導(dǎo)線、紙帶、鉤碼若干小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平稱量滑塊的質(zhì)量M300 g，將滑塊放在水平桌面上并連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上兩個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼質(zhì)量為100 g)，調(diào)整滑輪高度使拉滑塊的細(xì)線與桌面平行，讓鉤碼拉動(dòng)滑塊由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況實(shí)驗(yàn)紙帶的記錄如圖乙所示，計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，所用交流電源的頻率為50 Hz，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)0.64_m/s2.滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)_0.56_.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度g10 m/s2)3(

11、2018江蘇啟東一模)現(xiàn)要測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度構(gòu)成斜面；木板上有一滑塊，其后端與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上，連接頻率為50 Hz的交流電源接通電源后，從靜止釋放滑塊，滑塊帶動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn)跡(1)圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是實(shí)驗(yàn)中選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，2、3和5、6計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)求出滑塊的加速度a_2.51_m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(2)已知木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，為了求出滑塊與木板間的動(dòng)

12、摩擦因數(shù)，還應(yīng)測(cè)量的物理量是_D_.A滑塊到達(dá)斜面底端的速度vB滑塊的質(zhì)量mC滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tD斜面高度h和底邊長(zhǎng)度x(3)設(shè)重力加速度為g，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式_.(用所需測(cè)物理量的字母表示)解析(1)設(shè)0、1、2、3、4、5、6的間距分別是x1、x2、x3、x4、x5、x6，由x6x33aT2可知，a m/s22.51 m/s2.(2)由牛頓第二定律可知mgsin mgcos ma，得tan ，因此只需測(cè)量斜面高度h和底邊長(zhǎng)度x，就可以得到tan 與cos 的值，就可以計(jì)算出滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)選項(xiàng)D正確(3)由(2)可知tan .4(2018湖北武漢模擬)甲、乙兩同學(xué)均設(shè)

13、計(jì)了測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)已知重力加速度為g.(1)甲同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示其中A為一質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出，通過(guò)C的讀數(shù)F1即可測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)則該設(shè)計(jì)能測(cè)出_A與B_(選填“A與B”或“A與地面”)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為_(kāi).(2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示他在一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定有A、B兩個(gè)光電門(mén)，與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)傳感器能顯示掛鉤處所受的拉力實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變砂桶中砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門(mén)A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，讀出多組傳感器示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的物塊在兩光電門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.在坐標(biāo)系中作出F的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，與橫軸的截距為c.因乙同學(xué)不能測(cè)出小車質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量為_(kāi)光電門(mén)A、B之間的距離x_.根據(jù)該測(cè)量物理量及圖線信息可知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為_(kāi).解析(1)對(duì)物體B受力分析，水平方向受到兩個(gè)力作用：A對(duì)B的摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，二力平衡，所以該設(shè)計(jì)能測(cè)出A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，由F1mg，可得.(2)根據(jù)牛頓第二定律可得Fmgma，A、B之間的距離xat2，得Fmg2mx，圖線的斜率k2mx，縱軸的截距為bmg，可得.8