某学习小组设计了一种如图所示的摆式摩擦因数测量仪,可测量轮胎与地面间动摩擦因数。其主要部件有:底部固定有轮胎橡胶片的摆锤、连接摆锤的轻质细杆,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。测量时,测量仪固定于水平地面,将摆锤从与O等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近橡胶片紧压地面擦过一段很小的距离,之后继续摆动至最高位置。若测得摆锤的质量为m,摆锤重心到O点的距离为L,橡胶片紧压地面擦过的距离s,摆锤摆到最左端杆与竖直方向成θ角,摆锤经过最低点时对地面的压力大小为F,在橡胶片擦过地面距离s过程中此压力视为不变。(重力加速度为g)
(1)橡胶片与地面间的动摩擦因数μ的表达式为__________。(请用题中已知的物理量字母来表示)
(2)换用不同橡胶片测得μ与θ的大致关系如图线所示。已知L=1m,s=0.116m,则F约是摆锤重力的_____倍。
(3)把摆锤经过最低点时对地面的压力F作为橡胶片擦过地面距离s过程中的压力,则此导致测得的橡胶片与地面间的动摩擦因数μ__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
高三物理实验题中等难度题
某学习小组设计了一种如图所示的摆式摩擦因数测量仪,可测量轮胎与地面间动摩擦因数。其主要部件有:底部固定有轮胎橡胶片的摆锤、连接摆锤的轻质细杆,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。测量时,测量仪固定于水平地面,将摆锤从与O等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近橡胶片紧压地面擦过一段很小的距离,之后继续摆动至最高位置。若测得摆锤的质量为m,摆锤重心到O点的距离为L,橡胶片紧压地面擦过的距离s,摆锤摆到最左端杆与竖直方向成θ角,摆锤经过最低点时对地面的压力大小为F,在橡胶片擦过地面距离s过程中此压力视为不变。(重力加速度为g)
(1)橡胶片与地面间的动摩擦因数μ的表达式为__________。(请用题中已知的物理量字母来表示)
(2)换用不同橡胶片测得μ与θ的大致关系如图线所示。已知L=1m,s=0.116m,则F约是摆锤重力的_____倍。
(3)把摆锤经过最低点时对地面的压力F作为橡胶片擦过地面距离s过程中的压力,则此导致测得的橡胶片与地面间的动摩擦因数μ__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
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如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪,可测量轮刘搅盘胎与地面间动摩擦因数,其主要部件有:底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的可绕轴O在竖直平面内自由转动的轻质细杆,转动半径为L。具体实验步骤如下:
I、将测量仪固定在水平地面上;
Il、将摆锤从与O等高的位置由静止释放;
III、当摆锤摆到最低点附近时,测量出橡胶片紧压地面摩擦过的一小段距离s(s<<U),之后继续摆至最高位置,测量出细杆与竖直方向的角度θ。
(1)为测量轮胎与地面间动摩擦因数,还需要测量的物理量有_______________;
(2)若将摆锤对地面的压力视为大小为F的恒力,重力加速度为g,橡胶片与地面之间的动摩擦因数为_______________;
(3)为进一步减小实验误差,你认为本实验还可以在哪些地方改进? ____________________________________________________________。
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(16分)图所示为一种摆式摩擦因数测量仪,可测量轮胎与地面间动摩擦因数,基主要部件有:底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动,摆锤重心到O点距离为L。测量时,测量仪固定于水平地面,将摆锤从与O等高的位置处静止释放。摆锤到最低点附近时,橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s<L),之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力,重力加速度为g,求
(1)摆锤在上述过程中损失的机械能;
(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功;
(3)橡胶片与地面之间的动摩擦因数。
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学习完《摩擦力》一节内容后,老师给同学们布置一项任务—测定一铁块与长木板之间的动摩擦因数μ,同学们经过思考,在测量滑动摩擦力环节,主要设计了以下两种方案:
方案1:将一长木板固定在水平地面上,用手通过轻质弹簧秤水平向右拉放在长木板上的铁块P,使铁块P向右匀速运动;
方案2:把弹簧秤的一端固定在墙上另一端拉铁块,铁块放在水平长木板上,且弹簧秤轴线保持水平。用水平力向左拉长木板,使长木板向左运动。
(1)方案2在某次操作中弹簧秤的示数已放大画出,此时弹簧秤的示数为___________N;
(2)这两种测量滑动摩擦力的方案中,_________(选填“方案1”或“方案2”)更方便操作;
(3)在利用方案2的某次实验中,弹簧秤示数稳定后______
A.拉木板的拉力一定等于弹簧测力计示数
B.拉木板的拉力一定小于弹簧测力计示数
C.拉木板的拉力一定大于弹簧测力计示数
D.拉木板的拉力小于、等于、大于弹簧秤示数均可
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(9分)为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某学习小组设计了如图所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,桌面高为h,O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
实验过程一:如图甲所示,挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O1A的距离,滑块由静止释放,落在水平地面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1;
