3.11动摩擦因数的测量-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024高考物理一轮复习100考点100讲 第三章 牛顿运动定律 第3.11讲 　动摩擦因数的测量 【知识点精讲】 动摩擦因数的测量可以依据滑动摩擦力公式，利用常用的实验器材设计实验进行测量，也可以利用牛顿运动定律和动能定理利用打点计时器、光电门、斜面等器材设计实验进行测量。 测定动摩擦因数实验一般结合在“测量做直线运动物体的瞬时速度”“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”或“探究平抛运动的特点”等实验中考查。实验的原理是：利用打点计时器等器材测出物体做匀变速运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算动摩擦因数，或者利用平衡条件、动能定理或能量守恒定律等计算动摩擦因数。 实验方法 创新思维 实验原理 将研究运动物体转化为研究静止物体 利用F弹＝Ff＝μFN求μ 让物块先做加速直线运动，当重物掉到地面上之后物块做匀减速直线运动 匀减速运动中，利用逐差法求加速度，利用F＝μmg＝ma进一步求μ 将动摩擦因数的测量转化为角度的测量 利用a＝gsin θ－μgcos θ求μ(a通过逐差法求解) 将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量 利用vB2－vA2＝2as和动力学知识得到μ＝ 将动摩擦因数转化为速度的测量，并营造多过程切入水平滑动情景 A→B过程中，机械能守恒；C→D过程中，物块Q做平抛运动；B→C过程中，对物块Q只有摩擦力做功，利用Wf＝EkC－EkB，进一步求μ 【最新高考题精练】 1.（5分）（2021高考全国甲卷）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为α的斜面（已知sinα=0.34，cosα=0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔△T＝0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离Si（i＝1，2，3，4，5），如下表所示。 S1 S 2 S 3 S 4 S 5 5.87cn 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm 由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为_______m/s2，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为_________。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/s2） 2．（2019全国理综II卷22）（5分） 如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题： （1）铁块与木板间动摩擦因数μ= （用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示） （2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8 m/s2。可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为 （结果保留2位小数）。 3．(6分)（2015全国理综II）某学生用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图（b）所示，图中标出了5个连续点之间的距离。 (1) 物块下滑是的加速度a=_______m/s2；打点C点时物块的速度v=_______m/s； (2) 已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是（填正确答案标号） A．物块的质量 B． 斜面的高度 C． 斜面的倾角 K] 【最新模拟题精练】 1．（2023河北衡水中学一模）某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连。 (1)下列说法正确的是_______。 A．实验前，应先对弹簧测力计调零 B.应保持与木块相连的细线水平 C.实验时，应将木板匀速向左拉出 D.实验时，拉木板的速度越大越好 (2)图乙是某次实验中弹簧测力计示数放大图，木块受到的滑动摩擦力________N。 (3)为进行多次实验，该同学采取了在木块上增加砝码个数的方法若木块质量为，砝码的质量、动摩擦因数和重力加速度分别用m、和g来表示则，摩擦力______（用前面的物理量的字母表示）测得多组数据后，该同学描绘的图线如图丙所示，则他测得的动摩擦因数________（重力加速度g取） 2. （2023湖南邵阳二模）某实验小组采用如图甲所示装置测量物块与水平木板间的动摩擦因数，实验步骤如下： （1）轻质弹簧一端固定，另一端栓接小物块，点为弹簧在原