高考物理母系列专题十 动摩擦因数、摩擦力的测量

高考物理母题系列 专题十、动摩擦因数、摩擦力的测量 【解法归纳】测量 动摩擦因数μ主要根据F=μF N及其相关知识。测量摩擦力可以根据平衡条件进行。 典例10（2011山东理综卷第23题（1））某探究小组了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验。如图6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 。（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[ 【】①x/H ②(h- x2/H )   ③cd 【点评】探究“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验涉及巧妙，可操作性强，可重复性强，难度不大。 衍生题1（2003江苏物理第12题）实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块 在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2） 【解析】由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：s1=7.72cm， s2= 7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29 cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm 以a示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有 ，又知T=0.04s，解得a=-3.0m/s2。重物落地后木块只受摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有： -μmg=ma，解得μ=0.30。 【答案】根据图2中数据利用逐 差法得 =-3.0m/s2。 由-μmg=ma，解得μ=0.30。 【点评】此题考查摩擦力定律、逐差法、牛顿第二定律及其相关。 衍生题2（2008宁夏理综22Ⅱ）.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。 [来源:学§科§网] （1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。 根据图中数据计算的加速度a=                  (保留三位有效数字)。 (2)回答下列两个问题： ①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有        。（填入所选物理量前的字母） A.木板的长度l                    B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2                  D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t ②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是                          。 （3）滑块与木板间的动摩擦因数 ＝                    （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数        （填“偏大”或“偏小” ）。写出支持你的看法的一个论据：                                                                    。 【解析】由逐差法得a= =0.497m/s2。 对系统应用牛顿第二定律m3g-μm2g=(m2+m3)a，解得μ= ，据此可知为测量动摩擦因数，还应测量的有滑块的质量m2，托盘和砝码的总质量m3，测量质量需要的实验器材是天平。 【答案】．（1）0.495～0.497m/s2 （2） ①CD    天平 （3）   偏大忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量，导致测量的动摩擦因数偏大 【点评】此题考查摩擦力定律、逐差法、牛顿第二定律及其相关知识点。 衍生题3．(2012湖南联考)①在一次的课外探究活动中，某同学用图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，稳定时弹簧秤示数如图所示（已放大），则A、B间的动摩擦因数μ＝        。（g取10m/s2） 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时点，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。 [来源:学科网]