某研究性學習小組在學習了摩擦力之后，通過觀察沙堆的形成測出了沙粒之間的動摩擦因數(shù)．研究的過程如下：研究小組通過觀察沙堆的形成過程可以發(fā)現(xiàn)，由漏斗落下的細沙總是在地面上形成一個小圓錐體，繼續(xù)下落時，細沙沿圓錐體表面下滑，當圓錐體的母線與底面夾角達到一定角度時，細沙不再下滑，如圖5所示．經(jīng)過反復實驗，研究小組得出結論：沙堆的形成與沙粒之間的動摩擦因數(shù)有關．該小組只用一把皮卷尺就測定了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），則：
（1）該小組必須測定的物理量是
測量沙堆的高度H和底面的周長s
測量沙堆的高度H和底面的周長s
．
（2）動摩擦因數(shù)與這些物理量之間的關系是
μ=
2πH
S
μ=
2πH
S
．
分析：抓住細沙不再下滑這一臨界狀態(tài)，選擇一粒沙進行研究分析，得出力學平衡等式．
解答：解：取側面的一粒沙作為研究對象，其受力情況如圖所示．
設圓錐的高為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)幾何關系，有：tanθ=
H
R
…④
S=2πR…⑤
由以上解得：μ=
2πH
S
故答案為：（1）測量沙堆的高度H和底面的周長s；（2）μ=
2πH
S
點評：善于把力學中的平衡知識應用到生活當中，善于把生活中的物理現(xiàn)象與常見的物理模型相聯(lián)系．這是高考的熱點．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學習小組在學完“測定金屬絲電阻率”實驗后，想利用下列器材測定自來水的電阻率：

①用毫米刻度尺測量如圖甲所示的一段自來水管上兩接線柱間距離為L；
②用游標卡尺測量水管內徑為d，如圖乙所示的讀數(shù)為
21.4
21.4
mm；
③用多用電表測量兩接線柱間裝滿自來水時電阻約20KΩ；
④為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用
A
 
1
A
 
1
，電壓表應選用
V
 
2
V
 
2
（以上均填器材代號）；
⑤為了達到上述目的，某同學設計出正確的電路原理圖并按電路圖連接好實物圖如丙圖所示，接通電路后，當調節(jié)滑動變阻器的滑動片時，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表有示數(shù)但幾乎不變，請指出哪一根導線發(fā)生了斷路？
c
c
（只要填寫圖中導線字母代號）；
⑥若實驗電路中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，可求得自來水的電阻率ρ=
πd
2
 
U
4IL
πd
2
 
U
4IL
．（用以上測得的物理量符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?宜昌二模）某研究性學習小組在學完《閉合電路歐姆定律》后，利用如圖所示的電路來探究電路中各部分的電壓、電流隨滑動變阻器R阻值變化的關系．電路中R1、R2、R3為三個定值電阻，四個電表均視為理想電表，當滑動變阻器R的滑片P分別置于a、b兩個位置時，讀出四個電表的兩組數(shù)據(jù)如下：
P的位置 A1的示數(shù) A2的示數(shù) V1的示數(shù) V2的示數(shù)
a 0.42 0.26 3.20 2.00
b 0.48 0.34 2.80 1.70
學習小組的同學們通過對上述兩組數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)其中某個電表的讀數(shù)存在偏差，經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)是有個電表的內部接線出現(xiàn)松動，致使其讀出的數(shù)值不準確．
（1）有故障的電表是：
V2
V2
；
（2）利用另外三個無故障電表的讀數(shù)值，能求出R1、R2、R3這三個定值電阻中哪些電阻的阻值，阻值多大？答：
電阻R3=20Ω
電阻R3=20Ω
；
（3）能否求出所用電源的電動勢E和內阻r的大��？如能，求出其數(shù)值．
答：
E=6V
E=6V
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進一步探究變力作用下的“動能定理”．圖（甲）所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度v．已知小車質量為200g．精英家教網(wǎng)
①某次實驗得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖（乙）所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖（丙）所示，數(shù)據(jù)如表格．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中變力F做功W=
 
J，此過程動能的變化△EK=
 
J（保留2位有效數(shù)字）．
s/m F/N v/m′s-1
0.30 1.00 0.00
0.31 0.99 0.31
0.32 0.95 0.44
0.35 0.89 0.67
0.40 0.81 0.93
0.45 0.70 1.10
0.52 0.60 1.30
②指出下列情況可減小實驗誤差的操作是
 
