備戰(zhàn)2020年高考物理實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)《測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)》（解析版）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)《測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)》一、實(shí)驗(yàn)題測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖所示的裝置，圖中長(zhǎng)木板水平固定。

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為50?Hz的交流電源上，調(diào)整定滑輪高度，使_________。(2)已知重力加速度為g，測(cè)得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________。(3)如圖所示為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出，從紙帶上測(cè)出x1=3.20?cm，x2=4.52?cm，x5=8.42?cm，x6=9.70?cm。則木塊加速度大小a=________?m/某同學(xué)利用如圖所示裝置測(cè)量小木塊與接觸面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)。已知小木塊與固定斜面和水平面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)相同。小木塊由斜面上的A點(diǎn)靜止下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)到達(dá)水平面上的C點(diǎn)靜止。A、C兩點(diǎn)間的水平距離為x。小木塊可視為質(zhì)點(diǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)小木塊質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，若滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中，克服摩擦力做功與x之間的關(guān)系式為W1=(2)為盡量筒便的測(cè)量小木塊與接觸面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，下列哪些物理量需要測(cè)量？_____________．

A.小木塊的質(zhì)量m

B.斜面傾角θ

C.A、B兩點(diǎn)間的距離l

D.A、C兩點(diǎn)間的豎直高度差h

E.A、C兩點(diǎn)間的水平距離x(3)利用上述測(cè)量的物理量，寫(xiě)出測(cè)量的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________；(4)小木塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，由于與水平面的作用，豎直方向的分速度將損失，將導(dǎo)致測(cè)量的滑動(dòng)摩擦因數(shù)與實(shí)際摩擦因數(shù)相比，其值將________

(填“偏大”、“相等”或“偏小”)。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)欲測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，設(shè)計(jì)了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為滑塊，B打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為彈簧測(cè)力計(jì)，P為小桶(內(nèi)有沙子)，一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板水平放置，不計(jì)繩與滑輪的摩擦．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開(kāi)滑塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，此過(guò)程彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，測(cè)出滑塊質(zhì)量為m.該同學(xué)在一條比較理想的紙帶上，從點(diǎn)跡清楚的某點(diǎn)開(kāi)始記為零點(diǎn)，順次選取一系列點(diǎn)，分別測(cè)量這些點(diǎn)到零點(diǎn)之間的距離x，計(jì)算出它們與零點(diǎn)之間的速度平方差Δv2=v2?v02，然后建立Δv2—x坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)法得到的圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，如圖乙所示。(重力加速度g=10m/s2)

(1)本實(shí)驗(yàn)中是否需要測(cè)量小桶(含內(nèi)部沙子)的質(zhì)量_______。(填“是”或“否”)

(2)在圖乙中這條直線(xiàn)的斜率的表達(dá)式為_(kāi)___________。(用F、μ、m為了測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ，某小組使用位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A由靜止釋放，位移傳感器可以測(cè)出木塊到傳感器的距離。位移傳感器連接計(jì)算機(jī)，描繪出滑塊相對(duì)傳感器的位移s隨時(shí)間t變化規(guī)律，如圖乙所示。

(1)根據(jù)上述圖線(xiàn)，計(jì)算0.4?s時(shí)木塊的速度v=_______m/s，木塊加速度a=________m/s(2)現(xiàn)測(cè)得斜面傾角為37°，g取10?m/s2，則μ=(3)為了提高木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的測(cè)量精度，下列措施可行的是________。A.A點(diǎn)與傳感器距離適當(dāng)大些B.木板的傾角越大越好C.選擇體積較大的空心木塊D.傳感器開(kāi)始計(jì)時(shí)的時(shí)刻必須是木塊從A點(diǎn)釋放的時(shí)刻某興趣小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。PQ為一塊傾斜放置的木板，在斜面底端Q處固定有一個(gè)光電門(mén)，光電門(mén)與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連(圖中未畫(huà))。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將一物體(其上固定有寬度為d的遮光條)從不同高度h處由靜止釋放，但始終保持斜面底邊長(zhǎng)L=0.500?m不變。(設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同)

