高中物理力学实验 测定动摩擦因数
高中物理测定动摩擦因数的4种方法课件.ppt
方法 1 利用平衡条件测定动摩擦因数 [例 1] 在利用平衡的思想来测定滑块与长木板之间的动摩 擦因数时，甲、乙两同学分别完成了如下的操作： 如图 1，同学甲将长木 板固定在水平地面上，一 带有拉力传感器的滑块放在长木板上，用一水平向右的拉力拉 动滑块使其向右做匀速直线运动，并读出拉力传感器的示数； 如图 2，同学乙将滑块与长木板叠放在一起，将拉力传感器 固定在竖直墙壁上，其另一端拴接在滑块上，现用一水平外力 拉动长木板，稳定时读出拉力传感器的示数。
[解析] (1)同学甲的方案：只有当滑块 匀速运动时，拉力才与摩擦力大小相等，对 操作要求较高且易造成误差。同学乙的方 案：拉动木板时，滑块受到向右的摩擦力， 由于滑块相对地面静止，因此摩擦力大小与 拉力传感器的示数相等，不受木板如何运动 的限制，且操作方便、读数更准确。
(2)作图时，由于滑块所受摩擦力 Ff 与压力 FN 成正比，所 绘图线应是过原点的直线，见答图，根据图线易知 μ＝0.25。
[答案] (1)同学乙 不受木板如何运动的限制(或摩擦力的 测量更方便、准确) (2)如图所示 0.25
[名师指津] 本实验利用物体的平衡来测定动摩擦因数，其中 同学甲匀速拉动长木板上的滑块，而匀速拉动滑块不 易操作；同学乙是保持滑块与拉力传感器不动，拉动 下面的长木板，待稳定时拉力传感器的读数即滑动摩 擦力的大小。
本实验的优点在于避开了测加速度，利用力的 平衡条件，通过对滑块的受力找出与摩擦力平衡的外 力的大小，建立关系式即可求解。
方法 2 利用动力学观点测定动摩擦因数 [例 2] (2015·全国卷Ⅱ)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 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一 部分如图(b)所示，图中标出了五个连续点之间的距离。
高中物理力学实验之—三种观点测动摩擦因数、实验器材等效与替换、实验结论拓展与延伸、试题的设计与创新
——三种观点测动摩擦因数考查点(一)利用平衡观点测动摩擦因数[例1]在利用平衡的条件来测定滑块与长木板之间的动摩擦因数时，甲、乙两同学分别完成了如下的操作：如图1，同学甲将长木板固定在水平地面上，一带有拉力传感器的滑块放在长木板上，用一水平向右的拉力拉动滑块使其向右做匀速直线运动，并读出拉力传感器的示数。
如图2，同学乙将滑块与长木板叠放在一起，将拉力传感器固定在竖直墙壁上，其另一端拴接在滑块上，现用一水平外力拉动长木板，稳定时读出拉力传感器的示数。
(1)通过你所学的知识分析两个同学的实验设计，其中合理的是________，说明理由____________________________________________。
(2)为了减小实验误差，同学乙进行了多次操作，该同学利用质量均为200 g的砝码来改变滑块与长木板之间的压力和摩擦力，通过多次操作将得到的数据记录如下。
已知滑块的重力为G＝2.00 N，重力加速度g＝10 m/s2。
通过测量的数据，同学乙以摩擦力F f为纵坐标、以滑块与长木板之间的压力F N为横坐标建立了坐标系，请在该坐标系中描点、连线作出F f-F N图线。
根据作出的图线可知μ＝________。
[解析](1)同学甲的方案：对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的，只有当滑块匀速运动时，拉力才与摩擦力大小相等。
同学乙的方案：拉动木板时，滑块受到向右的摩擦力，由于滑块相对地面静止，因此摩擦力大小与拉力传感器的示数相等。
(2)作图时，由于滑块所受摩擦力F f与压力F N成正比，所绘图线应是过原点的直线。
[答案](1)同学乙不受木板如何运动的限制(或摩擦力的测量更方便、准确)(2)如图所示0.25考查点(二)利用动力学观点测动摩擦因数[例2]在测定滑块与桌面间的动摩擦因数时，设计的实验装置如图1所示，进行如下操作：首先用天平测出滑块的质量M＝300 g，将纸带与滑块拴接在一起穿过打点计时器，拴接在滑块另一端的轻绳跨过定滑轮连接一定数量的质量均为m＝100 g的钩码，在实验过程中通过调节应始终让轻绳与水平桌面平行。
测定动摩擦因数的三种方法
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由图象可测出木块和木板间的动摩擦因数是________。
必考部分 第二章 热点专题系列(四)
