高考物理力学实验题模拟题（十三）含答案与解析

1探究影响摩擦力的大小的因素（高考物理力学实验）

组卷老师：莫老师

评卷人 得 分 一．实验题（共50小题）

1．某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数，木块放在粗糙的水平桌面上，右侧拴一细线，跨过固定在桌面边缘的定滑轮与重物连接；实验时，木块在重物水平牵引下从静止开始向右运动，重物落地后，木块继续向右滑行，运动过程中木块始终不碰轮，已知木块的木块的质量为M，重物的质量为m，重力加速度为g，回答下列问题：

（1）本实验还需直接测量的物理量有 A．重物距地面的高度h

B．木块在桌而上滑行的总距离x C．滑轮距地面的高度H

（2）利用上述测量的物理量写出测量的动摩擦因数μ=

（3）木块运动过程中，由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响，导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将 （选填“偏大”、“相等”或“偏小”）

2．如图所示，某同学在实验室做“测动摩擦因数”的实验，细线连接钢球和滑块跨在木板上端的定滑轮上处于静止状态，烧断细线钢球落地和滑块撞击挡板的时间相同。

（1）写出滑块下滑的加速度a与图中x、H、重力加速度g的关系式（用字母表示） ；用刻度尺测量出H=2.5m，x=0.50m，计算出滑块下滑的加速度的值为 。

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（2）以滑块为研究对象，利用牛顿第二定律，用H、h、x这三个物理量表示出动摩擦因数的数学表达式，表达式是（用字母表示） 。

（3）再用刻度尺测量出h=0.30m，代入相关数据，可得出滑块与木板间的动摩擦因数μ= 。（g取10m/s2）

3．某兴趣小组用如图所示的装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数μ，在一端带有定滑轮的水平长木板上固定A、B两个光电门，装有遮光片的滑块用跨过定滑轮的水平细绳与托盘相连。实验时，测出托盘和盘中砝码的总质量为m，滑块的质量为M，两光电门之间的距离为s，遮光片的宽度为d；让滑块由静止开始运动，记录遮光片通过A、B两光电门的遮光时间分别为t1、t2，该小组用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，重力加速度为g。 （1）滑块运动的加速度a= （用d、t1、t2、s来表示）； （2）滑块与木板间的动摩擦因数μ= （用a、m、M、g表示）； （3）关于本实验的误差，下列说法正确的是 A．μ的测量值比真实值小 B．μ的测量值比真实值大

C．增加滑块的质量M可减小实验误差

D．增加托盘和盘中砝码的总质量m可减小实验误差

4．某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、

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游标卡尺、刻度尺．器材安装如图甲所示．

（1）主要实验过程：

（i）用游标卡尺测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d= mm （ii）让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；

（iii）用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L；

（iv）求出小滑块与木板间摩擦力f= （用物理量m、d、L、t表示）： （2）若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代，这种做法是否合理？ （选填“合理”或“不合理”）．

5．某同学为了测量木块与木板之间的摩擦力，采用了如图甲所示装置，木板倾斜放置，木块置于木板上端，并连接穿过打点计时器的纸带，木块与静止从木板上端滑下时打出的纸带如图乙所示。

（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用纸带中测出的数据可得木块下滑的加速度大小a= m/s2（结果保留两位有效数字）；

（2）为了测出木块与木板间的摩擦力，该同学已经测出了木板的长度l及高度h，他还需要测量的物理量是 （写出物理量的名称及表示的字母），利用测得的量及加速度a表示摩擦力的大小f= 。

6．某同学利用力传感器测定“木块与木板间的动摩擦因数”，所用装置如图甲所示放在水平桌面上。

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（1）下列关于该实验的说法，正确的是 。（填选项前的字母） A．做实验之前必须倾斜木板以平衡摩擦力 B．所挂钩码的质量必须比木块质量小得多 C．所挂钩码质量大小对实验结果没有影响 D．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行

（2）从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，每隔4个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s= m；该木块的加速度a= m/s2．（计算结果保留两位有效数字）．实验中纸带的 （填“左”或“右”）端与木块相连接。

（3）根据测量数据画出加速度与力传感器示数的a﹣F图象（如图丙），已知图象斜率为k，图线与横轴交点的横坐标为b，则木块与木板间的动摩擦因数μ= 。（已知重力加速度为g，结果用k、b、g中某个或某些字母表示） 7．用如图所示的装置测滑块与木板间的动摩擦因数同种材料的薄木板A、B、C，表面粗糙程度相同，将较长的木板B放置于水平地面上，左端固定在竖直墙的O点，木板A倾斜固定在木板B上，顶端靠墙，用一段圆弧状木板C将A、B平滑连接。将滑块P从木板A的顶端由静止释放，P最终停在木板B上某点Q（图中未画出）处；改变木板A在木板B上的位置，木板A与水平面的倾角改变，重复实验。

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（1）要测定滑块P与木板间的动摩擦因数，每次实验只需要测量的两个物理量是 （填序号）。 A．滑块P的质量m

B．木板A与水平面的倾角θ

C．木板A的顶端与O点的竖直高度h D．Q点与O点间的距离x

（2）计算滑块P与木板间的动摩擦因数的公式μ= ，用（1）问中所选的物理量表示

（3）由于木板C是圆弧状，将产生系统误差，会使所测得的动摩擦因数比实际值 （填“偏大”或“偏小”）。

8．某同学利用图示装置测量木块与水平木板之间的动摩擦因数，该同学测出砝码和砝码盘的总质量与木块的质量相等，根据打出的纸带求出木块运动的加速度为a。

（1）实验室有电磁打点计时器，也有电火花计时器，为减少实验误差，应选用 （填“电磁打点”或“电火花”）计时器。

（2）已知当地的重力加速度为g，根据测得的物理量，木块与木板间动摩擦因数μ可表示为μ= 。

9．某同学利用如图甲所示的实验装置测定铁块与木板之间的动摩擦因素，实验步骤如下：

A．将斜槽轨道的末端调整水平

B．使木板紧靠槽口末端O点，其上表面与槽口在同一水平面上

C．使铁块从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，铁块最终停在木板上的B点，测出

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OB间的距离L

D．去掉木板，再使铁块从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，测出铁块做平抛运动的水平位移X和槽口离地面的高度h E．改变挡板的位置，以获取多组L、X数据

