高考物理命题潜规则解密专项59测定动摩擦因数和摩擦力.docx
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高考物理命题潜规则解密专项59测定动摩擦因数和摩擦力
2019高考物理命题潜规则解密:
专项59测定动摩擦因数和摩擦力
规那么验证:
2018年江苏物理第11题、2018年山东理综第21题、2017·安徽理综卷21题Ⅰ
命题规律:
测定动摩擦因数和摩擦力实验是高考考查的重点和热点,考查的试题难度中等。
【命题分析】“测定动摩擦因数”实验是利用已有实验知识的设计实验,高考命题综合性较强,难度中等。
典例1.(10分)〔2018年江苏物理第11题〕为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如下图的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度H和S.改变H,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.
(2)请根据下表的实验数据作出S-H关系的图象.
(3)实验测得A、B的质量分别为M=0.40KG、M=0.50KG.根据S-H图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数μ=_________.(结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________(选填“偏大”或“偏小”).
典例2.〔13分〕
〔1〕〔2018年山东理综第21题〕某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。
物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上〔尚未到达滑轮处〕。
从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图议所示。
打点计时器电源的频率为50HZ。
①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点和之间某时刻开始减速。
②计数点5对应的速度大小为M/S,计数点6对应的速度大小为M/S。
〔保留三位有效数字〕。
③物块减速运动过程中加速度的大小为A=M/S2。
假设用A/G来计算物块与桌面间的动摩擦因数〔G为重力加速度〕,那么计算结果比动摩擦因数的真实值〔填“偏大”或“偏小”〕。
典例3〔2017山东理综卷第23题〔1〕〕某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。
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
【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。
典例4〔2017·全国理综1〕某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。
长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。
在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下:
用游标卡尺测量滑块的挡光长度D,用天平测量滑块的质量M;
用直尺测量AB之间的距离S,A点到水平桌面的垂直距离H1,B点到水平桌面的垂直距离H2;
将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间T1
重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值
;
利用所测数据求出摩擦力F和斜面倾角的余弦值COSα;
多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出F—COSα关系曲线。
用测量的物理量完成以下各式〔重力加速度为G〕:
斜面倾角的余弦COSα=;
滑块通过光电门时的速度V=;
滑块运动时的加速度A=;
滑块运动时所受到的摩擦阻力F=;
〔2〕测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如下图,读得D=。
典例5.〔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〕
典例6、〔2017·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50HZ。
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。
〔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〕,计数点间的距离如下图。
根据图中数据计算的加速度A=(保留三位有效数字)。
(2)回答以下两个问题:
①为测量动摩擦因数,以下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LB.木板的质量M1
C.滑块的质量M2D.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:
。
【2018模拟题精选训练题】
1.〔2018年3月山东威海一模〕某实验小组的同学在进行“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中准备的实验器材有木块、木板、毛巾和砝码,在实验中设计的实验表格和实验数据记录如下表所示。
实验序数
接触面的材料
正压力〔N〕
滑动摩擦力〔N〕
1
木块与木板
2
0.4
2
木块与木板
4
0.8
3
木块与木板
6
1.2
4
木块与木板
8
1.6
5
木块与毛巾
8
2.5
〔1〕根据上面设计的表格可以知道该实验用的实验方法为________________.
〔2〕分析比较实验序数为1、2、3、4的实验数据,可得出的实验结论为_________________________________________________.
