優(yōu)化探究高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 章末專題突破課件.ppt

動摩擦因數(shù)是表示接觸面粗糙程度的重要物理量 在近幾年高考中 測定動摩擦因數(shù)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)已成為熱點(diǎn) 測定方法主要有以下三種 1 將動摩擦因數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為加速度的測量 2 將動摩擦因數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為角度的測量 3 將研究運(yùn)動物體轉(zhuǎn)化為研究靜止物體 測定動摩擦因數(shù)的三種方法 當(dāng)物體在水平面或斜面上做勻變速直線運(yùn)動時(shí) 若能測出物體的加速度 則根據(jù)物體的受力情況和牛頓第二定律就可求出動摩擦因數(shù) 典例1 2012年高考江蘇單科 為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù) 小亮設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)木塊a位于水平桌面上的o點(diǎn)時(shí) 重物b剛好接觸地面 將a拉到p點(diǎn) 待b穩(wěn)定后靜止釋放 a最終滑到q點(diǎn) 分別測量op oq的長度h和s 改變h 重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) 分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 將動摩擦因數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為加速度的測量 1 實(shí)驗(yàn)開始時(shí) 發(fā)現(xiàn)a釋放后會撞到滑輪 請?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方法 2 請根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出s h關(guān)系的圖像 3 實(shí)驗(yàn)測得a b的質(zhì)量分別為m 0 40kg m 0 50kg 根據(jù)s h圖像可計(jì)算出a木塊與桌面間的動摩擦因數(shù) 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 4 實(shí)驗(yàn)中 滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致 的測量結(jié)果 選填 偏大 或 偏小 規(guī)范解答 1 為使a不撞到滑輪 應(yīng)設(shè)法減小b落地瞬間a的速度 因而可以減小b的質(zhì)量 增加細(xì)線的長度或增大a的質(zhì)量 降低b的起始高度 2 如圖 答案 1 減小b的質(zhì)量 增加細(xì)線的長度 或增大a的質(zhì)量 降低b的起始高度 2 圖見規(guī)范解答 3 0 4 4 偏大 將動摩擦因數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為角度的測量 典例2 在測定動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)中 器材是各部分材質(zhì)相同的木質(zhì)軌道 如圖所示 其傾斜部分與水平部分平滑連接 水平部分足夠長 小鐵塊 兩個(gè)圖釘 細(xì)線 量角器 完成下列實(shí)驗(yàn)步驟 1 使小鐵塊從軌道上a點(diǎn)由靜止滑下 記下小鐵塊在水平軌道上 時(shí)的位置b 2 用圖釘把細(xì)線 3 用量角器測量 4 小鐵塊與軌道間的動摩擦因數(shù)表示為 規(guī)范解答 1 使小鐵塊從軌道上a點(diǎn)由靜止滑下 記下小鐵塊在水平軌道上靜止時(shí)的位置b 2 用圖釘把細(xì)線拉緊固定在a b兩點(diǎn)間 3 用量角器測量細(xì)線與水平軌道間的夾角 4 小鐵塊與軌道間的動摩擦因數(shù)表示為 tan 答案 見規(guī)范解答 當(dāng)兩個(gè)物體間存在相對滑動 且一個(gè)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 則可應(yīng)用平衡條件求出摩擦力的大小和正壓力的大小 從而求出動摩擦因數(shù) 常規(guī)方法是研究勻速直線運(yùn)動的物體 但勻速直線運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)比較困難 若轉(zhuǎn)化為研究靜止的物體 則實(shí)驗(yàn)效果要好得多 典例3 2014年淮南模擬 1 在一次課外探究活動中 某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測量放在水平光滑桌面上的鐵塊a與長金屬板b間的動摩擦因數(shù) 已測出鐵塊a的質(zhì)量為1kg 金屬板b的質(zhì)量為0 5kg 用水平力f向左拉金屬板b 使其向左運(yùn)動 穩(wěn)定時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖所示 已放大 則a b間的動摩擦因數(shù) g取10m s2 將研究運(yùn)動物體轉(zhuǎn)化為研究靜止物體 2 將紙帶連接在金屬板b的后面 通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一些計(jì)數(shù)點(diǎn) 測量后的結(jié)果如圖乙所示 圖中幾個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0 1s 由此可知水平力f n 答案 1 0 25 2 3 5 1 某同學(xué)用如圖甲所示的裝置研究小車在某種布料上的運(yùn)動情況 他將長木板置于水平桌面上 將其左端適當(dāng)墊高 并在長木板的右半部分整地鋪上一塊布料 該同學(xué)將小車以適當(dāng)?shù)某跛俣柔尫藕?