孙恒芳教你学物理------从高考实验题看力学创新实验

许愿真 2015-04-08

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2009（全国1）

23．（10分）某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下：

①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；

②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h₁，B点到水平桌面的垂直距离h₂；

③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t；

④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t；

⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα；

⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f- cosα关系曲线。

⑴用测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）：

①斜面倾角的余弦cosα=____________________；

②滑块通过光电门时的速度v=_________________；

③滑块运动时的加速度a=_________________；，

④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=________________。

⑵测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示，读得d=__________________。

2011山东23.（12分）

（1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移 x。（空气阻力对本实验的影响可以忽略）

①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。

②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。

③以下能引起实验误差的是________。

a．滑块的质量 b．当地重力加速度的大小

c．长度测量时的读数误差 d．小球落地和滑块撞击挡板不同时

2008宁夏

Ⅱ.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，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50 Hz。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）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，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。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。

(2)回答下列两个问题：

①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 CD 。（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

②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是。

（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）。与真实值相比，测量的动摩擦因数偏大? （填“偏大”或“偏小” ）。写出支持你的看法的一个论据：。

2012山东

21．（13分）

(1)某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50 Hz。

①通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速。

②计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s。(保留三位有效数字)

③物块减速运动过程中加速度的大小为a=________m/s²，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)。

【答案】①6；7（或7；6） ②1.00；1.20 ③2.00 偏大

2012江苏

11．(10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面。将A拉到P 点，待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点．分别测量OP、OQ的长度h和s．改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据。

（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮．请提出两个解决方法。

（2）请根据下表的实验数据作出s－h关系的图象.

h(cm)	20.0	30.0	40.0	50.0	60.0
s(cm)	19.5	28.5	39.0	48.0	56.5

（3）实验测得A、B的质量分别为m= 0.4kg、M=0.50kg．根据s－h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ＝．（结果保留一位有效数字）

（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果（选填“偏大”或“偏小” ) .

【答案】（1）减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）（2）见下图（3）0.4 （4）偏大

2011重庆

（2）某同学设计了如题22图3所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m。实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m／s²。