（填選項前的字母，可能不止一個選項）
A．使拉力F要遠小于小車的重力；
B．實驗時要先平衡摩擦力；
C．要使細繩與滑板表面平行．
（2）某研究性學習小組在學完“測定金屬絲電阻率”實驗后，想利用下列器材測定自來水的電阻率：
器材（代號） 規(guī)格
電流表（A1）
電流表（A2）
電壓表（V1）
電壓表（V2）
滑動變阻器（R）
直流電源（E）
開關（S）、導線若干
毫米刻度尺、游標卡尺
多用電表
一節(jié)兩端可封住的絕緣PVC水管		 量程0～1mA，內阻約為50Ω
量程0～0.6A，內阻約為0.1Ω
量程0～3V，內阻約為10kΩ
量程0～15V，內阻約為50kΩ
阻值范圍0～50Ω，允許最大電流0.5A
輸出電壓15V，內阻不計
①用毫米刻度尺測量如圖（甲）所示的一段自來水管上兩接線柱間距離為L；
②用游標卡尺測量水管內徑為d，如圖（乙）所示的讀數(shù)為
 
mm；
③用多用電表測量兩接線柱間裝滿自來水電阻約20kΩ；
④為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用
 
，電壓表應選用
 
（以上均填器材代號）；
⑤為了達到上述目的，某同學設計出正確的電路原理圖并按電路圖連接好實物圖如（丙）圖所示．接通電路后，當調節(jié)滑動變阻器的滑動片時，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表有示數(shù)但幾乎不變，請指出哪一根導線發(fā)生了斷路？
 
（只要填寫圖中導線字母代號）；
⑥若實驗電路中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，可求得自來水的電阻率ρ=
 
．（用以上測得的物理量符號表示）
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學習小組在學完《閉合電路歐姆定律》后，利用如圖所示的電路來探究電路中各部分的電壓、電流隨滑動變阻器R阻值變化的關系．電路中R1、R2、R3為三個定值電阻，四個電表均視為理想電表，當滑動變阻器R的滑片P分別置于a、b兩個位置時，讀出四個電表的兩組數(shù)據(jù)如下：

P的位置

A1的示數(shù)

A2的示數(shù)

V1的示數(shù)

V2的示數(shù)

a

0．42

0．26

3．20

2．00

b

0．48

0．34

2．80

1．70

         學習小組的同學們通過對上述兩組數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)其中某個電表的讀數(shù)存在偏差，經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)是有個電表的內部接線出現(xiàn)松動，致使其讀出的數(shù)值不準確．

         ⑴有故障的電表是：          ；

         ⑵利用另外三個無故障電表的讀數(shù)值，能求出R1、R2、R3這三個定值電阻中哪些電阻的阻值，阻值多大？答：      　　　　　　　　　　　　　　　   ；

         ⑶能否求出所用電源的電動勢E和內阻r的大小？如能，求出其數(shù)值．

         答：     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    ．

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科目：高中物理 來源：2011屆湖北省夷陵中學、鐘祥一中高三上學期第二次聯(lián)考（理綜）物理部分 題型：實驗題

某研究性學習小組在學完《閉合電路歐姆定律》后，利用如圖所示的電路來探究電路中各部分的電壓、電流隨滑動變阻器R阻值變化的關系．電路中R1、R2、R3為三個定值電阻，四個電表均視為理想電表，當滑動變阻器R的滑片P分別置于a、b兩個位置時，讀出四個電表的兩組數(shù)據(jù)如下：

P的位置
A1的示數(shù)
A2的示數(shù)
V1的示數(shù)
V2的示數(shù)
a
0．42
0．26
3．20
2．00
b
0．48
0．34
2．80
1．70

學習小組的同學們通過對上述兩組數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)其中某個電表的讀數(shù)存在偏差，經(jīng)過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)是有個電表的內部接線出現(xiàn)松動，致使其讀出的數(shù)值不準確．
⑴有故障的電表是：         ；
⑵利用另外三個無故障電表的讀數(shù)值，能求出R1、R2、R3這三個定值電阻中哪些電阻的阻值，阻值多大？答：     　　　　　　　　　　　　　　　  ；
⑶能否求出所用電源的電動勢E和內阻r的大�。咳缒�，求出其數(shù)值．
答：    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   ．

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