2018届高三物理二轮复习练习：力学实验 提能增分练（二） Word版含解析.docVIP

提能增分练(二)　测定动摩擦因数的4种方法 1.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图甲。 (1)图乙是打出的纸带一段，g为当地重力加速度。已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a＝________m/s2。 (2)为了求出小车下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有________。 (3)用测得的量及加速度a表示动摩擦因数的计算式为μ＝________。 解析：(1)从纸带可以根据逐差法算出 a＝≈4.05 m/s2。 (2)(3)由牛顿第二定律可以写出加速度的表达式a＝gsin θ－μgcos θ，可见，还需要知道斜面倾角的正弦和余弦值。可以利用直尺测出斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h，用l和h表示函数值，即a＝g－μg，化简得μ＝。 答案：(1)4.05　(2)斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h　(3) 2．(2017·陕西渭南模拟)如图甲所示，某同学将一端固定有滑轮的长木板水平放置在桌面上，利用钩码通过细线水平拉木块，让木块从静止开始运动。利用打点计时器在纸带上记录下的木块运动情况如图中所示，其中O点为纸带上记录的第一个点，A、B、C是该同学在纸带上所取的计数点，图乙所标明的数据为A、B、C点到O点的距离。已知打点计时器所用交流电源的频率f＝50 Hz。(计算结果均保留两位有效数字) (1)打点计时器打下B点时木块的速度为vB＝________m/s；木块的加速度a＝________m/s2。 (2)接着该同学利用天平分别测出钩码的质量m＝0.10 kg、木块的质量M＝0.40 kg，根据给出的与已经算出的数据，该同学计算出木块与木板间的动摩擦因数μ。请写出最后的结果μ＝________(忽略滑轮的阻力，取g＝10 m/s2)。 解析：(1)打点计时器打下B点时木块的速度vB＝＝ m/s≈0.78 m/s 由Δx＝aT2得：a＝，其中T＝5×0.02 s＝0.1 s 代入数据解得：a＝0.39 m/s2。 (2)木块所受摩擦力为f＝μMg 对木块有：FT－f＝Ma，对钩码有：mg－FT＝ma 可得μ＝，代入数据得：μ≈0.20。 答案：(1)0.78　0.39　(2)0.20 3.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x。(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μ＝____________。 (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有时间差 解析：(1)同时听到声音说明小球与滑块运动时间相同，都设为t，则小球做自由落体运动，H＝gt2，滑块沿斜面下滑做匀加速直线运动，x＝at2，由以上两式可得＝。 (2)设斜面倾角为θ，有sin θ＝，对滑块进行受力分析，由牛顿第二定律得，沿斜面方向：mgsin θ－Ff＝ma 垂直斜面方向：FN－mgcos θ＝0 又有：Ff＝μFN 由以上三式解得a＝gsin θ－μgcos θ， 将＝代入可得μ＝。 (3)由动摩擦因数的表达式可知选C、D。 答案：(1)　(2)　(3)CD 4.如图所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(st)图像和速率—时间(vt)图像。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为s、高度为h。(取重力加速度g＝9.8 m/s2，结果均保留一位有效数字) (1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的vt图线如图甲所示，从图线可得滑块A上滑时的加速度a＝________m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响____________(填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”)。 (2)此装置还可用来验证牛顿第二定律，实验时通过改变__________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变______________________________________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。 (3)将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的