（1）本实验中，斜槽表面粗糙对实验结果是否有影响？ （填“是”或“否”） （2）该同学根据测得的数据，作出X2﹣1图象如图乙所示，如果图象的斜率为k，则铁块与木板间的动摩擦因素μ= ．

10．某中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的装置探究小车与斜面体之间的摩擦力．该小组的同学进行了如下的操作：①按图甲所示组装实验器材；②接通电源，待打点计时器打点稳定时，由静止释放小车；③重复操作②几次，从其中选取一条点迹清晰的纸带，如图乙所示；④整理器材．已知斜面体顶端距离地面的高度为h，斜面的长度为L，小车的质量为m．（重力加速度取g，交流电源的频率为50Hz，假设小车所受的摩擦力大小恒定）

分析纸带可知小车的加速度大小为a= m/s2，打点计时器打下A点时，小车的速度大小为vA= m/s（结果均保留两位有效数字）．根据上述操作写出小车下滑过程中所受的摩擦力Ff的表达式： （用相应物理量的字母表示）．

11．某学生用如图1所示的实验装置测量木块与水平木板间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，某同学在一次实验中用打点计时器打出的一条纸带如图2所示，其中A、B、C、D、E、F是打点计时器连续打出的6个点，该同学用毫米刻度尺测量A点到各点的距离，并记录在图中（单位：cm）．则：

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（1）图中五个数据中不符合要求的是 cm，木块运动的速度为 m/s2（结果保留3位有效数字）．

（2）实验测得木块的加速度为α，还测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数表达式为μ= （用α、m、M、g表示）

12．如图甲所示，力传感器A与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．将力传感器固定在水平桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m=1.5kg，小车的质量为M=1.65kg．一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮使桌面上部细绳水平，整个装置处于静止状态．现打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒沙子．若力传感器采集的F﹣t图象如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则：

（1）滑块与小车间的动摩擦因数μ= ；若忽略小车与水平桌面间的摩擦，小车稳定运动的加速度大小a= m/s2．

（2）若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平，左端略低一些，由此而引起的摩擦因数μ的测量结果 （填“偏大”或“偏小”）．

13．某同学用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．图b是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个连续的计时点．量出相邻的两点之间的距离分别为sAB=2.12cm、sBC=2.33cm、sCD=2 54．cm、sDE=2.75cm、sEF=2.96cm、sFG=3.17cm．则

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（1）物块下滑时的加速度a= m/s2，打C点时物块的速度v= m/s；（计算结果保留3 位有效数字）

（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是 （填正确答案标号）．

A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的质量 D．斜面的倾角．

14．为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，应用位移传感器设计图甲所示的实验装置．位移传感器连接计算机，让木块从倾斜木板上的P点由静止释放，描绘出木块到传感器的距离x随时间t的变化图象如图乙所示．

（1）根据图象计算出t=0.4s时木块的速度v= m/s，木块的加速度a= m/s2．

（2）为测量动摩擦因数μ，还需测量的是 ，计算μ的表达式为μ= ．（已知当地的重力加速度为g）

15．我们知道滑动摩擦力的大小所遵循的规律，那么，滚动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？对自行车而言，滚动摩擦必定与车轮的轮轴摩擦及路面摩擦都有关，那么，在轮轴摩擦非常小的情况下，对一辆确定的自行车，它与路面间，是否也有一确定的滚动摩擦因数呢？小江同学与他的伙伴们准备用自己的自行车亲自测一测．

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为此，小江在自行车上安装了骑行里程表（如图2示，可以在即时显示瞬时速度的同时，通过启动按钮，准确测定运动中任意一段的路程与时间），小江和准备了一台体重计（量程足够大），并选取了一段平直，很少有机动车行驶的路段，开始了以下的实验和测量．

（1）用体重计测量 的质量M；

（2）小江先猛踩自行车使其加速，观察里程表，当车达到某一速度值时，停止踩动踏板，同时启动里程表测量按钮，让自行车自由“滑行”，直到不能再向前“滑行”时，按停按钮，记录自行车在这一过程中的初速度v0和前进的 （填要记录的物理量及其字母代号）

（3）由此可求得在不计轮轴摩擦及空气阻力的情况下，自行车在“滑行”过程中所受的滚动摩擦阻力f= ；

（4）小江参照动摩擦因数的计算方法，测得“滚动摩擦因数”k= ； （5）由求得的k值是否可判断，k与质量M无关？ （填“是”“否”），理由是 ．

16．物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．

（1）图2给出的是实验中该同学得到一条较为理想的纸带，从清晰的A点开始，

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每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为B、C、D、E、F、G，打点计时器打点频率为50Hz，由此纸带可得到此次实验滑块的加速度a= m/s2． （结果保留两位有效数字）

（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 （填入所选物理量前的字母） A．木板的长度l B．木板的质量m1 C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3 E．滑块运动的时间t

（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ= （用所测物理量的字母表示，重力加速度为g），与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小”）． 17．某同学利用如图1所示的装置测量弹簧的弹性势能和可看成质点的物块与桌面间的动摩擦因数，实验步骤如下

①用重锤确定物块运动到桌边时投影到地面的位置O ②将轻弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上；

