2004-2013十年高考物理大全分类解析 专题33 动摩擦因数、滑动摩擦力的测量

《2004-2013十年高考物理大全分类解析——专题33：动摩擦因数、滑动摩擦力的测量》 本专题主要针对高中物理中的一个重要实验主题——动摩擦因数和滑动摩擦力的测量进行深入解析。在高考物理中，这部分知识的考察通常涉及到基础测量工具的使用、物理定律的应用以及数据分析能力的测试。 实验是物理学的基础，测量动摩擦因数和滑动摩擦力是理解牛顿第二定律和摩擦力概念的关键。实验通常包含以下步骤： 1. 使用天平测量物块和遮光片的总质量M以及重物的质量m。 2. 用游标卡尺测量遮光片的宽度d。 3. 通过米尺测量两光电门之间的距离s。 4. 调整轻滑轮使细线保持水平，然后让物块从光电门A左侧静止释放，通过数字毫秒计测量遮光片通过光电门A和B的时间差△tA和△tB，从而计算加速度a。 5. 多次重复步骤4，求出a的平均值，以减小偶然误差。 6. 根据实验数据，可以使用公式来计算动摩擦因数μ。 在题目的第一部分，要求读出游标卡尺的读数，这是一个基础的测量技能。物块的加速度a可以表示为a = (d * (ΔtB - ΔtA)) / (2 * s)，而动摩擦因数μ则可以通过牛顿第二定律表示为μ = m * g / (M * a)，其中g为重力加速度。如果细线未调至水平，这将导致系统误差，因为它影响了物块的实际加速度。 第二个实验涉及小物块Q与平板P之间的动摩擦因数测量，利用光滑的圆弧轨道和水平面的过渡。在该实验中，通过测量物块Q在不同点的动能和克服摩擦力所做的功，来计算动摩擦因数。实验步骤包括测量物块的质量、轨道半径、水平面长度等，然后通过自由落体运动的规律来确定动能和克服摩擦力所做的功，最终得出动摩擦因数。 实验步骤4和5旨在减少偶然误差，提高测量的准确性。如果测量得到的μ值偏大，除了测量误差外，可能的原因包括物块Q在平面上有滚动摩擦、轨道AB不完全光滑等。 第三个实验是通过改变重力势能来驱动木块A滑行，通过测量高度h和滑行距离s来计算动摩擦因数μ。若滑轮轴有摩擦，会导致拉力的实际分量小于理论值，从而使得测量的μ偏大。 第四个实验利用打点计时器和纸带来分析物块的运动规律，通过分析相邻计数点间距离的变化来判断物块的加速或减速状态，并计算出相应的速度和加速度，进而求得动摩擦因数。 这些实验和问题都旨在训练学生的实践操作能力、数据分析能力和物理概念的理解，对考生的综合能力有较高要求。通过这样的学习和练习，学生能更好地掌握物理原理并将其应用于实际问题中。