(1)用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)得物體上的遮光條寬度d如乙圖所示，則d=__________cm；

(2)該小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到物體經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度v，并作出了如圖丙所示的v?2?h圖象，其圖象與橫軸的交點(diǎn)為0.25。由此可知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______________(3)若更換動(dòng)摩擦因數(shù)更小的斜面，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)得到v2?h圖象，其圖象的斜率將______________(填“增大”“減小”或“不變”)如圖甲所示，在水平桌面上，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右邊緊貼著一個(gè)帶有遮光片的物塊(物塊與彈簧不拴接).物塊在B處時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，B處放置有光電門(mén)．開(kāi)啟光電門(mén)，緩慢推動(dòng)物塊向左移動(dòng)至A處，然后將物塊由靜止釋放，物塊被彈出經(jīng)過(guò)光電門(mén)，最終停在C處.重力加速度為g．

甲

乙(1)若要用上述裝置測(cè)定滑塊和水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，除了測(cè)量遮光片寬度d和遮光片擋光時(shí)間t，還需測(cè)量的物理量是________.若該物理量用字母x表示，則動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ=________(用符號(hào)表示)．(2)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片寬度d=________cm．(3)某同學(xué)認(rèn)為，若再測(cè)出滑塊質(zhì)量m，就可以測(cè)得滑塊在A處時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能，即Ep測(cè)=md22t2.顯然Ep測(cè)=某同學(xué)用如圖甲所示的裝置來(lái)測(cè)量桌面光滑與粗糙兩種情況下的輕質(zhì)彈簧彈性勢(shì)能的大?。畬?shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)量出固定于滑塊上的遮光條的寬度d為_(kāi)_____mm；

(2)將彈簧一端固定在水平桌面上，另一端與帶有遮光條的滑塊相連，在桌面上合適位置固定光電門(mén)，將光電門(mén)與數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)連接；

(3)當(dāng)桌面光滑時(shí)，滑塊被處于壓縮狀態(tài)的彈簧彈射出去，若滑塊質(zhì)量為m，滑塊上的遮光條通過(guò)光電門(mén)所用的時(shí)間為t，則彈簧彈射滑塊的過(guò)程中釋放的彈性勢(shì)能為_(kāi)_____(用m、d、t表示)；

(4)當(dāng)桌面粗糙時(shí)，用滑塊把彈簧壓縮到某一位置，測(cè)量出滑塊到光電門(mén)的距離x.釋放滑塊，測(cè)出滑塊上的遮光條通過(guò)光電門(mén)所用的時(shí)間t；再通過(guò)在滑塊上增減砝碼來(lái)改變滑塊的質(zhì)量m，重復(fù)操作，得出一系列滑塊質(zhì)量m與它通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t的值．根據(jù)這些數(shù)值，作出1t2?1m圖象，如圖丙所示．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，由圖象可知，每次彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能大小是Ep=______，滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______.(用a、b、某興趣小組用如圖所示的裝置測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，在一端帶有定滑輪的水平長(zhǎng)木板上固定A、B兩個(gè)光電門(mén)，裝有遮光片的滑塊用跨過(guò)定滑輪的水平細(xì)繩與托盤(pán)相連。實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)出托盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量為m，滑塊的質(zhì)量為M，兩光電門(mén)之間的距離為s，遮光片的寬度為d；讓滑塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，記錄遮光片通過(guò)A、B兩光電門(mén)的遮光時(shí)間分別為t1、t2，該小組用托盤(pán)和砝碼的總重力來(lái)代替細(xì)繩對(duì)滑塊的拉力，重力加速度為g。