③推动物块，把弹簧压缩到P点，由静止释放物块，测出物块落地点与O点间的水平距离x；

④通过在物块上增减砝码来改变物块的质量，重复步骤③的操作

⑤根据得到的一系列的物块质量m与水平距离x的值，作出x2﹣的图线如图2所示．

已知重力加速度g，回答下列问题：

（1）为达到实验目的，除已经测出的物块的质量m和物块落地点与O点的水平距离x，还需要测量

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A．弹簧的原长L0

B．弹簧压缩后物块到桌面右边眼的距离L C．桌面到地面的高度H

D．弹簧压缩前物块到周末右边沿的距离L1

（2）根据图2可知弹簧被压缩到P点时弹性势能为 ，物块与桌面间的动摩擦因数为 ．（用图象中的a、b和（1）中所选物理量的符号表示结果） 18．某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩擦因数μ．实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，P为光电计时器的光电门，固定在B点．实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度，让它沿木板从左侧向右运动，小滑块通过光电门P后最终停在木板上某点C．已知当地重力加速度为g．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d= cm． （2）为了测量动摩擦因数，除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t外，下列物理量中还应测量的是 ． A．木板的长度L1 B．木板的质量m1 C．小滑块的质量m2 D．木板上BC间的距离L2

（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ= [用（2）中物理量的符号表示]． 19．用如图甲所示的实验装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数，某同学把长木板的倾角调成θ=30°后，在长木板顶端固定一打点计时器（打点频率为50Hz）．先开启打点计时器，再让连接纸带的滑块从靠近打点计时器处由静止释放，得到多条打点的纸带后，他选择一条点迹清晰的纸带，然后截取了纸带的一部分，每相邻两个计数点间有四个点未画出，如图乙所示．测得纸带上的各相邻计数点间距离为：s1=3.57cm，s2=4.38cm，s3=5.20cm，s4=5.99cm．

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（1）根据测量结果计算：打“3”点时纸带的速度大小为 m/s；纸带运动的加速度大小为 m/s2．（结果均保留三位有效数字）

（2）取重力加速度为9.8m/s2，则滑块与长木板间的动摩擦因数为 ．（结果保留两位有效数字）

20．为测量木块和木板间的动摩擦因数，某同学设计了一个方案：实验装置如图1，让木块以某一初速度冲上木板构成的斜面，最终停在最高点．用刻度尺测量从光电门向上运动的最大距离，再用刻度尺测量计算出木板构成斜面倾角的余弦值，从而求出它们的动摩擦因数．（g取10m/s2） （1）该实验斜面倾角的正切值应满足tanθ μ．

（2）用游标卡尺，测量遮光条的宽度，如图2所示，示数为 mm． （3）测量出木板向上运动的最大距离为1m，经过光电门所用的时间分别为1.00ms，已知木板倾角余弦值为0.8，求出μ= ．（计算结果保留两位有效数字）

21．某同学设计出如图甲所示的测量弹簧弹性势能和物块与桌面间的动摩擦因数的装置，实验过程如下：

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（1）用重锤确定水平地面上桌面边沿投影的位置O； （2）将弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上；

（3）用滑块把弹簧压缩到某一位置，释放滑块，测出滑块落地点与O点的水平距离x；再通过在滑块上增减码来改变滑块的质量m，重复上述操作，每次压缩到同一位置，得出一系列滑块质量m与水平距离x的值．根据这些数值，作出x2﹣图象如图乙所示．

（4）除了滑块的质量和滑块落地点与O点的水平距离x外，还需要测量的物理量有 ．

A．弹簧的原长L0 B．弹簧压缩后滑块到桌面边沿的距离L

C．桌面到地面的高度H D．弹簧压缩前滑块到桌面边沿的距离L1

（5）已知当地的重力加速度为g，由图象可知，每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是 ．滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ= ．（用图象中的a、b及步骤（4）中所选物理量符号字母表示）

22．某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）．

第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2．

（1）在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为 ．（用实验中所测物理

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量的符号表示，已知重力加速度为g）．

（2）（多选）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是 ．（选填序号）

A．h的测量 B．H的测量 C．L的测量 D．x2的测量 （3）若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ= ．（结果保留1位有效数字）

23．某实验小组用如图装置测量木块和长木板间的动摩擦因数，将一端装有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端安装打点计时器，选取适当长度的细线将木块和钩码连接起来．将木块靠近打点计时器，纸带穿过打点计时器后固定在木块后面．接通打点计时器，放开木块，钩码触地后，木块继续向前运动一段距离后停住．断开电源，取下纸带．利用木块减速运动阶段纸带上的数据计算木块和长木板间的动摩擦因数，回答以下问题：

（1）如果测得木块减速运动阶段的加速度大小为a，当地的重力加速度为g，则木块与长木板间的动摩擦因数可表示为μ= ． （2）下列条件必需满足的是 ．

A．木块的质量M与钩码的质量m，须满足M＞＞m B．垫高木板装有打点计时器的一端，以平衡摩擦力 C．调节木板，使木板的上表面水平

D．调节定滑轮的高度，使滑轮与木块之间的细线水平

（3）实验中忽略了纸带与打点计时器间的摩擦，这样导致μ的测量值比真实值 （填“偏大”或“偏小”）

24．某同学用如图甲所示的实验装置测量物块沿长木板滑动的加速度及物块与长木板间的动摩擦因数，长木板一端固定在铁架台上的A点，另一端B支在地而上，且在B端装有测量物块下滑时的瞬时速度的速度传感器及对应的物块到B

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端距离的距离传感器．

（1）实验时，打开传感器，让物块从长木板上某处由静止下落，传感器将接收到的瞬时速度及相对应的物块离B点的距离信息传给计算机，计算机将获得的数据拟合出图乙所示的图象，由图乙上的数据可以得到物块下滑的加速度大小a= ；

（2）要测量物块与长木板间的动摩擦因数，除了测得的加速度a，还需要测量一些物理量，写出需要测量的物理量及其符号： ，根据测得的物理量表示物块与长木板问动摩擦因数的表达式μ= ．

25．某同学用图甲所示的装置来测定木块与桌面间的动摩擦因数，在实验室中，当木块A位于水平桌面上的O点时，与木块A相连的重物B刚好接触地面，现将木块A拉至P点，待重物B稳定后由静止释放，木块A最终滑到N点，测得O、P两点间的距离为h，O、N两点间的距离为r，改变h，重复上述实验操作，分别记录几组实验数据．

