题文
为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置.其中,a是质量为m的滑块(可视为质点),b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端与桌面相切).第一次实验时,将滑槽固定于水平桌面的右端,滑槽的末端与桌面的右端M对齐,让滑块a从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P点;第二次实验时,将滑槽固定于水平桌面的左端,测出滑槽的末端N与桌面的右端M的距离为L,让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P′点.已知当地重力加速度为g,不计空气阻力.

(1)实验还需要测量的物理量(用文字和字母示):______.
(2)写出滑块a与桌面间的动摩擦因数的表达式是(用测得的物理量的字母表示):μ=______.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)该实验实验原理为:测出滑块在N点M点速度大小,然后根据动能定理或者运动学公式列方程,进一步测出滑块与桌面间的动摩擦因数,因此需要测量N、M两点速度的大小,N点速度即为滑块滑到滑槽底端的速度,可以通过第一次实验测得,根据平抛规律,测量出MO的高度h以及OP距离x1即可,M点速度通过第二次实验测得,只需测量出OP′距离x2即可.
故答案为:MO的高度h,OP距离x1,OP′距离x2.
(2)设滑块滑到底端的速度为v0,通过第一次实验测量有:
h=12gt2 ①
x1=v0t ②
设滑块滑到M点速度为vM,通过第二次实验测量有:
x2=vMt ③
从N到M过程中,根据功能关系有:
mgμL=12mv20-12mv2M ④
联立①②③④解得:μ=x21-x224hL.
故答案为:x21-x224hL.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数,某同.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:




