(1)為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案.
①為了用某一彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示A和B之間的滑動(dòng)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(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為60N,b示數(shù)為110N,則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為______.

(2)為了測(cè)量?jī)蓮埣堉g的動(dòng)摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):如圖所示,在鐵塊A和木板B上貼上待測(cè)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(dòng),測(cè)出沙桶和沙的總質(zhì)量m以及貼紙的鐵塊A的質(zhì)量M,則可求出兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù).回答下列問題:
①該同學(xué)把紙貼在木塊上而不直接測(cè)量?jī)蓮埣堥g的滑動(dòng)摩擦力,其原因是______.
②在實(shí)際操作中,發(fā)現(xiàn)要保證鐵塊A做勻速直線運(yùn)動(dòng)比較困難,你能對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)作出改進(jìn)來解決這一困難嗎?(可根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案添加實(shí)驗(yàn)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(gè)小圓錐體,繼續(xù)下落時(shí),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(shí),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,我們得出結(jié)論,沙堆的形成與沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān).若僅給一把皮尺,要測(cè)定沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)(假定最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),回答下列所給的問題:
①必須測(cè)定的物理量是______.
②動(dòng)摩擦因數(shù)與這些物理量的關(guān)系是______.

【答案】分析:(1)①實(shí)驗(yàn)中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力的原理,才通過測(cè)力計(jì)讀出摩擦力大小的,因此,在操作時(shí)要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),這也是實(shí)驗(yàn)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(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行計(jì)算,但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大。
(2)①在動(dòng)摩擦因數(shù)一定的情況下,物體間的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大,越便于測(cè)出摩擦力大。
②可讓A與彈簧測(cè)力計(jì)相連且固定不動(dòng),讓沙桶帶動(dòng)B運(yùn)動(dòng),從而測(cè)出動(dòng)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:解:(1)①由圖示實(shí)驗(yàn)可知,甲方案中拉動(dòng)物體A,不需要控制物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng),且彈簧測(cè)力計(jì)靜止,便于彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù);
乙方案中用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)A,需要控制A做勻速直線運(yùn)動(dòng),難于控制A做勻速直線運(yùn)動(dòng),另一當(dāng)面彈簧測(cè)力計(jì)是運(yùn)動(dòng)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(cè)力計(jì)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(dòng)摩擦因素μ===0.4.
(2)①因?yàn)橐粡埣埖闹亓μ。瑑蓮埣堥g的滑動(dòng)摩擦力太小,不便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn),便于測(cè)出摩擦力,所以要把紙貼在木塊A和木板B上進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
②實(shí)驗(yàn)中需要再添加一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)把木塊A固定在豎直墻壁上,用沙桶拉動(dòng)木板B運(yùn)動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,AB間的滑動(dòng)摩擦力f=F,f=μFN=μMg,則動(dòng)摩擦因數(shù)μ==;
(3)取側(cè)面的一粒沙作為研究對(duì)象,其受力情況如圖所示.                                                              
設(shè)圓錐的高為H、底面半徑為R、底面周長(zhǎng)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=  ④
S=2πR  ⑤
由以上解得:μ=,由此可知,需要測(cè)量沙堆的高度H與沙堆的地面周長(zhǎng)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(cè)量.
②需要添加彈簧測(cè)力計(jì),實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示;μ=;
(3)①測(cè)量沙堆的高度H和沙堆的底面周長(zhǎng)s;②μ=
點(diǎn)評(píng):(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(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),分析判斷出要用哪一個(gè)數(shù)據(jù),是解答本題的難點(diǎn),這對(duì)于學(xué)生有一定的迷惑性.
(2)控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)比較困難,原實(shí)驗(yàn)方案不好,可以用彈簧測(cè)力計(jì)拉住木塊,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即可求出兩張紙間的滑動(dòng)摩擦力,木板的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不受限制,木板可以做勻速運(yùn)動(dòng),也可做變速運(yùn)動(dòng).
(3)善于把力學(xué)中的平衡知識(shí)應(yīng)用到生活當(dāng)中,這是高考的熱點(diǎn).
練習(xí)冊(cè)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(dòng)手柄1,可使變速塔輪2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng).皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上,可使兩個(gè)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(dòng).小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供,球?qū)醢宓姆醋饔昧,通過橫臂的杠桿使彈簧測(cè)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(gè)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(dòng)半徑相等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)
B.在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實(shí)驗(yàn)
C.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實(shí)驗(yàn)
D.在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實(shí)驗(yàn)
(2)用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值,備用器材如下:
待測(cè)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(dòng)勢(shì)15V,允許最大電流1A)
滑動(dòng)變阻器R:(最大阻值1kΩ)          電鍵S,導(dǎo)線若干
為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,要求測(cè)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(shí)驗(yàn)電路圖.并在實(shí)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(cè)力計(jì)測(cè)定一個(gè)木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測(cè)力的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動(dòng)
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(cè)力計(jì)讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動(dòng)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(cè)力計(jì)測(cè)定一個(gè)木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測(cè)力的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動(dòng)______.
(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動(dòng)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(cè)力計(jì)測(cè)定一個(gè)木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測(cè)力的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動(dòng)______.
(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動(dòng)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(cè)力計(jì)測(cè)定一個(gè)木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,如圖所示的兩種裝置:
(1)為了用彈簧測(cè)力的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動(dòng)   
(2)若A、B重力分別為100N和150N,甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為60N(當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí)),F(xiàn)A=110N,則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為   

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