（1）请根据下表的实验数据，在图乙中选择合适的坐标作出s﹣h关系图象；

h/cm s/cm 20.0 19.5 30.0 28.5 40.0 39.0 50.0 48.0 （2）实验中，测得木块A和重物B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg，结合所作出的s﹣h图象可知，木块A与桌面间的动摩擦因数μ= （结果保留一

位有效数字）

26．某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数μ，粗糙曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为光电计时器

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的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上的某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上某点C．已知当地重力加速度为g．

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，其读数d= cm； （2）测得遮光条宽度d、数字计时器显示的小物块通过光电门时间t及光电门与C点之间的距离s，则小物块在水平面上运动的加速度a= ．

（3）为了减小实验误差，改变小物块释放位置，测得多组数据后，该小组建立了s﹣

的图象来处理实验数据，若图象斜率为k，则动摩擦因数μ= ．

27．小明用如图所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数，其中，遮光条宽度d=6.0mm，光电门甲和乙相距L=2.00m．实验时，滑块可以由光电门甲上方某位置自由下滑．

某次实验中，遮光条通过光电门甲、乙的时间分别为t1=6.0×10﹣3s和t2=2.0×10

﹣3

s，则滑块在斜面上运动的加速度大小为a= m/s2，测得光电门甲、乙的

竖直高度差为h=1.20m，重力加速度g=10m/s2，则滑块与斜面间的动摩擦因数μ= ．

28．某同学用如图所示的实验装置测量木块和桌面之间的动摩擦因数．实验步骤如下：

①将滑轮固定在水平桌面的边缘；

②用天平称出木块的质量m、铁块的质量M；

③把木块、铁块系在绳子的两端，使铁块悬空，用刻度尺测出铁块离地面的高度h，标记下绳子拉紧时木块在桌面上的位置；

④释放铁块使之下落，测量出木块在桌面上滑动的距离x． 回答下列问题：

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（1）释放铁块后，木块总撞到滑轮，请提出一个解决办法： ． （2）根据实验测量的结果，木块和桌面之间的动摩擦因数μ= ． （3）绕固定轴转动的物体也具有动能Er=Iω2，其中I是转动惯量，也许你不知道转动惯量的物理意义，但是，如果考虑转动的滑轮具有的转动动能，与真实值相比动摩擦因数的测量值 （选填“偏大”或“不变”）

29．甲、乙两同学用如图甲实验所示的装置测滑块与长木板之间的动摩擦因数，在一端装有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计下吊着装有沙的沙桶，测力计能显示挂钩所受的拉力，滑块对长木板的压力大小等于滑块的重力大小，已知当地的重力加速度为g．

（1）为了满足实验的要求，下列说法正确的是 ． A．长木板应放在水平桌面上

B．长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力 C．沙和沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量 D．定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行

（2）实验前用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度，如图所示，其示数d= cm．

（3）甲同学测出两光电门之间的距离为L，将滑块从图示位置由静止释放，测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为t1、t2，记录测力计的示数F，则滑块运动的加速度大小a= （用字母表示）．

（4）多次改变沙桶里沙的质量，重复（3）的步骤，根据测得的多组F和a作出

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a﹣F图象如图丙所示，由图象可知，滑块的质量为 ，滑块与长木板间的动摩擦因数为 ．

30．某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，实验过程如下：

（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d，如图乙，d= mm．在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接．

（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v= （用题中所给字母表示）．

（3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度V的值．根据这些数值，作出v2﹣m

﹣1

图象如图丙所示．已知当地的重力加速度

为g．由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ= ；弹性势能EP= ．

31．某兴趣小组的同学用如图甲所示的装置探究一小木块与一薄尼龙布料之间的动摩擦因数．他们将一可认为是光滑的长木板置于水平桌面上，并在长木板的右半部分平整地铺上一块薄尼龙布料，然后按图甲安装好实验装置，实验时小木块在重物的牵引下向右运动，当重物落地后小木块还未进入到薄布区域，经过多次实验他们得到了一条如图乙所示的纸带，他们将得到的纸带置于一透明刻度尺的下方进行测量．连接打点计时器的电源频率为50Hz，重力加速度g=10m/s2．

第18页（共99页）

（1）根据刻度尺的示数可以判断，小木块在打A、E之间的点时做 运动，在打E、J之间的点时做 运动．

（2）将打下A点时记为t=0，在如图丙所示的v﹣t坐标系中，已将打下B、C、D、E、F、H、J点时所对应的速度大小描入了其中，请计算出打点计时器打下G点时小木块的瞬时速度大小vG= m/s，并将其描入坐标系中，然后画出v﹣t图线．

（3）根据所作的v﹣t图线，求得小木块在布面上运动时的加速度大小为a= m/s2．

（4）若小木块的质量为m=1kg，根据所作的v﹣t图线，可求得小木块与布面之间的动摩擦因数为μ= ．

32．某同学用图甲所示的装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数；已知打点 所用交流电压的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图

中

标

出

了

5

个

连

续

点

之

间

的

距

离．

（1）物块下滑的加速度为 m/s2；打点计时器打C点时，物块的速度大小为 m/s（结果保留三位有效数字）

（2）测出斜面的倾角为30°，已知重力加速度为g=9.8m/s2，可得物块与斜面间的动摩擦因数为 （结果保留两位有效数字）

33．如图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：

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①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s； ②调整轻滑轮，使细线水平；

③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△t1和△t2，求出加速度a； ④多次重复步骤③，求加速度的平均值； ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ． 回答下列问题：

（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm） 的示数如图乙所示，其读数为 cm．

（2）物块的加速度a可用d、s、△t1和△t2表示为a= ． （3）动摩擦因数μ可用M、m、和重力加速度g表示为μ= ．

34．某同学利用图1所示实验装置来测定滑块与桌面之间的动摩擦因数．其中，a是滑块（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）．实验操作如下：

A．如图1，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．并测出桌面的高度MO为h，OP距离为x0．