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解析：实验方案的选择要利于测量、操作，所以选择B方 案；拉动水平木板在木块下运动，木块保持静止，根据平衡条 件可得：F弹＝Ff＝μFN，由此确定需要测量的物理量为木块的 重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力；作图时，由于木 块所受摩擦力Ff与压力FN成正比，所绘图线应是过原点的直 线，因此，作图时一定注意直线过原点，且使测量数据所描点 均匀分布在直线两侧。
必考部分 第二章 热点专题系列(四)
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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1 数如图(b)所示，其读数为________cm。 mm)的示
必考部分 第二章 热点专题系列(四)
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(2)物块的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示为a＝ ________。 (3)动摩擦因数μ可用M、m、 a 和重力加速度g表示为μ＝ ________。 (4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于 ________(填“偶然误差”或“系统误差”)。
面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：
必考部分 第二章 热点专题系列(四)
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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将物块从光电门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ΔtA和ΔtB，求 出加速度a； ④多次重复步骤③，求a的平均值 a ； ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
高一物理必修1 动摩擦因数的几种测量方法
高一物理必修1 动摩擦因数的几种测量方法江泽民同志在全教会上强调：“教育是知识创新、传播和应用的主要基地，也是培育创新精神和创新人才的摇篮”。
这对物理实验也具有指导意义。
我们进行物理实验就是要培养学生的创新能力、应用能力。
因此我们在实验中应多注意培养学生思维的创造力。
基于这样的认识，笔者就高中物理实验中动摩擦因数的测量方法进行分类整理如下：方法一：利用平衡条件求解。
在学习过计算滑动摩擦力公式f=μN之后，可以利用平衡条件进行实验。
例1：如图1所示，甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块P与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法。
已知铁块P所受重力大小为5N，甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧秤向右拉P，使P向右运动；乙图把弹簧秤的一端固定在墙上，用力水平向左拉金属图1你认为两种方法比较，哪种方法可行？你判断的理由是。
图中已经把两种方法中弹簧秤的示数（单位：N）情况放大画出，则铁块P与金属板间的动摩擦因数的大小是分析与解答：以铁块P为研究对象，显然，在甲图所示方法下，弹簧秤对铁块P的拉力只有在铁块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证铁块P匀速前进。
而在乙图所示方法下，不论金属板如何运动，铁块P总是处于平衡状态，弹簧秤的示数等于铁块所受滑动摩擦力的大小，故第二种方法切实可行，铁块所受摩擦力f=2.45N。