实验过程二:将挡板的固定点移到距O1点距离为d的O2点,如图乙所示,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O2C的距离与O1A的距离相等。滑块由静止释放,落在水平地面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离x2。
(1)为完成本实验,下列说法中正确的是 。
A.必须测出小滑块的质量
B.必须测出弹簧的劲度系数
C.弹簧的压缩量不能太小
D.必须测出弹簧的原长
(2)写出动摩擦因数的表达式μ= (用题中所给物理量的符号表示)。
(3)某同学认为,不测量桌面高度,改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间,也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数。此实验方案 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
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为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某研究小组设计了如图甲所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图中桌面到地面高为h,点在同一水平直线上,已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
实验过程一:挡板固定在点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量A的距离,如图甲所示,滑块由静止释放,经B点飞出后落在水平地面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为
实验过程二:将挡板的固定点移到距点距离为d的点,如图乙所示,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使C得距离与A的距离相等,滑块由静止释放,经B点飞出后落在水平地面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为
(1)为完成本实验,下列说法中正确的是_____________
A、必须测出小滑块的质量 B、必须测出弹簧的劲度系数
C、弹簧的压缩量不能太小 D、必须测出弹簧的原长
(2)写出动摩擦因数的表达式μ________(用题中所给物理量的符号表示)
(3)小红在进行实验过程二时,发现滑块未能滑出桌面,为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,还需要测量的物理量是________________.
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某学习小组设计了一个实验方案——“用一把刻度尺测量质量为m的小物块Q与平板P之间的动摩擦因数”,实验装置如图。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度为g.实验步骤如下:
①用刻度尺测量BC长度为L和CC′高度为h;
②先不放置平板P(如图乙),使圆弧AB的末端B位于C′的正上方,将物块Q在A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落点D;
③重复步骤②,共做10次;
④用半径尽量小的圆将10个落点围住,用刻度尺测量圆心到C′的距离x1;
⑤放置平板P(如图甲),将物块Q由同一位置A由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D′;
⑥重复步骤⑤,共做10次;
⑦用半径尽量小的圆将10个落点围住,用刻度尺测量圆心到C′的距离x2。
(1)实验步骤③④的目的是_________________________________________。
(2)用实验中的测量量表示物块Q滑到B点时的速度vB=_________________。
(3)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=_____。
(4)回答下列问题:
(i)实验步骤⑤⑥的目的是_____.
(ii)已知实验测得的μ值比实际值偏大,其原因除了实验中测量量的误差之外,其它的可能是_____(写出一个可能的原因即可)
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(8分)有两个物理兴趣小组在一次探究活动中,想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。
⑴第一小组:利用平衡条件来测量动摩擦因数。
该小组同学设计了两种实验方案:
方案A:长木板固定,用弹簧秤拉动木块,如图甲所示;
方案B:木块通过弹簧秤连接到墙壁,用手拉动木板,如图乙所示。
①上述两种方案中,你认为更合理的方案是________(填“A”或“B”),原因是________;
②该实验中应测量的物理量是,滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=________。
⑵第二小组:利用牛顿第二定律来测量动摩擦因数。
实验装置如图丙所示,一端装有定滑轮的、表面粗糙的长木板固定在水平实验台上,长木板上有一滑块,滑块右侧固定一轻小动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的水平轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。
实验时滑块加速运动,读出弹簧测力计的示数F ′,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验;以弹簧测力计的示数F ′为纵轴,加速度a为横轴,得到的图象是纵轴截距大小等于b的一条倾斜直线,如图丁所示。已知滑块和轻小动滑轮的总质量为m,重力加速度为g,忽略滑轮与轻绳之间的摩擦。则滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=________。
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