优化探究高考物理一轮复习 第三章 章末专题突破课件.ppt

动摩擦因数是表示接触面粗糙程度的重要物理量 在近几年高考中 测定动摩擦因数的创新实验已成为热点 测定方法主要有以下三种 1 将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量 2 将动摩擦因数的测量转化为角度的测量 3 将研究运动物体转化为研究静止物体 测定动摩擦因数的三种方法 当物体在水平面或斜面上做匀变速直线运动时 若能测出物体的加速度 则根据物体的受力情况和牛顿第二定律就可求出动摩擦因数 典例1 2012年高考江苏单科 为测定木块与桌面之间的动摩擦因数 小亮设计了如图所示的装置进行实验 实验中 当木块a位于水平桌面上的o点时 重物b刚好接触地面 将a拉到p点 待b稳定后静止释放 a最终滑到q点 分别测量op oq的长度h和s 改变h 重复上述实验 分别记录几组实验数据 将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量 1 实验开始时 发现a释放后会撞到滑轮 请提出两个解决方法 2 请根据表中的实验数据作出s h关系的图像 3 实验测得a b的质量分别为m 0 40kg m 0 50kg 根据s h图像可计算出a木块与桌面间的动摩擦因数 结果保留一位有效数字 4 实验中 滑轮轴的摩擦会导致 的测量结果 选填 偏大 或 偏小 规范解答 1 为使a不撞到滑轮 应设法减小b落地瞬间a的速度 因而可以减小b的质量 增加细线的长度或增大a的质量 降低b的起始高度 2 如图 答案 1 减小b的质量 增加细线的长度 或增大a的质量 降低b的起始高度 2 图见规范解答 3 0 4 4 偏大 将动摩擦因数的测量转化为角度的测量 典例2 在测定动摩擦因数的实验中 器材是各部分材质相同的木质轨道 如图所示 其倾斜部分与水平部分平滑连接 水平部分足够长 小铁块 两个图钉 细线 量角器 完成下列实验步骤 1 使小铁块从轨道上a点由静止滑下 记下小铁块在水平轨道上 时的位置b 2 用图钉把细线 3 用量角器测量 4 小铁块与轨道间的动摩擦因数表示为 规范解答 1 使小铁块从轨道上a点由静止滑下 记下小铁块在水平轨道上静止时的位置b 2 用图钉把细线拉紧固定在a b两点间 3 用量角器测量细线与水平轨道间的夹角 4 小铁块与轨道间的动摩擦因数表示为 tan 答案 见规范解答 当两个物体间存在相对滑动 且一个物体处于静止或匀速直线运动状态 则可应用平衡条件求出摩擦力的大小和正压力的大小 从而求出动摩擦因数 常规方法是研究匀速直线运动的物体 但匀速直线运动的实现比较困难 若转化为研究静止的物体 则实验效果要好得多 典例3 2014年淮南模拟 1 在一次课外探究活动中 某同学用如图甲所示的装置测量放在水平光滑桌面上的铁块a与长金属板b间的动摩擦因数 已测出铁块a的质量为1kg 金属板b的质量为0 5kg 用水平力f向左拉金属板b 使其向左运动 稳定时弹簧测力计示数如图所示 已放大 则a b间的动摩擦因数 g取10m s2 将研究运动物体转化为研究静止物体 2 将纸带连接在金属板b的后面 通过打点计时器连续打下一些计数点 测量后的结果如图乙所示 图中几个相邻计数点的时间间隔为0 1s 由此可知水平力f n 答案 1 0 25 2 3 5 1 某同学用如图甲所示的装置研究小车在某种布料上的运动情况 他将长木板置于水平桌面上 将其左端适当垫高 并在长木板的右半部分整地铺上一块布料 该同学将小车以适当的初速度释放后 用打点计时器记录小车的运动情况 通过反复调整木板左端的高度 他得到一系列打上点的纸带 并最终选择了如图乙所示的一条纸带 附有刻度尺 进行测量 已知打点计时器的电源频率为50hz 重力加速度g 10m s2 1 根据刻度尺的示数可以判断 小车在a e两点间做 运动 在e j两点间做 运动 j点对应的小车速度为 m s 2 该同学测出长木板左端与桌面间的高度差为4cm 木板长度为80cm 则小车在布面上运动时的阻力与在木板上运动时的阻力之比为 答案 1 匀速匀减速直线0 35 2 11 1 2 某探究小组设计了 用一把尺子测定动摩擦因数 的实验方案 如图所示 将一个小球和一个滑块用细绳连接 跨在斜面上端 开始时小球和滑块均静止 剪断细绳后 小球自由下落 滑块沿斜面下滑 可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音 保持小球和滑块释放的位置不变 调整挡板位置 重复以上操作 直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音 用刻度尺测出小球下落的高度h 滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x 空气阻力对本实验的影响可以忽略 1 滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 2 滑块与斜面间的动摩擦因数为 3 以下能引起实验误差的是 a 滑块的质量b 当地重力加速度的大小c 长度测量时的读数误差d 小球落地和滑块撞击挡板不同时 3 某同学在做测定木板与木块间动摩擦因数的实验时 设计了两种实验方案 方案a 木板固定 用弹簧测力计拉动木块 如图 a 所示 方案b 木块固定 用手拉动木板 如图 b 所示 除了实验必需的弹簧测力计 木板 木块 细线外 该同学还准备了质量为200g的配重若干个 g 10m s2 1 上述两种方案中 你认为更合理的方案是 原因是 2 该实验中应测量的物理量是 3 该同学在木块上加放配重 改变木块对木板的正压力 记录了5组实验数据 如下表所示 请根据上述数据画出木块所受摩擦力和压力的关系图象 由图象可求出木板和木块间动摩擦因数是 解析 1 方案b较好 因为实验结果不受木板如何运动的限制 且弹簧测力计是静止的 较易读数 2 由木块受力平衡得f弹 ff 故该实验中应测量的物理量是木块的重力 每次拉木板时弹簧的弹力 3 根据表中数据画出木块所受摩擦力和压力的关系图象如图所示 由图象可求出木板和木块间动摩擦因数是 0 25 4 像打点计时器一样 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器 其结构如右图所示 a b分别是光电门的激光发射和接收装置 当有物体从a b间通过时 光电计时器就可以显示物体的挡光时间 现利用如图甲所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数 图中mn是水平桌面 q是木板与桌面的接触点 1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门 与之连接的两个光电计时器没有画出 此外在木板顶端的p点还悬挂着一个铅锤 让滑块从木板的顶端 滑下 光电门1 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5 0 10 2s和2 0 10 2s 用游标卡尺测量小滑块的宽度d 卡尺读数如图乙所示 1 读出滑块的宽度d cm 2 滑块通过光电门1的速度v1