由于铁块在水平方向运动，其在竖直方向受力平衡，故此时正压力在数值上等于铁块所受重力大小，即N=5N ，由f=μN 得49.0==Nf μ 方法二：利用牛顿运动定律求解例2：为了测量小木块和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如图2所示的实验：在小木块上固定一个弹簧秤（弹簧秤的质量不计），弹簧秤下吊一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图所示，用手固定住木板时，弹簧秤的示数为F 1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧秤的示数为F 2，测得斜面的倾角为θ，由测量的数据可以计算出小木板跟斜面间的动摩擦因数是多少？分析与解答：对小球，当装置固定不动时，据平衡条件有F 1=mgsin θ ① 当整个装置加速下滑时，小球加速度mF F a 21-= ②，亦即整体加速度，所以对整个装置有a=gsin θ-μgcos θ得 θθμcos sin g a g -= ③ 把①、②两式代入③式得θθθθθμtg F F m g F g m F F m F g a g 122211cos cos cos sin ==--=-= 方法三：利用动力学方法求解例3：为测量木块与斜面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑，如图3所示，他使用的实验器材仅限于（1）倾角固定的斜面（倾角θ已知），（2）木块，（3）秒表，（4）米尺。
动摩擦因数的求法
动摩擦因数的求法
动摩擦因数与接触面的材料、粗糙程度有关，对于一个确定的接触面而言，动摩擦因数是确定的。
动摩擦因数可以通过以下几种方法求得：
1.通过实验测定：通过实验测量两个接触面的摩擦力和正压力，然
后计算动摩擦因数。
2.查表法：查阅相关资料或手册，找到两个接触面的材料和粗糙度
对应的动摩擦因数。
3.经验公式法：根据大量的实验数据，总结出一些经验公式，用于
估算动摩擦因数。
4.理论计算法：根据分子间的相互作用力和接触面的微观结构，通
过理论计算得出动摩擦因数。
需要注意的是，动摩擦因数与接触面的温度、湿度、表面氧化程度等因素有关，因此在实际应用中需要注意控制实验条件和选择合适的测量方法。
高考回归复习—力学实验之测量动摩擦因数 包含答案
高考回归复习—力学实验之测量动摩擦因数1．某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数．已知小木块与固定斜面和水平面的滑动摩擦因数相同．小木块由斜面上的A点静止下滑，经过B点到达水平面上的C点静止．A、C两点间的水平距离为x．小木块可视为质点．回答下列问题：(1)小木块质量为m，重力加速度大小为g，若滑动摩擦因数为μ，由A点运动到C点过程中，克服摩擦力做功与x之间的关系式为W1=____；(2)为尽量筒便的测量小木块与接触面间的滑动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量？_____________. A．小木块的质量mB．斜面倾角θC．A、B两点间的距离lD．A、C两点间的竖直高度差hE.A、C两点间的水平距离x(3)利用上述测量的物理量，写出测量的滑动摩擦因数μ=________；(4)小木块运动到B点时，由于与水平面的作用，竖直方向的分速度将损失，将导致测量的滑动摩擦因数与实际摩擦因数相比，其值将________(填“偏大”、“相等”或“偏小”)．2．某实验小组利用如图所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数,弹簧左端固定在挡板上,带有遮光条的小物块将弹簧压缩至C处,释放后物块与弹簧分离后通过P处电计时器的光电门,小物块通过光电门P后停在水平面上某点B。
已知当地重力加速度为g.（1）为了测量动摩擦因数,需要测量的物理量及其符号是_______；（2）动摩擦因数μ=______(用测量的量表示)。
3．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hB．木块在桌而上滑行的总距离xC．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”）4．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）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，还需要测量的物理量及其符号是______，动摩擦因数μ=______(利用测量的量表示)．（3）为了减小实验误差，请提出一条合理化建议：___________________．5．某同学用如图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。
测动摩擦因数实验原理
测动摩擦因数实验原理测动摩擦因数实验是一种常见的力学实验，旨在研究因物体表面之间的接触而发生的摩擦现象。