B．如图2，将滑槽沿桌面左移一段距离，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，测出OP′距离x．

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C．改变L，重复上述步骤B，分别记录实验数据．

已知重力加速度为g，不计空气阻力．请回答下列问题： （1）实验中 （“需要”“不需要”）测量滑块的质量m．

（2）根据实验记录的数据作出X2﹣L关系图象，如图3所示，若图中纵截距为X02，横截距为L0，则可求出滑块a与桌面的动摩擦因数的表达式是μ= （3）若更换较光滑的滑槽（末端与桌面相切），则滑块a与桌面的动摩擦因数的测量结果将 （“偏大”“偏小”“不变”）．

35．用如图甲所示实验装置可以测量木块与长木板间的动摩擦因数，木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1到距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W，用完全相同的弹簧2根、3根…并列在一起进行第2次、第3次…实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3…停下，测得OB2、OB3…的距离分别为l2、l3…作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点距离L的图象W﹣L，如图乙所示，已知W=0.10J，木块质量m=0.50kg，重力加速度g=10m/s2．

（1）根据图线斜率及已知条件可求得木块与长木板间的动摩擦因素等于 （保留两位有效数字）

（2）W﹣L图线不通过坐标原点的主要原因是 ．

36．某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m

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的滑块（可视为质点）．

第一次实验，如图a所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验，如图b所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B 由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2．

（1）第二次实验中，横线处应填 ．

（2）在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为 ．（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）．

（3）若实验中测得H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ= 0.5．

37．如图1所示，装有两个光电门的木板固定在水平桌面上，带有窄遮光片（宽度为d）的滑块被一端固定的弹簧经压缩后弹开，依次经过两光电门，光电门有两种计时功能，既可以记录遮光片到达两光电门的时间差t，又可以分别记录在两光电门处的遮光时间△tA和△tB（在本题各次实验中，滑块运动到A前已脱离弹簧）

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（1）遮光片经过A时的速度大小为 （选用d、t、△tA或△tB表示）； （2）利用实验中测出的d、△tA、△tB和AB间距s，写出滑块与木板间的动摩擦因数表达式μ= （重力加速度为g）；

（3）将光电门A固定，调节B的位置，每次都使物块将弹簧压到同一位置O后由静止释放，记录各次t值并测量AB间距s，作出﹣t关系图线如图2，该图线纵轴截距的物理意义是 ，利用该图线可以求得滑块与木板间的动摩擦因数为μ= （重力加速度g取10m/s2，结果保留两位有效数字）． 38．某同学用如图所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数．图中长木板固定在水平桌面上，光滑的四分之一圆弧轨道与长木板的上表面在O点相切，一竖直标尺紧贴圆弧轨道左侧放置，圆弧曲面与标尺竖直面相

切．

（1）在A点由静止释放物块，物块经圆弧轨道滑上长木板，最后停在a点，改变滑块释放的位置于B点，物块最后停在长木板上的b点，量出A、B间的高度h，a、b间的距离L，重力加速度为g，则物块与长木板间的动摩擦因数为μ= ．

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（2）为了减小实验误差，多次改变物块释放的位置，测出每次物块释放的位置离A点的高度h，最后停在长木板上的位置离O点的距离x，作出x﹣h图象，则作出的图象应该是 （填“过原点”或“不过原点”）的一条倾斜的直线，求出图象的斜率为k，则物块与斜面间的动摩擦因数为μ= ．

39．某同学为了测量木质材料与金属材料间的动摩擦因数，设计了一个实验方案：实验装置如图甲所示，金属板放在水平桌面上，且始终静止，他先用打点计时器测出木块运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数．

（1）实验时 （填“需要”或“不需要”）使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M， （填“需要”或“不需要”）把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力．

（2）图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分，纸带上计数点间的距离如图所示，则打点计时器打A点时木块的速度为 m/s，木块运动的加速度为 m/s2．（打点计时器所用电源的频率为50Hz，结果均保留两位小数）

（3）若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量为50g，木块的质量为200g，则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为 （重力加速度g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）．

40．某实验小组利用如图甲所示的装置来测定滑块与木板之间的动摩擦因数，实验器材有：带有定滑轮的长木板、带有遮光条的滑块、光电门（包含数字计时器）、拉力传感器、托盘、砝码及细线等．实验时，让滑块从A处静止开始运动，测得拉力传感器的示数F，遮光条挡光的时间△t，滑块、遮光条和拉力传感器的总质量为M，滑块上的遮光条从A到光电门的距离为s，遮光条的宽度为d，已知重力加速度为g．

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（1）下列实验要求正确的是 ； A．将带有定滑轮的长木板调至水平 B．牵引滑块的细绳应与长木板平行 C．A与光电门之间的距离应适当大些

D．托盘和砝码的总质量必须远小于滑块、遮光条和拉力传感器的总质量 （2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，其读数为 d= cm； （3）滑块与木板之间的动摩擦因数表达式μ= （用题中的物理量符号表示）．

41．用如图1所示实验装置测量滑块A与长木板间的动摩擦因数．已知滑块A的质量mA=3.00kg，重锤B的质量mB=1.00kg，长木板水平固定，细线跨过光滑的定滑轮与滑块A、重锤B相连．将细线拉直，测出B离地面的高度h，将B由静止释放，B落地后不再反弹，测出A在木板上滑动的距离x；改变B释放的高度，多次重复上述实验，得到多组实验数据，根据数据画出如图所示的x﹣h图象．

（1）要达实验目的，除了图中所示仪器外，还需要的仪器有 ； （2）请推导出x随h变化的关系式x= ；

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（3）根据x﹣h图象可知滑块与长木板间的动摩擦因数μ= ．

42．图（a）为测量滑块与水平木板之间的动摩擦因数的实验装置示意图．木板固定在水平桌面上，打点计时器电源的频率为50HZ，开始试验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列的点．

（1）图（b）给出的是实验中获取的一条纸带的一部分，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算加速度a= （保留两位有效数字）．