(1)滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=____________________(用d、t1、t2、(2)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____________________(用a、m、M、g表示)；(3)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，下列說(shuō)法正確的是________；A.μ的測(cè)量值比真實(shí)值小B.μ的測(cè)量值比真實(shí)值大C.增加滑塊的質(zhì)量M可減小實(shí)驗(yàn)誤差D.增加托盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量m可減小實(shí)驗(yàn)誤差某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究動(dòng)摩擦因數(shù)。他在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a?F圖線(xiàn)，如圖乙所示。由圖可知滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=________kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________；傾斜的軌道與水平方向的夾角θ=________。(重力加速度g取10?m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法比較多，小華利用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)物塊與水平臺(tái)面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行了測(cè)量.小華首先將一斜面固定在有一定高度的水平臺(tái)面，將物體從斜面體的頂端由靜止釋放，物體在水平臺(tái)面上滑過(guò)一段距離x離開(kāi)臺(tái)面，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間落在水平面上，測(cè)量出落地點(diǎn)距離臺(tái)面邊緣的水平間距并記錄為s.然后改變斜面體底端到臺(tái)面邊緣的距離x，重復(fù)上面的操作，得到多組x、s數(shù)據(jù)，最后作出s2?x圖象如圖乙所示(1)每次物塊均從斜面體的頂端由靜止釋放，其目的是________．(2)為了完成物塊與水平臺(tái)面間動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量，除了實(shí)驗(yàn)步驟中記錄的數(shù)據(jù)外，本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)測(cè)量的物理量有________．A斜面體的最高點(diǎn)距離臺(tái)面的高度hB.物塊的質(zhì)量mC.臺(tái)面到水平面的高度HD.重力加速度g(3)如果圖乙中圖線(xiàn)的斜率絕對(duì)值為k，則物塊與臺(tái)面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的關(guān)系式為μ=________.(用以上的物理量符號(hào)表示)小明在課本查到“木—木”的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，打算對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：

(1)將質(zhì)量為M的待測(cè)木塊放在水平放置的長(zhǎng)木板上，通過(guò)細(xì)繩連接沙桶，增加沙桶中沙的質(zhì)量，直到輕推木塊，木塊恰能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若此時(shí)沙桶及沙的總質(zhì)量為m，則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________。

(2)由于找不到天平，小明進(jìn)行了以下步驟：

①取下沙桶，在木板上固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，將紙帶系在木塊上，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；

②將木板不帶滑輪的一端墊高，直到木塊能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；

③掛上沙桶(沙桶及沙的總質(zhì)量保持不變)，接通電源，穩(wěn)定后釋放木塊，得到如圖紙帶。

(3)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50?Hz，根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，可求得木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a=_______m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

(4)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8?m/s2，則算的μ=_______。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)某學(xué)生用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過(guò)程中所得到的紙帶的一部分如圖(b)所示，圖中標(biāo)出了5個(gè)連續(xù)點(diǎn)之間的距離。(1)物塊下滑時(shí)的加速度a=______m/s2，打點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)物塊的速度v=_______m/s；

(2)已知重力加速度大小為g，為求出動(dòng)摩擦因數(shù)，還需測(cè)量的是______

A.物塊的質(zhì)量

B某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要測(cè)量滑板與滑塊間的動(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，將質(zhì)量為m的滑塊A放在傾斜滑板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(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示出滑塊A的速率?時(shí)間(υ?t)圖象．先給滑塊A一個(gè)沿滑板B向上的初速度，得到的速率?時(shí)間(υ?t)圖象如圖乙所示，已知滑板和傳感器始終靜止不動(dòng)，重力加速度g=10?m/s(1)滑塊A上滑時(shí)加速度的大小為_(kāi)_______m/s2，下滑時(shí)加速度的大小為_(kāi)_______(2)滑板與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g。

(1)接通頻率為50?Hz的電源，釋放紙帶，在打出的紙帶上標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，測(cè)出其它計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離如圖所示，由此可以判斷紙帶的______(選填“左”或“右”)端與鐵塊相連，鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=______m/s(2)測(cè)得木板OA段長(zhǎng)為L(zhǎng)，OB段長(zhǎng)為d，則鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______(用字母g、d、a、L表示)，用該方法測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)與實(shí)際的動(dòng)摩擦因數(shù)相比_______(選填“偏大”或“偏小”)。某興趣小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。PQ為傾斜放置的木板，在斜面底端Q處固定有一個(gè)光電門(mén)，光電門(mén)與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連(圖中未畫(huà))。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)始終保持物塊釋放位置到斜面底端Q點(diǎn)的投影長(zhǎng)度L=0.500?m不變，通過(guò)改變斜面傾角θ調(diào)整釋放點(diǎn)高度h。(設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，物塊上固定有寬度為d的遮光條)(1)該小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到物塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度v，并作出了如圖乙所示的v2?h圖象，其圖象與橫軸的交點(diǎn)為0.15，由此可知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)u?=(2)若更換動(dòng)摩擦因數(shù)更小的斜面，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)得到v2?h圖象，其圖象的斜率將_______