〔3〕分析比较实验序数为_________的两组实验数据,可得出的实验结论是:
压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
2、〔2018年3月吉林二模〕如下图,把弹簧测力计的一端固定在墙上,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),那么物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是______N。
假设用弹簧测力计测得物块P重13N,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为________。
3.〔2018年5月烟台适应性训练三〕
(1)科学探究活动通常包括以下几个环节:
①提出问题,②猜想与假设,③制定计划与设计实验,④进行实验与收集证据,⑤分析与论证,⑥评估,⑦交流与合作等。
一位同学在学习了滑动摩擦力之后,认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关,于是他通过实验探究这个问题。
①这位同学认为,滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积的大小可能成正比。
这属于上述科学探究的环节。
②为完成本实验,需要自己选用器材,其中他选用的木块应是以下选项中的
A、各面粗糙程度相同的正方体
B、各面粗糙程度不同的正方体
C、各面粗糙程度相同,长、宽、高不同的长方体
D、各面粗糙程度不同,长、宽、高不同的长方体
③在本实验中,该同学设计了两种实验方案:
方案一:
木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图甲所示;
方案二:
木块与弹簧秤相连,弹簧秤水平固定,通过细绳水平拉动木板,如图乙所示。
A、上述两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是(填“方案一”或“方案二”)
B、该实验应该记录的数据有;
C、如何根据数据分析并判断原来的猜想?
。
4、(2018年3月山东德州一模)某同学利用弹簧测力计、小车、砝码、钩码、木块和带有定滑轮的长木板等器材探究滑动摩擦力FF与正压力FN之间的关系,实验装置如下图。
该同学主要的实验步骤如下:
A、将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上,在细绳一端挂适量的钩码,使其能够带动小车向右运动;
B、多次改变木块上砝码的个数,并记录多组数据;
C、进行数据处理,得出实验结论。
请回答以下问题:
①实验中应测量木块和木块上砝码的总重力,并记录;
②假设用图象法处理实验数据,以摩擦力FF为横轴,正压力FN为纵轴,建立直角坐标系,通过描点,得到一条倾斜的直线,该直线的斜率所表示的物理意义可用文字描述为;
③通过实验得出的结论是。
5.(2018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下图〔已放大〕,那么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。
6.〔2018年4月安徽皖南八校第三次联考〕如下图,为了测量两张纸之间的动摩擦因数,小明同学设计了图示实验:
在木块A下底面和木板B上表面貼上待測的纸,B木板水平固定,砂桶通过细线与木块A相连,调节砂桶中砂的多少,使木块A匀速向左运动.利用天平測出砂桶和砂的总质量为M,以及貼纸木块A的质量为M.
(1)用以上方法测得两纸间的动摩擦因数的表达式为_________.
(2)在实际操作中,发现要保证木块A做匀速运动较困难,小华同学对这个实验进行了改进,他改进的方法是让木块A在水平固定的B木板上做匀加速直线运动,并用打点计时器和刻度尺测得其加速度A.根据小华的方法,测出的动摩擦因数μ的表达式为.___________
7〔2018年4月四川眉山二模〕为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验,其实验装置如下图。
该同学在实验中的主要操作有:
A、用弹簧秤测出木块A的重力为G=6.00N;
B、用弹簧秤测出木板B的重力为G′=9.25N;
C、按图的装置安装器材,安装过程中用手按住木块和木板;
D、松开按住木块和木板的手,让其运动,待弹簧秤指针稳定时再读数。
①该同学的上述操作中多余的步骤是________。
(填步骤序号)
②在听取意见后,该同学按正确方法操作;读数时弹簧秤的指针位置如右图所示,其示数为________N。
根据该同学的测量数据,可得到木块A和木板B之间的动摩擦因数为________。
8.〔2018年5月天津12区县联考〕某物理兴趣小组在一次探究活动中,想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。
实验装置如下图,表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板放在水平的实验台上;木板上有一滑块,滑块右端固定一个轻小动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻细绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。
〔忽略滑轮的摩擦
〕
①放开钩码,滑块加速运动,读出弹簧测力计的示数
,处理纸带,得到滑块运动的加速度
;改变钩码的个数,重复实验,以弹簧测力计的示数
为纵轴,加速度
为横轴,得到的图像是纵轴截距大小等于
的一条倾斜直线,如下图;滑块和轻小动滑轮的总质量为
,重力加速度为
。
那么滑块和长木板之间的动摩擦因数
=。
②写出能减小实验误差的一条有效措施。
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- 高考 物理 命题 潜规则 解密 专项 59 测定 摩擦 因数 摩擦力