（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 ．（填入正确答案的字母）

A．滑块运动的时间t B．木板的质量m1 C．滑块的质量m2

D．托盘和砝码的总质量m3

（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ= （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．

43．某同学在一次探究活动中“测量滑块与木板之间的动摩擦因数”．实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块在托盘及砝码带动下运动过程中所得纸带的一部分如图乙所示，图中标出了5个连续点之间的距离（单位：cm）．

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（1）滑块运动的加速度a= m/s2，打点C时滑块的速度v= m/s；（保留两位小数）

（2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还需测量的物理量是 （填正确答案标号）

A．木板的质量 B．滑块的质量 C．托盘和砝码的总质量 D．滑块运动的时间．

44．一组同学用如图（a）所示装置测量木块和长木板间的动摩擦因数，将一端装有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端安装打点计时器，选取适当长度的细线将木块和砂桶连接起来，将木块靠近打点计时器，纸带穿过打点计时器并固定住，接通打点计时器，放开木块，砂桶触地后，木块继续向前运动一段距离停住．断开电源，取下纸带，只需利用木块减速运动阶段纸带上的数据即可算得木块和长木板间的动摩擦因数．图（b）为实验中打出的一条纸带，纸带的左端与木块相连，回答以下问题：

（1）下列有关本实验的做法必需的是 （填正确答案标号）． A、调节木板，使木板的上表面水平

B、调节定滑轮的高度，使滑轮与木块之间的细线水平 C、木块的质量M与砂桶的质量m，应满足M＞＞m D、垫高木板装有打点计时器的一端以平衡摩擦力

（2）通过分析图（b）所示纸带数据，可判断物块在相邻计数点 之间的某时刻开始减速．

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（3）已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，图（b）所示纸带每相邻两计数点间还有4个计数点（图中未标出），当地的重力加速度取9.8m/s2，则木块减速运动阶段的加速度大小为 （保留三位有效数字），木块和长木板间的动摩擦因数为 （保留两位有效数字）．

（4）实验中忽略了纸带与打点计时器间的摩擦，这样导致动摩擦因数的测量值比真实值 （填“偏大”或“偏小”）．

45．为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图所示的实验装置，其中光滑的圆弧形滑槽末端与桌面相切．第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，末端与桌子右端M对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出末端N与桌子右端M的距离为L，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q点，已知重力加速度为g，不计空气阻力．

（1）实验还需要测出的物理量是（用代号表示）． A．滑槽的高度 h B．桌子的高度 H C．O点到P点的距离d1 D．O点到Q点的距离d2 E．滑块的质量 m

（2）写出动摩擦因数μ的表达式是 μ= ．

（3）如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为 X．则动摩擦因数可表示为μ= ．

46．某同学用如图甲所示的实验装置测量木块与木板（斜面）之间的动摩擦因数，先将打点计时器固定在木板上，再将木板的一端固定在铁架台上，测出木板与水平面之间的夹角θ=37°，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，取重力加速度cos37°=0.8

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g=10m/s2

，sin37°=0.6，．

（1）图乙为打点计时器打出的一条纸带，选择6个计数点1、2、3、4、5、6，分别测出它们到O点的距离如图所示，则木块运动的加速度大小a= m/s2（保留三位有效数字）；

（2）木块与木板之间的动摩擦因数μ= （保留三位有效数字）；

（3）本实验中木块与木板之间动摩擦运输的实际值与测量值相比 （选填“偏小”、“相等”或“偏大”）．

47．某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力，步骤如下：

a．如图所示组装好器材，使连接物块A的细线与水平桌面平行 b．缓慢向矿泉水瓶内加水，直至物块A恰好开始运动 c．用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m d．用天平测出物块A的质量M

（1）该小组根据以上过程测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力为 ，本小组采用注水法的好处是 ．（当地重力加速度为g）

（2）若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A与桌面间的动摩擦因数为 ．

48．某兴趣实验小组的同学利用如图所示装置测定物块与木板AD、DE间的动摩擦因数μ1、μ2；两块粗糙程度不同的木板AD、DE对接组成斜面和水平面，两木板在D点光滑连接（物块在此处运动不损失机械能），且AD板能绕D点转动．现将物块在AD板上某点由静止释放，滑块将沿AD下滑，最终停在水平板的C点；改变倾角，让物块从不同的高度由静止释放，且每次释放点的连线在同一条竖直线上（以保证图中物块水平投影点B与接点D间距s不变），用刻度尺量出释放

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点与DE平面的竖直高度差h、释放点与D点的水平距离s，D点与最终静止点C的水平距离x，利用多次测量的数据绘出x﹣h图象，如图所示，则

（1）写出x﹣h的数学表达式 （用μ1、μ2、h及s表示）；

（2）若实验中s=0.5m，x﹣h的横轴截距a=0.1，纵轴截距b=0.4，则μ1= ，μ2= ．

49．利用带固定滑轮的长木板和光电计时器测量木板与滑块间的动摩擦因数，实验中光电计时器记录滑块M上的遮光片通过光电门的时间为t．

（1）为了计算滑块通过光电门的速度，需要先用50分度的游标卡尺测量遮光片的宽度．如图2所示，遮光片的宽度d= mm；

（2）本实验是否需要滑块质量远远大于砝码质量 （填“是”或“否”），请说明理由 ；

（3）某次实验中，滑块、砝码质量分别为M、m，测得滑块由静止释放的位置到光电门的距离为S、遮光片的宽度为d、挡光时间为t，动摩擦因数μ= ． 50．某研究小组用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数．实验步骤：

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（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d，在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电箱与数字计时器（图中未画出）连接．

（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v= ． （3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度v的值．根据这些数值，作出v2﹣图象如图乙所示．已知当地的重力加速度为g．由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ= ，继续分析这个图象，还能求出的物理量是 ．

