(1)為了用彈簧測力計測定兩木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ,甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的實驗方案.
①為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力大小,你認(rèn)為方案
 
更易于操作.
②若A和B的重力分別為100N和150N,當(dāng)甲中A被拉動時,彈簧測力計a示數(shù)為60N,b示數(shù)為110N,則A、B間的動摩擦因數(shù)為
 

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(2)為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計了一個實驗:如圖所示,在鐵塊A和木板B上貼上待測的紙,B板水平固定,沙桶通過細(xì)線與A相連,調(diào)節(jié)小沙桶C中沙的多少,使A做勻速向左直線運(yùn)動,測出沙桶和沙的總質(zhì)量m以及貼紙的鐵塊A精英家教網(wǎng)的質(zhì)量M,則可求出兩張紙之間的動摩擦因數(shù)μ=
mM
.回答下列問題:
①該同學(xué)把紙貼在木塊上而不直接測量兩張紙間的滑動摩擦力,其原因是
 

②在實際操作中,發(fā)現(xiàn)要保證鐵塊A做勻速直線運(yùn)動比較困難,你能對這個實驗作出改進(jìn)來解決這一困難嗎?(可根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案添加實驗器材).
(3)觀察沙堆的形成過程可以發(fā)現(xiàn):由漏斗落下的細(xì)沙總是在地面上形成一個小圓錐體,繼續(xù)下落時,細(xì)沙沿圓錐體表面下滑,當(dāng)圓錐體的母線與底面夾角達(dá)到一定角度時,細(xì)沙不再下滑,如此周而復(fù)始,使圓錐體不斷增大,如圖所示.由此,我們得出精英家教網(wǎng)結(jié)論,沙堆的形成與沙粒之間的動摩擦因數(shù)有關(guān).若僅給一把皮尺,要測定沙粒之間的動摩擦因數(shù)(假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),回答下列所給的問題:
①必須測定的物理量是
 

②動摩擦因數(shù)與這些物理量的關(guān)系是
 
分析:(1)①實驗中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對平衡力的原理,才通過測力計讀出摩擦力大小的,因此,在操作時要保持物體做勻速直線運(yùn)動,這也是實驗操作中較難保持的地方,方案甲很好地解決了這一問題;②根據(jù)公式f=μN(yùn)可對動摩擦因數(shù)進(jìn)行計算,但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大。
(2)①在動摩擦因數(shù)一定的情況下,物體間的壓力越大,滑動摩擦力越大,越便于測出摩擦力大。
②可讓A與彈簧測力計相連且固定不動,讓沙桶帶動B運(yùn)動,從而測出動摩擦因數(shù).
(3)抓住細(xì)沙不再下滑這一臨界狀態(tài),選擇一粒沙進(jìn)行研究分析,得出力學(xué)平衡等式.
解答:精英家教網(wǎng)解:(1)①由圖示實驗可知,甲方案中拉動物體A,不需要控制物體A做勻速直線運(yùn)動,且彈簧測力計靜止,便于彈簧測力計讀數(shù);
乙方案中用彈簧測力計拉動A,需要控制A做勻速直線運(yùn)動,難于控制A做勻速直線運(yùn)動,另一當(dāng)面彈簧測力計是運(yùn)動的,難于準(zhǔn)確讀數(shù),因此甲方案更易于操作.
②由題意可知,在甲方案中,兩物體接觸面受到的壓力等于B的重力,即N=150N,彈簧測力計a的示數(shù)等于兩物體接觸面間摩擦力的大小,即f=60N.
由公式f=μN(yùn)得,動摩擦因素μ=
f
N
=
60N
150N
=0.4.
(2)①因為一張紙的重力太小,兩張紙間的滑動摩擦力太小,不便于進(jìn)行實驗,把紙帶貼在木塊與木板上,增大了紙間的壓力,增大了摩擦力,易于進(jìn)行實驗,便于測出摩擦力,所以要把紙貼在木塊A和木板B上進(jìn)行實驗.
②實驗中需要再添加一個彈簧測力計,如圖所示,用彈簧測力計把木塊A固定在豎直墻壁上,用沙桶拉動木板B運(yùn)動,讀出彈簧測力計的示數(shù)F,AB間的滑動摩擦力f=F,f=μFN=μMg,則動摩擦因數(shù)μ=
f
Mg
=
F
Mg
;
(3)取側(cè)面的一粒沙作為研究對象,其受力情況如圖所示.                                                               精英家教網(wǎng)
設(shè)圓錐的高為H、底面半徑為R、底面周長為S,據(jù)平衡條件,有                    
mgsinθ=Ff         ①
FN=mgcosθ        ②
Ff=μFN            ③
解得μ=tanθ
根據(jù)幾何關(guān)系,有tanθ=
H
R
  ④
S=2πR  ⑤
由以上解得:μ=
2πH
S
,由此可知,需要測量沙堆的高度H與沙堆的地面周長S..
故答案為:(1)①甲;②0.4.
(2)①可增大正壓力從而增大摩擦力,便于測量.
②需要添加彈簧測力計,實驗裝置如圖所示;μ=
F
Mg