在此实验中，通常使用一些工具测量物体在不同表面之间移动时的摩擦力，从而计算出它们的摩擦系数。
以下是测动摩擦因数实验的详细原理：摩擦力的概念物体之间接触的表面之间会发生摩擦力，这种力是由于两个物体表面之间的不平整度和粗糙度的差异所引起的。
当物体相对于另一物体移动时，这些不平整和粗糙的部分会互相擦拭，从而形成摩擦力，以及抵抗物体相对运动的阻力。
因此，摩擦力可以阻止物体的滑动或转动，或者减慢物体的运动速度。
测动摩擦力的方法实验测量动摩擦力的方法是利用施加在物体上的力的大小与该物体在水平方向上所受的摩擦力的大小之间的关系。
当施加在物体上的力超过摩擦力时，物体就会开始滑行或运动。
因此，通过逐渐增加施加在物体上的力的大小，并记录下所产生的摩擦力的大小，可以得到摩擦力与物体重力的关系曲线，从而计算出物体的摩擦系数。
测量摩擦系数的精度在测量摩擦系数时，需要注意到一些因素可能会影响实验结果的精确度。
例如，物体表面的粗糙度和材料的性质可能导致实验结果存在误差；实验中所用到的力的测量装置（例如弹簧秤）的精度也可能影响实验数据的准确性。
因此，在实验进行之前要尽可能减小这些因素对实验结果的干扰，并正确记录实验过程中的数据，以确保得出精确的摩擦系数表达式。
测动摩擦因数实验在工程领域中应用广泛，例如用于制造机器零件和运输设备（例如电梯、滑轮、轮胎等）的设计。
生活中也有许多与摩擦力有关的例子，例如用于测量车轮与路面之间摩擦阻力的方法，以及公路上的摩擦系数标准以及通过换衬垫改变摩擦系数。
通过这些应用实践，我们可以更深入了解和掌握摩擦力的特性和应用领域，从而为科学研究和物品设计提供更多的有用信息。
07动摩擦因数的测定
实验7 动摩擦因数的测定
一、实验目的
1．学习了解各种材料动摩擦因数的测定方法。
2．在既动手又动脑的实验中，加深对力学理论知识的理解，培养创新思维和独立进行科学实验的能力。
二、实验设备
智能速度加速度光电测试仪（图2-18-1a ）、动摩擦因数的测试仪（图2-18-1b ）、量角器、实验滑块。
图2-18-1 智能速度加速度光电测试仪（a ）和（b ）动摩擦因数的测试仪
三、实验原理
通过光电测试仪测出实验滑块在斜面上经过两个光电门消耗的时间，由运动学关系得到滑块的平均加速度，再由动力学关系确定材料的动摩擦因数。
四、实验方法与步骤
1． 打开智能速度加速度光电测试仪电源开关，按下“work ”键。
2． 转动动摩擦因数的测试仪的手柄，使测试仪滑板斜面位于合适的角度，用量角器测量倾
角ϕ（ϕ>arctan ，为静摩擦因数）。
S f S f 3．把实验滑块置于斜面上端让其自由滑下。
4．连续按显示键，发光管从左至右循环显示实验滑块遮挡光电门1和光电门2的时间间隔
1t ∆、以及实验滑块经过两个光电门消耗的时间2t ∆t ∆，记录这些数据。
5．按下“work ”键，重复测试。
五、实验结果整理
计算材料的动摩擦因数：
()ϕ
ϕcos g tan 2121d t t t t t S f ∆∆∆∆−∆−= 式中为重力加速度，40mm 为实验滑块的宽度。
g =S。
专题1.25 测量动摩擦因数(能力篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第一部分物理力学实验专题1.25 测量动摩擦因数（能力篇）1．（6分）（2020湖北八校第二次联考）如图1所示，是测定小物块与水平木板间动摩擦因数的一种方案，将带有曲面部分的长木板固定在水平地面上，在其水平部分合适位置安装光电门，用游标卡尺测出挡光片的宽度d，将带有挡光片的小物块从曲面上不同位置静止释放，光电门记录挡光时间为t，用刻度尺测出小物块停止的位置到光电门的距离x，已知重力加速度为g。
（1）图2所示游标卡尺的读数为___________cm；（2）若用图象法计算动摩擦因数，应作出____________图象（填x t-、1tx-或21tx-）；（3）在（2）的情况下，得到图象斜率为k，则动摩擦因数的表达式为__________（用题中所给物理量的符号表示）。
图1 图2【参考答案】（1）0.425cm（2分）；（2）（2分）；（3）（2分）【名师解析】（1）图示为20分度的游标卡尺，其读数为4.25mm；（2）小物块通过光电门的速度为，由运动规律得，故应作出图像；（3）由，，该直线的斜率为k，故动摩擦因素的表达式为。
2．（2020全国I卷高考模拟9）某同学用如图甲所示的实验装置测量木块与木板之间的动摩擦因数μ。
将木块从倾角为θ的木板上由静止释放，与位移传感器连接的计算机描绘出了木块相对传感器的位置随时间变化的规律，如图乙中的曲线②所示。
