優(yōu)化探究高考物理一輪復習 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)新實驗已成為熱點 測定方法主要有以下三種 1 將動摩擦因數(shù)的測量轉化為加速度的測量 2 將動摩擦因數(shù)的測量轉化為角度的測量 3 將研究運動物體轉化為研究靜止物體 測定動摩擦因數(shù)的三種方法 當物體在水平面或斜面上做勻變速直線運動時 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) 小亮設計了如圖所示的裝置進行實驗 實驗中 當木塊a位于水平桌面上的o點時 重物b剛好接觸地面 將a拉到p點 待b穩(wěn)定后靜止釋放 a最終滑到q點 分別測量op oq的長度h和s 改變h 重復上述實驗 分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù) 將動摩擦因數(shù)的測量轉化為加速度的測量 1 實驗開始時 發(fā)現(xiàn)a釋放后會撞到滑輪 請?zhí)岢鰞蓚€解決方法 2 請根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)作出s h關系的圖像 3 實驗測得a b的質量分別為m 0 40kg m 0 50kg 根據(jù)s h圖像可計算出a木塊與桌面間的動摩擦因數(shù) 結果保留一位有效數(shù)字 4 實驗中 滑輪軸的摩擦會導致 的測量結果 選填 偏大 或 偏小 規(guī)范解答 1 為使a不撞到滑輪 應設法減小b落地瞬間a的速度 因而可以減小b的質量 增加細線的長度或增大a的質量 降低b的起始高度 2 如圖 答案 1 減小b的質量 增加細線的長度 或增大a的質量 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)的測量轉化為角度的測量 典例2 在測定動摩擦因數(shù)的實驗中 器材是各部分材質相同的木質軌道 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 兩個圖釘 細線 量角器 完成下列實驗步驟 1 使小鐵塊從軌道上a點由靜止滑下 記下小鐵塊在水平軌道上 時的位置b 2 用圖釘把細線 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點由靜止滑下 記下小鐵塊在水平軌道上靜止時的位置b 2 用圖釘把細線拉緊固定在a b兩點間 3 用量角器測量細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 當兩個物體間存在相對滑動 且一個物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài) 則可應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動的物體 但勻速直線運動的實現(xiàn)比較困難 若轉化為研究靜止的物體 則實驗效果要好得多 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的質量為1kg 金屬板b的質量為0 5kg 用水平力f向左拉金屬板b 使其向左運動 穩(wěn)定時彈簧測力計示數(shù)如圖所示 已放大 則a b間的動摩擦因數(shù) g取10m s2 將研究運動物體轉化為研究靜止物體 2 將紙帶連接在金屬板b的后面 通過打點計時器連續(xù)打下一些計數(shù)點 測量后的結果如圖乙所示 圖中幾個相鄰計數(shù)點的時間間隔為0 1s 由此可知水平力f n 答案 1 0 25 2 3 5 1 某同學用如圖甲所示的裝置研究小車在某種布料上的運動情況 他將長木板置于水平桌面上 將其左端適當墊高 并在長木板的右半部分整地鋪上一塊布料 該同學將小車以適當?shù)某跛俣柔尫藕?用打點計時器記錄小車的運動情況 通過反復調整木板左端的高度 他得到一系列打上點的紙帶 并最終選擇了如圖乙所示的一條紙帶 附有刻度尺 進行測量 已知打點計時器的電源頻率為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兩點間做 運動 在e j兩點間做 運動 j點對應的小車速度為 m s 2 該同學測出長木板左端與桌面間的高度差為4cm 木板長度為80cm 則小車在布面上運動時的阻力與在木板上運動時的阻力之比為 答案 1 勻速勻減速直線0 35 2 11 1 2 某探究小組設計了 用一把尺子測定動摩擦因數(shù) 的實驗方案 如圖所示 將一個小球和一個滑塊用細繩連接 跨在斜面上端 開始時小球和滑塊均靜止 剪斷細繩后 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 調整擋板位置 重復以上操作 直到能同時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 滑塊釋放點與擋板處的高度差h和沿斜面運動的位移x 空氣阻力對本實驗的影響可以忽略 1 滑塊沿斜面運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 以下能引起實驗誤差的是 a 滑塊的質量b 當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮 長度測量時的讀數(shù)誤差d 小球落地和滑塊撞擊擋板不同時 3 某同學在做測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)的實驗時 設計了兩種實驗方案 方案a 木板固定 用彈簧測力計拉動木塊 如圖 a 所示 方案b 木塊固定 用手拉動木板 如圖 b 所示 除了實驗必需的彈簧測力計 木板 木塊 細線外 該同學還準備了質量為200g的配重若干個 g 10m s2 1 上述兩種方案中 你認為更合理的方案是 原因是 2 該實驗中應測量的物理量是 3 該同學在木塊上加放配重 改變木塊對木板的正壓力 記錄了5組實驗數(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 因為實驗結果不受木板如何運動的限制 且彈簧測力計是靜止的 較易讀數(shù) 2 由木塊受力平衡得f彈 ff 故該實驗中應測量的物理量是木塊的重力 每次拉木板時彈簧的彈力 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 像打點計時器一樣 光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器 其結構如右圖所示 a b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置 當有物體從a b間通過時 光電計時器就可以顯示物體的擋光時間 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 1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門 與之連接的兩個光電計時器沒有畫出 此外在木板頂端的p點還懸掛著一個鉛錘 讓滑塊從木板的頂端 滑下 光電門1 2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5 0 10 2s和2 0 10 2s 用游標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