专题28测量动摩擦因数实验备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编教师版

11.（2019山东烟台期中）如图所示的装置可以用来测量滑块与水平面之间的动摩擦因数在水平面上将弹簧的一端与挡板固定不动，另一端与带有遮光条的滑块接触弹簧与滑块不固连。刚开始压缩弹簧到某一位置，然后由静止开始释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过O处的光电门，在水平面上的P点。在本实验中除了用光电门测量出遮光条的遮光时间t，还需要测量的物理量有______A.滑块带遮光条的质量B.遮光条的宽度C.光电门O与P点之间的距离LD.滑块释放点到P点的距离s动摩擦因数的表达式______。用上述测量物理量和重力加速度g表示【参考答案】BC2.（2019湖南湘东六校联考）某同学用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。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纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了五个连续点之间的距离。（1）物块下滑时的加速度a＝m/s2，打C点时物块的速度v＝m/s；（结果保留三位有效数字）（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的一个物理量是。A．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角【参考答案】（1）3.251.79(2)C2【命题意图】本题考查测量物块与斜面之间的动摩擦因数实验、纸带处理实验数据、牛顿第二定律及其相关知识点。3.（5分）（2019广东七校联考）某同学用如图(a)所示的实验装置测量木块与木板之间的动摩擦因数μ：将木块从倾角为θ的木板上静止释放，与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的位置随时间变化的规律，如图(b)中的曲线②所示。图中木块的位置从x1到x2、从x2到x3的运动时间均为T。(1)根据图(b)可得，木块经过位置x2时的速度v2=，木块运动的加速度a=____；(2)现测得T=0.1s，x1=4cm，x2=9cm，x3=16cm，θ=37°，可求得木块与木板之间的动摩擦因数μ=____；（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取l0m/s2，结果保留1位有效数字）(3)若只增大木板的倾角，则木块相对传感器的位置随时间变的规律可能是图(b)中的曲线。（选填图线序号①、②或③）【参考答案】（1）（2）0.5（3）①【命题意图】本题考查测量木块与木板之间的动摩擦因数μ及其相关知识点。【解题思路】（1）根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得木块经过位置x2时的速度v2=。根据△x=aT2，△x=（x3-x2）-（x2-x1）=x3-2x2+x1，可解得木块运动的加速度a=。3(2)将T=0.1s，x1=4cm，x2=9cm，x3=16cm，代入a=，得出a=2m/s2。由牛顿第二定律，mgsinθ-μmgcosθ=ma，可求得木块与木板之间的动摩擦因数μ=0.5。【实验攻略】（1）力学实验测量速度方法：①根据做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。②若遮光板的宽度为d，利用光电门测出遮光板通过光电门的时间△t，则遮光板通过光电门时速度为v=d/△t。（2）力学实验测量匀变速直线运动加速度的方法：①测出在相等时间T内的位移差△x，利用△x=aT2和逐差法得出加速度。②测出物体通过位移x过程的初速度和末速度，利用公式vt2-v02=2ax求出加速度。③测出一些时刻的速度，画出速度——时间图象，根据图象斜率得出加速度。4．（9分）（2018高考理综II卷）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块之间的细线保持水平，在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，其中4f的值从图（b）中弹簧秤的示数读出。砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.554f2.93回答下列问题（1）4f=__________N（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线；（3）f与m、木块质量M、木板和木块之间的滑动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式f=__________，f-m图线（直线）的斜率的表达式k=____________;4（4）取g=9.80m/2s，由绘出的f-m图线求得____________（保留2位有效数字）【参考答案】（1）2.75（2分）（2）如图所示（3）μ（M+m）gμg（4）0.40【解题思路】（1）指针指在2.7与2.8之间，估读为2.75N（2）描点画线注意让所有点均匀分布在线上或线的两边，作图如下：点睛：在描点连线时要注意尽可能让点在直线上，如果没法在直线上也要均匀分布在直线的两侧，来减小误差。5.【2019安宁区模拟】(6分)小明在课本查到“木—木”的动摩擦因数为0.3，打算对这个数据进行检验，设计了以下实验：(1)将质量为M的待测木块放在水平放置的长木板上，通过细绳连接沙桶，增加沙桶中沙的质量，直到轻推木块，木块恰能做匀速直线运动，若此时沙桶及沙的总质量为m，则动摩擦因数μ＝________。(2)由于找不到天平，小明进行了以下步骤：①取下沙桶，在木板上固定打点计时器，将纸带系在木块上，并穿过打点计时器；5②将木板不带滑轮的一端垫高，直到木块能做匀速直线运动；③挂上沙桶(沙桶及沙的总质量保持不变)，接通电源，稳定后释放木块，得到如图纸带。(3)已知打点计时器的频率为50Hz，根据纸带数据，可求得木块运动的加速度a＝_______m/s2。(保留两位有效数字)(4)若当地的重力加速度为9.8m/s2，则算的μ=________。(结果保留两位有效数字)【参考答案】(1)mM(3)2.4(3)0.32～0.336．（2018福建质检）某同学利用图（a）装置测定滑块与桌面间的动摩擦因数。实验中，钩码通过轻绳拉着滑块在水平桌面上做直线运动，钩码着地后滑块继续运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点。取钩码着地后滑块继续运动过程中对应的一段纸带，用刻度尺测出纸带上部分相邻计时点的间距如图（b）。已知交流电源频率为50Hz，当地的重力加速度为9.80m/s2。回答下列问题：（1）打点时纸带的________（填“A”或“B”）端靠近滑块。（2）滑块与桌面间的动摩擦因数为________。（结果保留3位有效数字）（3）由实验测定的动摩擦因数________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。【参考答案】（1）B（2）0.255（3）大于【考查内容】本题以“研究匀变速直线运动”学生分组实验为基础，测定动摩擦因数。主要考查匀变速直线运动、动摩擦因数、牛顿运动定律等知识。侧重考查实验能力，要求考生理解测定动摩擦因数实验的原理和方法，分析实验过程，处理实验数据，评价实验误差。体现了获取和处理数据、基于数据得出结论并作出解释等物理核心素养的考查。67.（2018金考卷）测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定。（1）实验过程中，电火花计时器应接在(选填“直流”或“交流”)电源上，调整定滑轮高度，使。（2）己知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=。（3）如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出。从纸带上测出1x=3.20cm，2x=4.52cm，5x=8.42cm，6x=9.70cm。则木块加速度大小a=m/s2(保留两位有效数字）。【参考答案】(1)交流电（1分），细线与长木板平行（1分）（2）MgaMmmg（2分），（3）1.3（写成其它数不给分）（2分）【名师解析】（1）实验过程中，电火花计时器应接在交流220V电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。（1）对砝码盘和砝码、木块组成的整体，由牛顿第二定律，mg-μMg=（M+m）a，解得：μ=MgaMmmg。7（3）由△x=aT2和逐差法，解得a=1.3m/s2。