（4）另一位同学认为，如果桌面足够长，即使没有光电门和数字计算器，也可完成测量，他的设想是：让滑块在桌面滑行直至停止，测出滑块的滑行距离x，改变滑块质量，仍将弹簧压缩到相同程度，多次重复测量，得出一系列的m和x数据，通过处理这些数据即可测出滑块与水平桌面间的动摩擦因数，你认为，他的这个方案 （选填“能”或“不能”）完成测量任务，理由是 ．

第31页（共99页）

1探究影响摩擦力的大小的因素（高考物理力学实验）

参考答案与试题解析

一．实验题（共50小题）

1．某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数，木块放在粗糙的水平桌面上，右侧拴一细线，跨过固定在桌面边缘的定滑轮与重物连接；实验时，木块在重物水平牵引下从静止开始向右运动，重物落地后，木块继续向右滑行，运动过程中木块始终不碰轮，已知木块的木块的质量为M，重物的质量为m，重力加速度为g，回答下列问题：

（1）本实验还需直接测量的物理量有 AB A．重物距地面的高度h

B．木块在桌而上滑行的总距离x C．滑轮距地面的高度H

（2）利用上述测量的物理量写出测量的动摩擦因数μ=

（3）木块运动过程中，由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响，导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比，其值将 偏大 （选填“偏大”、“相等”或“偏小”）

【分析】分析重物、木块的运动过程．重物向下加速运动，木块先加速后减速；根据系统运动过程中的能量转化和守恒列出等式；根据等式表示出木块与水平桌面间的动摩擦因数．

【解答】解：（1）设重物距地面的高度h，木块在桌面上滑行的总距离x，且已知木块的质量为M，重物的质量为m；

从开始释放让它们运动，到重物着地过程中，根据系统能量守恒得：

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mgh=μMgh+（m+M）v2

从重物着地到木块停在桌面上这个过程，根据能量守恒得：Mv2=μMg（s﹣h） 联立两式，解得： μ=

从该式子可知本实验还需直接测量的物理量有重物距地面的高度h，木块在桌面上滑行的总距离x， 故选：AB；

（2）利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数μ=

；

（3）在计算过程中，认为滑轮与绳子间没有摩擦力，重物重力势能的减少量全部转化为重物落地的动能和木块克服摩擦力做功，而实际滑轮与轴间存在摩擦，计算过程中没有减去克服滑轮与轴间摩擦力做功这部分，因此导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数偏大； 故答案为：（1）AB；（2）

；（3）偏大．

【点评】能够从物理情境中运用物理规律找出所要求解的物理量间的关系；找出计算动摩擦因数的表达式再去分析需要测量哪些物理量．

2．如图所示，某同学在实验室做“测动摩擦因数”的实验，细线连接钢球和滑块跨在木板上端的定滑轮上处于静止状态，烧断细线钢球落地和滑块撞击挡板的时间相同。

（1）写出滑块下滑的加速度a与图中x、H、重力加速度g的关系式（用字母表示） a=

；用刻度尺测量出H=2.5m，x=0.50m，计算出滑块下滑的加速度

的值为 2m/s2 。

（2）以滑块为研究对象，利用牛顿第二定律，用H、h、x这三个物理量表示出动摩擦因数的数学表达式，表达式是（用字母表示） μ=

。

（3）再用刻度尺测量出h=0.30m，代入相关数据，可得出滑块与木板间的动摩擦因数μ= 0.5 。（g取10m/s2）

第33页（共99页）

【分析】由题分析知道：剪断细线小球自由落下与滑块沿斜面运动的时间相等，由H求出小球下落的时间t．由x和t，由运动学求解滑块在斜面上下滑的加速度a．再由牛顿第二定律求解滑块与木板间的动摩擦因数μ。 【解答】解：（1）根据运动学规律，则有： H=x=

，

，

联立两式，解得：a=

代入数据，解得：a=2m/s2；

（2）设木板与水平桌面间的夹角为θ，滑块下滑时，对其进行受力分析，并根据牛顿第二定律，则有： mgsinθ﹣μmgcosθ=ma， 且sinθ=， 及cosθ=

，

可解得：μ=

（3）将H=2.5m，x=0.50m，h=0.30m 代入μ=

解得：μ=0.5；

故答案为：（1）a=

，2m/s2；（2）μ=

；（3）0.5。

【点评】本题解题关键是抓住两个运动的同时性，分别运用运动学公式和牛顿第二定律进行研究，注意三角知识的正确运用是解题的关键。

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3．某兴趣小组用如图所示的装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数μ，在一端带有定滑轮的水平长木板上固定A、B两个光电门，装有遮光片的滑块用跨过定滑轮的水平细绳与托盘相连。实验时，测出托盘和盘中砝码的总质量为m，滑块的质量为M，两光电门之间的距离为s，遮光片的宽度为d；让滑块由静止开始运动，记录遮光片通过A、B两光电门的遮光时间分别为t1、t2，该小组用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，重力加速度为g。 （1）滑块运动的加速度a=

（2）滑块与木板间的动摩擦因数μ=

（用d、t1、t2、s来表示）； （用a、m、M、g表示）；

（3）关于本实验的误差，下列说法正确的是 A．μ的测量值比真实值小 B．μ的测量值比真实值大

C．增加滑块的质量M可减小实验误差

D．增加托盘和盘中砝码的总质量m可减小实验误差

【分析】（1）遮光板通过光电门的时间很短，可以用对应时间内的平均速度代替瞬时速度；根据速度位移关系公式2as=

﹣

列式求解；

（2）分别对m和M进行受力分析，然后使用牛顿第二定律即可求得摩擦因数； （3）依据动摩擦因数的表达式，结合实验误差分析，即可求解。

【解答】解：（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故 vA=vB=

；

第35页（共99页）

由运动学的导出公式：2as=解得：a=（2）

；

﹣

由于用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力， 对m：mg=F拉 对M：F拉﹣μMg=Ma 解得：μ=

；

（3）AB、考虑本实验的误差，由于托盘和砝码有质量，因此托盘和砝码的总重力大于细绳对滑块的拉力，动摩擦因数应该为

，

而实验却是用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力，导致μ的测量值比真实值大，故A错误，B正确；