(填“增大”、“減小”或“不變”)答案和解析1.【答案】(1)細(xì)線(xiàn)與長(zhǎng)木板平行(或細(xì)線(xiàn)水平)；

(2)mg?(m+M)aMg；

【解析】【分析】

對(duì)系統(tǒng)研究，運(yùn)用牛頓第二定律求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大小，根據(jù)逐差法，運(yùn)用相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的大小。

解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理，會(huì)通過(guò)紙帶，運(yùn)用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，結(jié)合逐差法求解加速度，注意有效數(shù)字的保留。

【解答】

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線(xiàn)與長(zhǎng)木板平行；

(2)對(duì)系統(tǒng)研究，根據(jù)牛頓第二定律得：

mg?μMg=(M+m)a

解得：μ=mg?(m+M)aMg；

(3)因?yàn)閤5?x1=4a1T2，x6?x2=4a2T2，則木塊的加速度為：

a=a1+a22【解析】【分析】

(1)根據(jù)摩擦力做功表達(dá)式，結(jié)合幾何長(zhǎng)度與三角知識(shí)關(guān)系，即可求解；

(2)根據(jù)動(dòng)能定理，重力做功與摩擦力做功之和為零，即可求解；

(3)根據(jù)mgh=μmgx，即可求解動(dòng)摩擦因數(shù)的值；

(4)根據(jù)減小的重力勢(shì)能，并沒(méi)有完全由摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而確定求解?？疾槟Σ亮ψ龉Ρ磉_(dá)式的內(nèi)容，掌握動(dòng)能定理的應(yīng)用，理解影響動(dòng)摩擦因數(shù)的因素，注意豎直方向的動(dòng)能損失，導(dǎo)致減小的重力勢(shì)能不能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

【解答】

(1)根據(jù)摩擦力做功表達(dá)式，則有：f=μmgcosβ·x1cosβ+μmg(x?x1)=μmgx；

(2、3)根據(jù)動(dòng)能定理，重力做功與摩擦力做功之和為零，mgh=μmgx，

為盡量簡(jiǎn)便的測(cè)量小木塊與接觸面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)，

因此還需要測(cè)量A、C兩點(diǎn)間的豎直高度差h與A、C兩點(diǎn)間的水平距離x，

那么測(cè)量的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=hx；

(4)豎直方向的分速度將損失，將導(dǎo)致mgh>μmgx，

那么測(cè)量的滑動(dòng)摩擦因數(shù)與實(shí)際滑動(dòng)摩擦因數(shù)相比，其值將偏大。

故答案為：(1)μmgx；(2)DE；(3)hx；(4)偏大。

3.【解析】【分析】

本題考查了創(chuàng)新方法探究功與速度的關(guān)系，關(guān)鍵是列出動(dòng)能定理方程然后結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行分析出截距與斜率的物理意義．不能將該實(shí)驗(yàn)與探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)混淆，本實(shí)驗(yàn)不需要滿(mǎn)足小桶(含內(nèi)部沙子)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量這個(gè)條件。

(1)本實(shí)驗(yàn)不需要滿(mǎn)足小桶(含內(nèi)部沙子)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量。

(2)由動(dòng)能定理得到△v2與x的表達(dá)式，再分析圖象斜率的意義。

(3)可得出圖象斜率，由動(dòng)能定理求解合外力的大小。

【解答】

(1)本實(shí)驗(yàn)不需要用小桶(含內(nèi)部沙子)的重力代替繩子的拉力，所以不需要滿(mǎn)足小桶(含內(nèi)部沙子)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量。

(2)由動(dòng)能定理可得：W=F?μmgx=12mv2?12mv02=12m(v2?v02)?

