高中物理力学实验 测定动摩擦因数
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（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。 （2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少 为多少？（ 3 4 1.6）
解：（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力 的作用而静止，则
所以 mg sin θ Ff mg cos
tanθ h 2πh 0.75
Rl
θ 37 （θ称为摩擦角）
轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量，用此装置可测出 B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ． ⑴在本实验中需要用到的测量工具是天平，刻度尺；
需要测量的物理量是 A距地面的高度h， ；
B在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量mA、mB （写出物理量的名称并用字母表示） B
⑵动摩擦因数μ的表达式为μ=
．
A
⑵解见下页
除了实验必需的弹簧秤、木板、
F
木块、细线外，该同学还准备了 质量为200g的配重若干个。 （g=10m/s2）
(a) F
(b)
①上述两种方案中,你认为更合理的方案 B ,原因是
不受木板如何运动的限制
；
②该实验中应测量的物理量是 木块的重力、 ；
每次拉木板时木块和木板间的摩檫力
③该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力
1.00
③解： 如图所示
0.50 0
G/N 2.04.06.08.010.0
011.0来自百度文库届启东市第一次调研测试卷11
11．如图所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过 定滑轮的细绳相连．开始时B放在水平桌面上，A离地
面有一定的高度，从静止开始释放让它们运动，在运 动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹．不计滑
解： 设A刚落地时速度为v，由动能定理，
mA gh
1 2
(
mA
mB
)v 2
mB gh
（1）
A落地后B做匀减速运动到0，由动能定理，
1 2
mBv2
mB g(
s
h)
（2）
解(1)(2)得:
mAh
( mA mB )s mAh
B A
017.例1：建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管 如何堆, 其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为 12.5m，高为1.5m，如图所示。
测定动摩擦因数
复习精要 探究设计实验要求学生将自己掌握的物理知识和实 验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条 件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的 器材去研究物理现象，探究物理规律或测定物理量 的值。
如果实验有几个方案可供选择，要求学生能对几个 方案的优缺点进行比较，从各个实验方案中选择最 佳方案进行实验，这有助于培养学生的探究创造能 力。
h θ R
（2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥 状，由于体积不变,θ不变，要使占场地面积最小， 则取Rx为最小，所以有
hx Rx 0.75Rx 根据体积公式，该堆黄沙的体积为
V 1 R2h 1 R3
3
4
因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故
V
1 8
Rx3
解得 Rx 3 2R
占地面积至少为
Sx
1 2
Rx2
2 3
4m2
10.0m2
040.江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试10 10．（8分）某同学用铁架台将长木板倾斜支在水平
通过探究知道步骤2中拉力的数据是摩擦块在水平木 板上做匀速直线运动的过程中直接读取的，其存 在三个缺陷：
⑴匀速直线运动很难控制；
⑵运动中数据不够准确；
图1
⑶无法研究在变速运动中滑动摩擦力是否改变。
方案二、 如图2所示： 实验步骤2是调节木板呈水平状态，然后往砝码盘 中添加砝码直到用手推一下摩擦块后，摩擦块能在
木板上做匀速直线运动为止，
此时砝码与砝码盘的总重力G与滑动摩擦力 F摩 相等，
这样的设计可较好地控制摩擦块做匀速直线运动，但
其调节过程比较困难，而且用目测方法判断摩擦块是
不是做匀速直线运动，缺乏可靠性，说服力不强，也
无法研究变速运动中滑动
摩擦力是否改变,并且该实
验中因滑轮有摩擦对实验
结果也会造成一定的影响。
，记录了5组实验数据，如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
配重(个数)
0
1
2
3
4
弹簧秤读数F/N 0.50 1.00 1.50 1.80 2.50
木块重G/N
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
请根据上述数据画出木块所受摩擦力 F/N
和压力的关系图象；由图象可求出木
2.50 2.00
板和木块间动摩擦因数是μ=0.25 ． 1.50
下面以“测定木块与木板间的动摩擦因数”的实验 为例进行分析：
方案一、 如图1所示装置 实验步骤是：
1、用弹簧秤测定摩擦块的重力G。 2、用弹簧秤拉着摩擦块在水平木板上做匀速直线运
动，测其拉力 F拉 ，
根据平衡条件：F拉 F摩 ， 正压力 FN G
3、用测量得到的滑动摩擦力和正压力的关系来求动 摩擦因数。
图2
方案三、 实验装置如图3所示： 实验步骤为： 1、用弹簧秤测出摩擦块的重力G； 2、用固定的弹簧秤拴住摩擦块使其位于水平木板上，
用重物通过滑轮来拉动木板运动，摩擦块与弹簧 秤处于静止状态，
根据平衡条件：F拉 F摩 ，正压力 FN G
3、用测得的滑动摩擦力的值和正压力的关系来求 动摩擦的因数。
该方案实验过程简单易行，能便于学生对滑动摩擦 力的性质做理性的理解。
001.南京师大08届《物理之友》力学 综合(一)15.
