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为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案.①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你

题文

(1)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案.
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你认为方案______更易于操作.
②若A和B的重力分别为100N和150N,当甲中A被拉动时,弹簧测力计a示数为60N,b示数为110N,则A、B间的动摩擦因数为______.

魔方格

(2)为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图所示,在铁块A和木板B上贴上待测的纸,B板水平固定,沙桶通过细线与A相连,调节小沙桶C中沙的多少,使A做匀速向左直线运动,测出沙桶和沙的总质量m以及贴纸的铁块A

魔方格

的质量M,则可求出两张纸之间的动摩擦因数μ=mM.回答下列问题:
①该同学把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力,其原因是______.
②在实际操作中,发现要保证铁块A做匀速直线运动比较困难,你能对这个实验作出改进来解决这一困难吗?(可根据自己设计的实验方案添加实验器材).
(3)观察沙堆的形成过程可以发现:由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体,继续下落时,细沙沿圆锥体表面下滑,当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时,细沙不再下滑,如此周而复始,使圆锥体不断增大,如图所示.由此,我们得出

魔方格

结论,沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关.若仅给一把皮尺,要测定沙粒之间的动摩擦因数(假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力),回答下列所给的问题:
①必须测定的物理量是______.
②动摩擦因数与这些物理量的关系是______.

题型:未知 难度:其他题型

答案



魔方格

(1)①由图示实验可知,甲方案中拉动物体A,不需要控制物体A做匀速直线运动,且弹簧测力计静止,便于弹簧测力计读数;
乙方案中用弹簧测力计拉动A,需要控制A做匀速直线运动,难于控制A做匀速直线运动,另一当面弹簧测力计是运动的,难于准确读数,因此甲方案更易于操作.
②由题意可知,在甲方案中,两物体接触面受到的压力等于B的重力,即N=150N,弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小,即f=60N.
由公式f=μN得,动摩擦因素μ=fN=60N150N=0.4.
(2)①因为一张纸的重力太小,两张纸间的滑动摩擦力太小,不便于进行实验,把纸带贴在木块与木板上,增大了纸间的压力,增大了摩擦力,易于进行实验,便于测出摩擦力,所以要把纸贴在木块A和木板B上进行实验.
②实验中需要再添加一个弹簧测力计,如图所示,用弹簧测力计把木块A固定在竖直墙壁上,用沙桶拉动木板B运动,读出弹簧测力计的示数F,AB间的滑动摩擦力f=F,f=μFN=μMg,则动摩擦因数μ=fMg=FMg;
(3)取侧面的一粒沙作为研究对象,其受力情况如图所示.                                                              

魔方格

设圆锥的高为H、底面半径为R、底面周长为S,据平衡条件,有                    
mgsinθ=Ff         ①
FN=mgcosθ        ②
Ff=μFN            ③
解得μ=tanθ
根据几何关系,有tanθ=HR  ④
S=2πR  ⑤
由以上解得:μ=2πHS,由此可知,需要测量沙堆的高度H与沙堆的地面周长S..
故答案为:(1)①甲;②0.4.
(2)①可增大正压力从而增大摩擦力,便于测量.
②需要添加弹簧测力计,实验装置如图所示;μ=FMg;
(3)①测量沙堆的高度H和沙堆的底面周长s;②μ=2πHS.

解析

fN

考点

据考高分专家说,试题“(1)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间.....”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。

静摩擦力和滑动摩擦力:


为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案.①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你


为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案.①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你

摩擦力大小的计算方法:

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