所以Δv2=2F?μmgmx?

則可知圖象的斜率等于2F?μmgm；【解析】【分析】

(1)由于滑塊在斜面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度；根據(jù)加速度的定義式即可求出加速度；

(2)根據(jù)牛頓第二定律列式求解摩擦因數(shù)；

(3)為了提高木塊與木板間摩擦力因數(shù)μ的測(cè)量精度，可行的措施是A點(diǎn)與傳感器位移適當(dāng)大些或減小斜面的傾角。

解決本題的關(guān)鍵知道勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論，在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，以及會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理得出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定所需測(cè)量的物理量以及誤差分析。

【解答】

(1)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間內(nèi)中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，得0.4s末的速度為：v=(30?14)×10?20.4m/sm/s=0.4m/s，

0.2s末的速度為：v′=(32?24)×10?20.4m/s=0.2m/s，

則木塊的加速度為：。

(2)選取木塊為研究的對(duì)象，木塊沿斜面方向是受力：ma=mgsinθ?μmgcosθ

得：μ=gsinθ?amcosθ，若θ=37°，則μ=0.625

(3)根據(jù)(2)的分析可知，在實(shí)驗(yàn)中，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使木塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)一些，可以：

可以減小斜面的傾角、增加木塊在斜面上滑行的位移等，傳感器開(kāi)始的計(jì)時(shí)時(shí)刻不一定必須是木塊從A點(diǎn)釋放的時(shí)刻。故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：A

故答案為：(1)0.4；1；(2)0.625；(3)A【解析】【分析】

(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法進(jìn)行讀數(shù)；

(2)由動(dòng)能定理得到v2?h的關(guān)系式，根據(jù)圖象的截距求解動(dòng)摩擦因數(shù)；

(3)根據(jù)v2?h圖象的斜率表示的物理意義進(jìn)行分析。

本題主要是考查測(cè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法和該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是關(guān)鍵。

【解答】

(1)游標(biāo)卡尺的讀法：d=2mm+5×0.05mm=0.225cm；

(2)根據(jù)速度位移公式v2=2as,設(shè)斜面的傾角為θ，，

聯(lián)立可得v2=2gh?2μgL，結(jié)合圖象h=0.25，v2=0可得：μ=hL=0.250.5=0.5;

(3)根據(jù)v2=2gh?2μgL，可知斜率(2)0.600

(3)<

【解析】【分析】(1)根據(jù)動(dòng)能定理可知BC段摩擦力做的功等于滑塊動(dòng)能的變化量，由此確定需測(cè)量的物理量，列式即可確定動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式；(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原則即可確定遮光片的寬度；(3)滑塊從A到B的過(guò)程中摩擦力同樣做功。了解光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速度的原理，實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對(duì)象和研究過(guò)程，對(duì)于系統(tǒng)我們要考慮全面，同時(shí)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提?！窘獯稹?1)由動(dòng)能定理可知，在BC段摩擦力做的功等于滑塊動(dòng)能的變化量，有：0?12m由于滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短，故可認(rèn)為滑塊在經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度等于在光電門(mén)處的瞬時(shí)速度，有：vB=dt，故：μ=d22gxt2；(3)由于滑塊由A到B的過(guò)程中，需克服摩擦力做功，故E??p測(cè)故填：(1)BC的長(zhǎng)度；d22gxt2；

7.【答案】(1)10.15；(3)md22t2【解析】解：(1)由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為1.0cm=10mm，游標(biāo)尺示數(shù)為3×0.05mm=0.15mm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)d=10mm+0.15mm=10.15mm；

(3)經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度可以由經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的平均速度表示，所以：v=dt…①，

彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能，則：

EP=Ek=12mv2=md22t2…②

(4)滑塊在水平面上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)彈簧對(duì)滑塊做功為W，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理可知：

W?μmgx0=12mv2…③

聯(lián)立①②③解得：d2t2=2W?1m?2μgx

即：1t2=2Wd2【解析】【分析】

(1)遮光板通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間很短，可以用對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度；根據(jù)速度位移關(guān)系公式2as=vB2?vA2

列式求解；

(2)分別對(duì)m和M進(jìn)行受力分析，然后使用牛頓第二定律即可求得摩擦因數(shù)；

(3)依據(jù)動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)誤差分析，即可求解。本題關(guān)鍵明確探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，知道減小系統(tǒng)誤差的兩種方法，同時(shí)掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓第二定律的內(nèi)容，注意托盤(pán)和砝碼的總重力與細(xì)繩對(duì)滑塊的拉力大小關(guān)系，是解題的關(guān)鍵。

【解答】

解：(1)由于遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度，故

vA=d/t1；

vB=d/t2

由運(yùn)動(dòng)學(xué)的導(dǎo)出公式：2as=vB2?vA2

解得：a=12s[(dt2)2?(dt1)2]；

(2)

由于用托盤(pán)和砝碼的總重力來(lái)代替細(xì)繩對(duì)滑塊的拉力，

對(duì)m：mg=F拉

，對(duì)M：F拉?μMg=Ma

解得：μ=mg?MaMg；

【解析】【分析】

本題考查研究動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)；通過(guò)作出兩個(gè)量的圖象，然后由圖象去尋求未知量與已知量的關(guān)系．運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和物理量之間關(guān)系式結(jié)合起來(lái)求解。

知道滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)。對(duì)滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

【解答】

當(dāng)軌道水平時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得a=F?μmgm=Fm?μg，可知對(duì)應(yīng)下面那條圖線(xiàn)，斜率k=1m=2kg?1，解得m=0.5?kg，縱軸截距的絕對(duì)值μg=5

m·s?2，解得μ=0.5。

如果為傾斜的軌道，，縱軸截距為2m/s2，則，則θ=37°(2)C(3)

【解析】【分析】

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，則實(shí)驗(yàn)操作中，必須要求小球從同一位置靜止釋放；使物塊到達(dá)斜面體底端時(shí)的速度相等；

(2、3)根據(jù)動(dòng)能定理，結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，及圖象的斜率與截距的信息，即可求解。

考查實(shí)驗(yàn)原理的理解，及培養(yǎng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思維，掌握動(dòng)能定理與平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，注意圖象的信息的利用。

【解答】

(1)每次物塊均從斜面體的頂端由靜止釋放，是為了保證物塊到達(dá)斜面體底端的速度相等，使物塊在臺(tái)面上運(yùn)動(dòng)的初速度相同。

(2、3)根據(jù)動(dòng)能定理可知?μmgx=12mv2?12mv02，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知H=12gt2，s=vt，聯(lián)立以上各式得s2=2Hv02g?4μHx，故k=4μH【解析】解：(1)由平衡知識(shí)可知：mg=μMg，

解得：μ=mM

(3)根據(jù)△x=aT2得木塊運(yùn)動(dòng)加速度為：a=7.34+6.96?6.57?6.19(4×0.02)2×10?2m/s2=2.4m/s2

(4)平衡摩擦力后掛上砂桶系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)，據(jù)牛頓第二定律可得：mg=(m+M)a

因mg=μMg，

聯(lián)立可得：μ=ag?a=2.49.8?2.4≈0.32

故答案為：(1)mM；(3)2.4；(2)C。

【解析】【分析】(1)根據(jù)Δx=aT2可求加速度，根據(jù)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度求解C點(diǎn)的速度；

(2)對(duì)滑塊根據(jù)牛頓第二定律列式求解動(dòng)摩擦因素的表達(dá)式進(jìn)行分析即可?！窘獯稹?1)根據(jù)△x=aT

?2，有：xEC?x打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度：

v=x(2)對(duì)滑塊，根據(jù)牛頓第二定律，有：mgsinθ?μmgcosθ=ma

解得：μ=gsinθ?agcosθ

故還