15．（13分）（1）弹簧测力计、刻度尺、天平、量筒
、电流表、电压表、多用电表等，都是中学物理实验
中的常用仪器，虽然它们测量的物理量各不相同，但
是它们却存在一些共性，例如，它们都有与被测物理
量相关的单位,都存在测量的量程等，这些仪器还具有
其他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个
零刻度、分度值、测量时须估读等
。
（2）某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实 验时，设计了两种实验方案：
方案A：木板固定, 用弹簧秤拉动木块，如图(a)所示；
方案B：木块固定，用手拉动木板，如图(b)所示．
图3
通过探究得出方案三有以下优点：
变摩擦块运动为木板运动，解决了实验装置图1和图 2中控制摩擦块匀速直线运动的困难，也可演示滑动 摩擦力的大小与物体相对运动速度的大小无关；
变研究对象（摩擦块）由运动平衡为静止平衡， 变弹簧秤在运动中读数为在静止中读数，利于观察实 验现象，便于准确读数；
避免了实验装置2中因滑轮有摩擦对实验结果产生 的影响。提高了实验的准确性和可靠性。
解：（1）沙堆表面上的沙粒受到重力、弹力和摩擦力 的作用而静止，则
所以 mg sin θ Ff mg cos
tanθ h 2πh 0.75
Rl
θ 37 （θ称为摩擦角）
轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量，用此装置可测出 B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ． ⑴在本实验中需要用到的测量工具是天平，刻度尺；
需要测量的物理量是 A距地面的高度h， ；
B在桌面上滑行的总距离s，A、B的质量mA、mB （写出物理量的名称并用字母表示） B
⑵动摩擦因数μ的表达式为μ=
．
A
⑵解见下页
除了实验必需的弹簧秤、木板、
F
木块、细线外，该同学还准备了 质量为200g的配重若干个。 （g=10m/s2）
(a) F
(b)
①上述两种方案中,你认为更合理的方案 B ,原因是
不受木板如何运动的限制
；
②该实验中应测量的物理量是 木块的重力、 ；
每次拉木板时木块和木板间的摩檫力
③该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力
1.00
③解： 如图所示
0.50 0
G/N 2.04.06.08.010.0
011.0来自百度文库届启东市第一次调研测试卷11
11．如图所示，质量不同的两个物体A和B，用跨过 定滑轮的细绳相连．开始时B放在水平桌面上，A离地
面有一定的高度，从静止开始释放让它们运动，在运 动过程中B始终碰不到滑轮，A着地后不反弹．不计滑
解： 设A刚落地时速度为v，由动能定理，
mA gh
1 2
(
mA
mB
)v 2
mB gh
（1）
A落地后B做匀减速运动到0，由动能定理，
1 2
mBv2
mB g(
s
h)
（2）
解(1)(2)得:
mAh
( mA mB )s mAh
B A
017.例1：建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管 如何堆, 其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为 12.5m，高为1.5m，如图所示。
测定动摩擦因数
复习精要 探究设计实验要求学生将自己掌握的物理知识和实 验技能创造性地应用到新的实验情境中，由题给条 件自行选定实验原理，确定实验方案，选择合适的 器材去研究物理现象，探究物理规律或测定物理量 的值。
如果实验有几个方案可供选择，要求学生能对几个 方案的优缺点进行比较，从各个实验方案中选择最 佳方案进行实验，这有助于培养学生的探究创造能 力。
h θ R