图中木块的位置从x1到x2、从x2到x3的运动时间均为T。
(1)根据图乙可得，木块经过位置x 2时的速度v 2＝________，木块运动的加速度a ＝________。
(2)现测得T ＝0.1 s ，x 1＝4 cm ，x 2＝9 cm ，x 3＝16 cm ，θ＝37°，可求得木块与木板之间的动摩擦因数μ＝______ (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2，结果保留一位有效数字)。
摩擦因数测定实验
摩擦因数测定实验 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT摩擦因数测定实验一、实验目的1.掌握动滑动摩擦因数测定的实验原理；2.掌握动滑动摩擦因数测试的方法；3.对比不同材料相对滑动时的摩擦因数。
二、实验仪器设备1.理论力学多功能实验台摩擦因数测定装置2.滑动试块三、实验原理假定质量为m的滑块沿倾角为θ的斜面以加速度a滑下，动滑动摩擦因数为f。
对滑块进行受力分析可得：d为了测定加速度a的大小，在斜面板上安装有两个光电门，在每个滑块上设置有左右两个挡光片，宽度为50mm。
设左挡光片通过第一个光电门的时间为t1，滑块速度为v1；通过第二个光电门的时间为t2，速度为v2。
滑块左挡光片通过两个光电门的时间间隔为t3。
为了采用挡光片的中心速度代表滑块的速度，对t3修正为t4。
则：实验时通过光电门自动采集时间t1、t2和t3，读取斜面板的倾角，即可计算出动滑动摩擦因素的大小。
四、实验步骤1.调节斜面倾角，确保滑块能顺利下滑，记录角度值。
2.打开系统电源开关，点击触摸屏中央进入用户界面，输入用户名（1）与密码（1），进入主菜单，点击“摩擦因数实验”进入测试界面。
3.先按“复位”键，将表格中数据清零，再按“开始”按钮，“运行”开始闪烁，仪器进入数据采集准备状态。
4.将滑块放在斜面高端，松手让其自由滑落，系统显示t1、t2、t3，记录数据到报告表格中。
5.再按“开始”按钮，进行第二次实验，重复步骤4共测量10次。
6.更换实验材料，重复实验步骤3-5。
7.关机，整理复原实验设备。
五、注意事项1.斜面倾角调整时，不要用力过猛，也不必刻意将其调整到特殊角度（如30°），但应保证滑块能够顺利滑下。
2.每次滑块滑行前要保证斜面清洁，测试完毕，检查数据是否有效，无效数据舍去，重做一次。
3.实验点击“运行”按钮后，身体各部位不要作切割激光的动作。
六、思考题1.摩擦因数与哪些影响因素有关2.试分析可能引起误差的原因。
动摩擦因数测定实验报告
动摩擦因数测定实验报告摘要：本实验是为了探究动摩擦因数的测量方法以及确定不同材料的动摩擦因数。
我们使用了滑动块法来测量材料与板材的动摩擦因数。
实验结果表明，不同材料的动摩擦因数是不同的，而且有时与材料之间摩擦力的性质有关。
本实验提供了一种简单而又可靠的动摩擦因数测量方法。
关键词：动摩擦因数；滑动块法；材料；板材；摩擦力引言：动摩擦因数是指两个物体之间的摩擦力和垂直于它们之间的压力之比。
它的值取决于物体的材料和表面质量、结构、温度等参数，并且在不同的情况下会有所不同。
动摩擦因数是工程和物理学领域中最基本的参数之一，因为它可以帮助工程师和物理学家计算各种机械系统中的运动和力学问题。
确定材料的动摩擦因数是必不可少的。
在工程和物理学领域中，有很多测量动摩擦因数的方法。
其中最常见的方法是使用滑动块法。
这种方法的原理是将一个滑动块沿着一个平面表面滑动，可以测量出比例系数，这个比例系数就是动摩擦因数。
滑动块法在实际应用中存在一些缺陷，如块和板之间可能存在局部摩擦，“慢切削”是可能导致的局部挺度的复杂性。
本实验旨在使用滑动块法测量不同材料与板材之间的动摩擦因数，以及探究动摩擦因数的测量方法并针对实验结果进行详尽的分析和讨论，最终确定不同材料的动摩擦因数并提出一些应用上的考虑。
实验设备和材料：1. 板材：使用多个平滑的、等大的、不同材料的板材。
2. 滑块：使用铁、木、橡胶等材料制成的滑块。
3. 板块:使用钢制的板块。
4. 质量块：质量为500g的块状物。
5. 铅笔：用来记录测量结果。
6. 直尺：用于测量板块。
7. 实验室配件：使用蜡和亚麻布等器材。
实验方法：1. 找到一个平滑的水平面，将铁制滑块放在平面上。
2. 将板材放在铁制滑块上，板材应该垂直于滑块，并且与滑块的接触面应该是平滑的。
3. 用质量为500g的质量块将板材的一端压在滑块上，使板材与滑块之间产生摩擦力。
4. 通过缓慢地改变板材高度来找到板材的最小倾斜角度，可视为材料与板材间最大可能的摩擦力。
高考物理一轮复习专题练习：验证牛二测动摩擦因数含解析