(3)①測量沙堆的高度H和沙堆的底面周長s;②μ=
2πH
S
點(diǎn)評:(1)本題考查了作用力與反作用力、平衡力的關(guān)系,并且要判斷在不同的情況下接觸面受到的正壓力的大小,特別是注意根據(jù)給出的各個彈簧測力計的示數(shù),分析判斷出要用哪一個數(shù)據(jù),是解答本題的難點(diǎn),這對于學(xué)生有一定的迷惑性.
(2)控制木塊做勻速直線運(yùn)動比較困難,原實驗方案不好,可以用彈簧測力計拉住木塊,讀出彈簧測力計的示數(shù),即可求出兩張紙間的滑動摩擦力,木板的運(yùn)動狀態(tài)不受限制,木板可以做勻速運(yùn)動,也可做變速運(yùn)動.
(3)善于把力學(xué)中的平衡知識應(yīng)用到生活當(dāng)中,這是高考的熱點(diǎn).
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)向心力演示器如圖1所示.轉(zhuǎn)動手柄1,可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動.皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上,可使兩個槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動.小球做圓周運(yùn)動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供,球?qū)醢宓姆醋饔昧Γㄟ^橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降,從而露出標(biāo)尺8,標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大。F(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi),為探究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系,下列做法正確的是
A
A


A.在小球運(yùn)動半徑相等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實驗
B.在小球運(yùn)動半徑相等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實驗
C.在小球運(yùn)動半徑不等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實驗
D.在小球運(yùn)動半徑不等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實驗
(2)用伏安法測量一個定值電阻的阻值,備用器材如下:
待測電阻Rx (阻值約為25kΩ)           電流表A1:(量程100μA,內(nèi)阻2kΩ)
電流表A2:(量程500μA,內(nèi)阻300Ω)    電壓表V1:(量程10V,內(nèi)阻100kΩ)
電流表V2:(量程50V,內(nèi)阻500kΩ)       電源E:(電動勢15V,允許最大電流1A)
滑動變阻器R:(最大阻值1kΩ)          電鍵S,導(dǎo)線若干
為了盡量減小實驗誤差,要求測多組數(shù)據(jù).
①電流表應(yīng)選
A2
A2
,電壓表應(yīng)選
V1
V1

②在方框中畫出實驗電路圖.并在實物圖上畫出末完成的連線.

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科目:高中物理 來源: 題型:

用彈簧測力計測定一個木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測力的讀數(shù)表示滑動摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動
甲不一定,乙一定
甲不一定,乙一定

(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測力計讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動時),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動摩擦因數(shù)μ為
0.4
0.4

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

用彈簧測力計測定一個木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測力的讀數(shù)表示滑動摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動______.
(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測力計讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動時),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動摩擦因數(shù)μ為______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

用彈簧測力計測定一個木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測力的讀數(shù)表示滑動摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動______.
(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測力計讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動時),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動摩擦因數(shù)μ為______.

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年高一(上)期中物理試卷(3)(解析版) 題型:填空題

用彈簧測力計測定一個木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測力的讀數(shù)表示滑動摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動   
(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測力計讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動時),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動摩擦因數(shù)μ為   

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