（2）因为黄沙是靠墙堆放的，只能堆成半个圆锥 状，由于体积不变,θ不变，要使占场地面积最小， 则取Rx为最小，所以有
hx Rx 0.75Rx 根据体积公式，该堆黄沙的体积为
V 1 R2h 1 R3
3
4
因为靠墙堆放只能堆成半个圆锥，故
V
1 8
Rx3
解得 Rx 3 2R
占地面积至少为
Sx
1 2
Rx2
2 3
4m2
10.0m2
040.江苏淮安市07—08学年度第一次调查测试10 10．（8分）某同学用铁架台将长木板倾斜支在水平
通过探究知道步骤2中拉力的数据是摩擦块在水平木 板上做匀速直线运动的过程中直接读取的，其存 在三个缺陷：
⑴匀速直线运动很难控制；
⑵运动中数据不够准确；
图1
⑶无法研究在变速运动中滑动摩擦力是否改变。
方案二、 如图2所示： 实验步骤2是调节木板呈水平状态，然后往砝码盘 中添加砝码直到用手推一下摩擦块后，摩擦块能在
木板上做匀速直线运动为止，
此时砝码与砝码盘的总重力G与滑动摩擦力 F摩 相等，
这样的设计可较好地控制摩擦块做匀速直线运动，但
其调节过程比较困难，而且用目测方法判断摩擦块是
不是做匀速直线运动，缺乏可靠性，说服力不强，也
无法研究变速运动中滑动
摩擦力是否改变,并且该实
验中因滑轮有摩擦对实验
结果也会造成一定的影响。
，记录了5组实验数据，如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
配重(个数)
0
1
2
3
4
弹簧秤读数F/N 0.50 1.00 1.50 1.80 2.50
木块重G/N
2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
请根据上述数据画出木块所受摩擦力 F/N
和压力的关系图象；由图象可求出木
2.50 2.00
板和木块间动摩擦因数是μ=0.25 ． 1.50
下面以“测定木块与木板间的动摩擦因数”的实验 为例进行分析：
方案一、 如图1所示装置 实验步骤是：
1、用弹簧秤测定摩擦块的重力G。 2、用弹簧秤拉着摩擦块在水平木板上做匀速直线运
动，测其拉力 F拉 ，
根据平衡条件：F拉 F摩 ， 正压力 FN G
3、用测量得到的滑动摩擦力和正压力的关系来求动 摩擦因数。
图2
方案三、 实验装置如图3所示： 实验步骤为： 1、用弹簧秤测出摩擦块的重力G； 2、用固定的弹簧秤拴住摩擦块使其位于水平木板上，
用重物通过滑轮来拉动木板运动，摩擦块与弹簧 秤处于静止状态，
根据平衡条件：F拉 F摩 ，正压力 FN G
3、用测得的滑动摩擦力的值和正压力的关系来求 动摩擦的因数。
该方案实验过程简单易行，能便于学生对滑动摩擦 力的性质做理性的理解。
001.南京师大08届《物理之友》力学 综合(一)15.
15．（13分）（1）弹簧测力计、刻度尺、天平、量筒
、电流表、电压表、多用电表等，都是中学物理实验
中的常用仪器，虽然它们测量的物理量各不相同，但
是它们却存在一些共性，例如，它们都有与被测物理
量相关的单位,都存在测量的量程等，这些仪器还具有
其他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个
零刻度、分度值、测量时须估读等
。
（2）某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实 验时，设计了两种实验方案：
方案A：木板固定, 用弹簧秤拉动木块，如图(a)所示；
方案B：木块固定，用手拉动木板，如图(b)所示．
图3
通过探究得出方案三有以下优点：
变摩擦块运动为木板运动，解决了实验装置图1和图 2中控制摩擦块匀速直线运动的困难，也可演示滑动 摩擦力的大小与物体相对运动速度的大小无关；
变研究对象（摩擦块）由运动平衡为静止平衡， 变弹簧秤在运动中读数为在静止中读数，利于观察实 验现象，便于准确读数；
避免了实验装置2中因滑轮有摩擦对实验结果产生 的影响。提高了实验的准确性和可靠性。