验证牛二测动摩擦因数【纲要导引】验证牛二属于高考力学实验的常考题型，测动摩擦因数可借助同样的器材进行测量。
考题对应考法多变，难度中等，需要同学们理清考法和对应实验结论。
【点拨练习】考点一常规实验验证牛顿第二定律1.平衡摩擦方法：平衡摩擦力时，小车连接纸带，不挂m，轻推小车，纸带上打出等间距的点。
原因分析：1．平衡摩擦力过度2．忘记把砝码盘质量计入动力原因分析: 平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力2.实验条件平衡摩擦力后，取M为研究对象，主观上把mg当作小车的动力可得：。
合并得：，故实测值比理论值小而实际上：对m得：，对M得：T Ma实验要求，后期图象的弯折原因分析：此时不满足。
不满足时，为了得到线性的图像，可以把m和M系统当做研究对象，每次取下作为动力的钩码或砝码后放入小车以保持系统总质量不变。
根据得故斜率不变。
1．【12年全国】图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示。
在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列的点。
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。
测量相邻计数点的间距s1，s2，…．求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出﹣﹣m关系图线。
若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是。
动摩擦因数的几种测量方法
动摩擦因数的几种测量方法高中物理实验中动摩擦因数的测量方法进行分类整理如下：方法一：利用平衡条件求解。
在学习过计算滑动摩擦力公式f=μN 之后，可以利用平衡条件进行实验。
例1：如图1所示，甲、乙两图表示用同一套器材测量铁块P 与长金属板之间的动摩擦因数的两种不同方法。
已知铁块P 所受重力大小为5N ，甲图使金属板静止在水平桌面上，用手通过弹簧秤向右拉P ，使P 向右运动；乙图把弹簧秤的一端固定在墙上，用力水平向左拉金属板，使金属板向左运动。
你认为两种方法比较，哪种方法可行？你判断的理由是 。
图中已经把两种方法中弹簧秤的示数（单位：N ）情况放大画出，则铁块P 与金属板间的动摩擦因数的大小是分析与解答：以铁块P 为研究对象，显然，在甲图所示方法下，弹簧秤对铁块P 的拉力只有在铁块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证铁块P 匀速前进。
而在乙图所示方法下，不论金属板如何运动，铁块P 总是处于平衡状态，弹簧秤的示数等于铁块所受滑动摩擦力的大小，故第二种方法切实可行，铁块所受摩擦力f=。
由于铁块在水平方向运动，其在竖直方向受力平衡，故此时正压力在数值上等于铁块所受重力大小，即N=5N ，由f=μN 得49.0==Nf μ 方法二：利用牛顿运动定律求解例2：为了测量小木块和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了P2 23 3 F如图2所示的实验：在小木块上固定一个弹簧秤（弹簧秤的质量不计），弹簧秤下吊一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图所示，用手固定住木板时，弹簧秤的示数为F 1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧秤的示数为F 2，测得斜面的倾角为θ，由测量的数据可以计算出小木板跟斜面间的动摩擦因数是多少？分析与解答：对小球，当装置固定不动时，据平衡条件有F 1=mgsin θ ① 当整个装置加速下滑时，小球加速度mF F a 21-=②，亦即整体加速度，所以对整个装置有a=gsin θ-μgcos θ得 θθμcos sin g a g -= ③ 把①、②两式代入③式得θθθθθμtg F F mg F g m F F m F g a g 122211cos cos cos sin ==--=-= 方法三：利用动力学方法求解例3：为测量木块与斜面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑，如图3所示，他使用的实验器材仅限于（1）倾角固定的斜面（倾角θ已知），（2）木块，（3）秒表，（4）米尺。
巧测动摩擦因数