CD、由上分析 可知，当增加滑块的质量M，或托盘和盘中砝码的总质量m，可以减小实验误差，故C正确，D错误； 故选：BC。 故答案为：（1）

；（2）

；（3）BC。

【点评】本题关键明确探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验的实验原理，知道减小系统误差的两种方法，同时掌握运动学公式与牛顿第二定律的内容，注意托盘和砝码的总重力与细绳对滑块的拉力大小关系，是解题的关键。

4．某同学研究小滑块在水平长木板上运动所受摩擦力的大小，选用的实验器材是：长木板、总质量为m的小滑块、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺．器材安装如图甲所示．

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（1）主要实验过程：

（i）用游标卡尺测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d= 7.40 mm （ii）让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；

（iii）用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L； （iv）求出小滑块与木板间摩擦力f=

（用物理量m、d、L、t表示）：

（2）若实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代，这种做法是否合理？ 不合理 （选填“合理”或“不合理”）．

【分析】游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度得出小滑块通过光电门的瞬时速度，结合速度位移公式求出匀减速运动的加速度大小，通过牛顿第二定律求出滑块与木板间的摩擦力．

【解答】解：（1）（i）游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×8mm=0.40mm，则最终读数为7.40mm．

（iv）滑块通过光电门的速度v=，根据速度位移公式得，滑块匀减速运动的加速度大小为：a=

=

，

根据牛顿第二定律得：f=ma=．

（2）实验中没有现成的挡光片，某同学用一宽度为6cm的金属片替代，则用平均速度表示瞬时速度误差变大，这种做法不合理． 故答案为：（1）（i）7.40；（iv）

；（2）不合理．

【点评】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，掌握极限的思想在物理中的运用，即极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小．

5．某同学为了测量木块与木板之间的摩擦力，采用了如图甲所示装置，木板倾斜放置，木块置于木板上端，并连接穿过打点计时器的纸带，木块与静止从木板

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上端滑下时打出的纸带如图乙所示。

（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用纸带中测出的数据可得木块下滑的加速度大小a= 4.0 m/s2（结果保留两位有效数字）；

（2）为了测出木块与木板间的摩擦力，该同学已经测出了木板的长度l及高度h，他还需要测量的物理量是 木块的质量m （写出物理量的名称及表示的字母），利用测得的量及加速度a表示摩擦力的大小f= mg﹣ma 。 【分析】利用匀变速直线运动的推论，采用a=

求解加速度，

对木块进行受力分析，根据牛顿第二定律解决问题。

【解答】解：（1）根据△x=aT2，用BC的长度剪去AB的长度，或者用CD的长度减去BC的长度，得到 △x=0.64m，代入T=0.04s 可求出a=4.0m/s2；

（2）由牛顿第二定律mgsinθ﹣f=ma，又sinθ=， 联立解得f=mg﹣ma，

所以为了测出木块与木板间的摩擦力，该同学还需要测量的物理量是木块的质量m。

故答案为：（1）4.0；（2）木块的质量m；mg﹣ma。

【点评】能够知道相邻的计数点之间的时间间隔。能够把纸带的问题结合动力学知识运用解决问题。

注意单位的换算和有效数字的保留。

6．某同学利用力传感器测定“木块与木板间的动摩擦因数”，所用装置如图甲所示放在水平桌面上。

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（1）下列关于该实验的说法，正确的是 CD 。（填选项前的字母） A．做实验之前必须倾斜木板以平衡摩擦力 B．所挂钩码的质量必须比木块质量小得多 C．所挂钩码质量大小对实验结果没有影响 D．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行

（2）从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，每隔4个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s= 0.70 m；该木块的加速度a= 0.20 m/s2．（计算结果保留两位有效数字）．实验中纸带的 左 （填“左”或“右”）端与木块相连接。

（3）根据测量数据画出加速度与力传感器示数的a﹣F图象（如图丙），已知图象斜率为k，图线与横轴交点的横坐标为b，则木块与木板间的动摩擦因数μ= 。（已知重力加速度为g，结果用k、b、g中某个或某些字母表示） 【分析】（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项。注意细线的拉力是运用拉力传感器测出的，不需要满足小车的质量远大于钩码的质量。

（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，以及A、B两点间的距离。

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（3）利用牛顿第二定律求得摩擦因数。

【解答】解：（1）A、测定“木块与木板间的动摩擦因数”，不需要平衡摩擦力，故A错误；

B、因为实验中用力传感器测量细线的拉力，所以不需要满足小车的质量远大于钩码的质量，故B错误；

C、由于使用力传感器，因此所挂钩码质量大小对实验结果没有影响，故C正确； D、当细线与木板平行时，两者之间的压力才不变，则应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故D正确。 故选：CD。

（2）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，可知xBC﹣s=xCD﹣xBC=0.20cm，解得s=0.70cm。

根据△x=aT2得，加速度a=

=

m/s2=0.20m/s2。

实验中纸带的左端与小车相连接。

（3）根据牛顿第二定律可知2F﹣2b=ma，结合横轴截距的大小等于b，斜率的大小为k，且重力加速度g，解得μ=故答案为：（1）CD； （2）0.70，0.20，左。 （3）

。

；

【点评】本题考查“加速度与合外力的关系”实验，要明确实验的原理和实验的注意事项。掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解速度和加速度。

7．用如图所示的装置测滑块与木板间的动摩擦因数同种材料的薄木板A、B、C，表面粗糙程度相同，将较长的木板B放置于水平地面上，左端固定在竖直墙的O点，木板A倾斜固定在木板B上，顶端靠墙，用一段圆弧状木板C将A、B平滑连接。将滑块P从木板A的顶端由静止释放，P最终停在木板B上某点Q（图中未画出）处；改变木板A在木板B上的位置，木板A与水平面的倾角改变，重复实验。

（1）要测定滑块P与木板间的动摩擦因数，每次实验只需要测量的两个物理量

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