用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車的運(yùn)動情況 通過反復(fù)調(diào)整木板左端的高度 他得到一系列打上點(diǎn)的紙帶 并最終選擇了如圖乙所示的一條紙帶 附有刻度尺 進(jìn)行測量 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50hz 重力加速度g 10m s2 1 根據(jù)刻度尺的示數(shù)可以判斷 小車在a e兩點(diǎn)間做 運(yùn)動 在e j兩點(diǎn)間做 運(yùn)動 j點(diǎn)對應(yīng)的小車速度為 m s 2 該同學(xué)測出長木板左端與桌面間的高度差為4cm 木板長度為80cm 則小車在布面上運(yùn)動時(shí)的阻力與在木板上運(yùn)動時(shí)的阻力之比為 答案 1 勻速勻減速直線0 35 2 11 1 2 某探究小組設(shè)計(jì)了 用一把尺子測定動摩擦因數(shù) 的實(shí)驗(yàn)方案 如圖所示 將一個(gè)小球和一個(gè)滑塊用細(xì)繩連接 跨在斜面上端 開始時(shí)小球和滑塊均靜止 剪斷細(xì)繩后 小球自由下落 滑塊沿斜面下滑 可先后聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音 保持小球和滑塊釋放的位置不變 調(diào)整擋板位置 重復(fù)以上操作 直到能同時(shí)聽到小球落地和滑塊撞擊擋板的聲音 用刻度尺測出小球下落的高度h 滑塊釋放點(diǎn)與擋板處的高度差h和沿斜面運(yùn)動的位移x 空氣阻力對本實(shí)驗(yàn)的影響可以忽略 1 滑塊沿斜面運(yùn)動的加速度與重力加速度的比值為 2 滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 3 以下能引起實(shí)驗(yàn)誤差的是 a 滑塊的質(zhì)量b 當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮 長度測量時(shí)的讀數(shù)誤差d 小球落地和滑塊撞擊擋板不同時(shí) 3 某同學(xué)在做測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí) 設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案 方案a 木板固定 用彈簧測力計(jì)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 除了實(shí)驗(yàn)必需的彈簧測力計(jì) 木板 木塊 細(xì)線外 該同學(xué)還準(zhǔn)備了質(zhì)量為200g的配重若干個(gè) g 10m s2 1 上述兩種方案中 你認(rèn)為更合理的方案是 原因是 2 該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 如下表所示 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 解析 1 方案b較好 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果不受木板如何運(yùn)動的限制 且彈簧測力計(jì)是靜止的 較易讀數(shù) 2 由木塊受力平衡得f彈 ff 故該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的物理量是木塊的重力 每次拉木板時(shí)彈簧的彈力 3 根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出木塊所受摩擦力和壓力的關(guān)系圖象如圖所示 由圖象可求出木板和木塊間動摩擦因數(shù)是 0 25 4 像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣 光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時(shí)儀器 其結(jié)構(gòu)如右圖所示 a b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置 當(dāng)有物體從a b間通過時(shí) 光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間 現(xiàn)利用如圖甲所示裝置測量滑塊和長1m左右的木板間的動摩擦因數(shù) 圖中mn是水平桌面 q是木板與桌面的接觸點(diǎn) 1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門 與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出 此外在木板頂端的p點(diǎn)還懸掛著一個(gè)鉛錘 讓滑塊從木板的頂端 滑下 光電門1 2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5 0 10 2s和2 0 10 2s 用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d 卡尺讀數(shù)如圖乙所示 1 讀出滑塊的寬度d cm 2 滑塊通過光電門1的速度v1