巧测动摩擦因数作者：褚衍玲来源：《中国教育技术装备》2007年第09期高中物理课程中，力学部分动摩擦因数的测定是学生学习过程中比较感兴趣的一个实验。
但是在做这个实验的过程中，学生仅根据胡克定律ｆ=N来进行测定时，常规的做法是用一个弹簧秤拉着一个物体在水平面上作匀速运动，弹簧秤的示数即为摩擦力的大小。
但在实验过程中由于物体的匀速运动很难控制，致使弹簧秤的示数很难准确读出，造成测量不准确。
笔者在多次实验研究的基础上认为：在测量动摩擦因数时可采用以下的办法，使动摩擦因数的测定变得简单易行，特别是对于斜面的摩擦因数的测定，更是简单而又易操作。
现提供给大家共同研究。
1 水平面上的摩擦因数测定如图1所示进行仪器安装.为测定物块A在物块B上滑动时的动摩擦因数，可将物块A用弹簧秤固定在墙上，并将其放在物块B上，然后用力拉动B，让B从物块A下面抽出。
此时，无论物块B的速度如何，弹簧秤的示数恒定，并且其大小恒等于物块A所受的摩擦力。
据此，即可求出物块A与B间的动摩擦因数。
本实验的最大优点就是克服了如何保持匀速这一难题，从根本上解决了实验中不易操作的问题。
2 斜面上的摩擦因数的测定传统的做法就是让物块在斜面上匀速下滑，此时斜面的动摩擦因数μ=tanα，α为斜面的倾角，但在实验的过程中存在两个问题：一是物块在斜面上匀速下滑很难控制；二是要使物块匀速下滑必须调整斜面的倾角，但对于一个固定的斜面来说，其倾角又不能轻易调整。
我们可按照以下的步骤进行操作，使摩擦因数的测定简单易行：⑴在斜面的下端水平接一同等材料的平面（图2）；⑵让物块从斜面上的某一点A由静止开始滑下，停在B点；⑶用一根细线将AB两点连接起来；⑷用量角器量出θ角的大小，tanθ即为该斜面的动摩擦因数。
该实验也可直接用刻度尺测量物块在竖直方向和水平方向的位移h和ｓ，由μ=tanθ= h/s 直接求出。
该实验最大的优点就是实验器材简单、易操作、易控制，克服了传统实验中不易控制成分，使实验变得简单、可靠、易行。
动力学摩擦因数的实验测量与计算
动力学摩擦因数的实验测量与计算动力学摩擦因数是指两个物体之间的相对运动时摩擦力与其中一物体所受力的比值。
通过实验测量动力学摩擦因数的大小可以了解摩擦对物体运动的影响，并为工程设计和机械运动的研究提供基础数据。
一、实验目的1.了解动力学摩擦因数的概念和计算方法；2.从实验中获取物体之间的摩擦力和受力的关系；3.通过实验数据计算得到动力学摩擦因数。
二、实验准备1.实验器材：小木块、水平台、滑轮、吊码、弹簧秤、电子天平等；2.实验原理：动力学摩擦力的计算公式为F=μN，其中 F 表示动力学摩擦力，μ 表示动力学摩擦因数，N 表示法向力。
三、实验步骤1.将水平台放置在平整的桌面上，并将滑轮与小木块一起放在水平台上；2.将小木块缓慢拉动，观察是否出现滑轮发生相对滑动；3.调节吊码的质量，即改变受力的大小，分别记录不同受力下滑轮的质量；4.重复步骤3多次，取得足够的数据；5.使用弹簧秤测量吊码的重力，使用电子天平测量滑轮和小木块的质量；6.根据实验数据计算出不同受力下的摩擦力，并计算出相应的动力学摩擦因数。
四、实验数据处理1.根据弹簧秤和电子天平测量的数据，计算得到不同受力下的摩擦力；2.将摩擦力与受力的大小进行对比，得到不同受力下的动力学摩擦因数。
五、结果分析与讨论根据实验数据计算得到的动力学摩擦因数可以用来分析物体之间的摩擦特性和对物体运动的影响。
在实验过程中，我们发现摩擦力与受力成正比，即受力越大，摩擦力也越大。
这一结论符合摩擦力的定义。
同时，我们还发现动力学摩擦因数的大小与物体的材料性质有关。
例如，金属与金属之间的动力学摩擦因数往往较小，而金属与木材、塑料等非金属材料之间的动力学摩擦因数较大。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了动力学摩擦因数的概念和计算方法，并通过实验测量和计算得到了物体之间的动力学摩擦因数。
同时，我们还发现动力学摩擦因数的大小与物体的受力和材料性质有关。
这些数据和结论对于工程设计和机械运动的研究具有重要的意义。
测定动摩擦因数的三种方法
(二)测定动摩擦因数的三种方法一、知识清单1.角度1动力学观点求加速度：借助实验装置测物体运动的加速度．建方程：依据牛顿第二定律建立相应方程．求出μ：解上述方程，求μ.角度2动平衡观点测量运动物体所受滑动摩擦力困难，可转化为静止物体摩擦力的测量，进而测定动摩擦因数．角度3能的观点对运动物体应用功能关系建立方程，求解动摩擦因数μ.2．测定动摩擦因数示意图3．涉及问题(1)物体应该在粗糙水平面或斜面上做匀加速运动．(2)利用光电门或打点计时器测定加速度a.(3)若实验在粗糙斜面上完成，应测出斜面倾角θ.二、实验题1.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：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Δt A和Δt B，求出加速度a；④多次重复步骤③，求a的平均值a；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1 mm)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 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝____________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝____________. 【答案】(1)0.960 (2)12s ⎣⎡⎦⎤(d Δt B )2－(d Δt A)2 (3)mg －(M ＋m )a Mg【解析】(1)游标卡尺的读数为9 mm ＋12×0.05 mm ＝9.60 mm ＝0.960 cm. (2)由v 2B －v 2A ＝2as ，v A ＝d Δt A ，vB ＝d Δt B联立得 a ＝(d Δt B )2－(d Δt A )22s ＝12s ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫d Δt B 2－⎝⎛⎭⎫d Δt A 2.(3)设细线的张力为T ，对M 有T －μMg ＝M a ， 对m 有mg －T ＝m a ， 联立两式得μ＝mg －(M ＋m )aMg.2.某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案． 方案A ：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示． 方案B ：木块水平固定，通过细线水平拉动木板，如图乙所示．(1)上述两种方案中，你认为更合理的是方案____，原因是____. (2)该实验中应测量的物理量是____.(3)除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200 g 的配重若干个．该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力(g 取10 m/s 2)，并记录了5组实验数据，如下表所示：由图象可测出木块和木板间的动摩擦因数是____. 【答案】(1)B 不受木板运动状态的限制(或摩擦力的测量更方便、准确) (2)木块的重力、弹簧测力计的示数 (3)0.25 图象如图所示【解析】实验方案的选择要利于测量、操作，所以选择B 方案；拉动水平木板在木块下运动，木块保持静止，根据平衡条件可得F弹＝F f ＝μF N ，由此确定需要测量的物理量为木块的重力、弹簧测力计的示数；作图时，由于木块所受摩擦力F f 与压力F N 成正比，所绘图线应是过原点的直线，因此，作图时一定注意直线过原点，且使测量数据所描的点均匀分布在直线的两侧．3.(2017·山东济南模拟)某同学尝试测量一小滑块和长度为0.5 m 的木板BC 间的动摩擦因数μ.首先，他把半径为R 的四分之一圆弧轨道AB 固定在水平桌面上，如图甲所示，将小滑块从A 端由静止释放，小滑块落在地面上某点(不反弹)，测出轨道B 端离地面的高度h 、B 端到小滑块的落点的水平距离x 1.然后，他把圆弧轨道AB 和木板BC 连接并固定在桌面上，将小滑块仍然从A 端由静止释放，最后的落点到C 端的水平距离为x 2，如图乙所示．已知重力加速度大小为g .回答下列问题：(1)图甲中，小滑块到达轨道B 端时的速率为____.(用g 、h 、x 1表示) (2)若测出h ＝0.500 m 、x 1＝1.000 m 、x 2＝0.800 m ，则μ＝____. (3)下列说法正确的是____. A ．桌面必须保持水平B ．实验中圆弧轨道AB 必须是光滑的C ．让小滑块从A 端释放多次，得到平均落点，能减小实验误差D ．若R 太小，小滑块不能从木板BC 右端滑下，则不能利用该装置求出μ 【答案】0.36 (2)木块的重力、弹簧测力计的示数 (3)AC 【解析】x 1＝v B t ，h ＝12gt 2，解得v B ＝x 1g2h.(2)同理v C ＝x 2g 2h ，小滑块从木板B 端滑到C 端，依据功能关系有μmgL ＝12mv 2B －12mv 2C ，解得μ＝v 2B －v 2C2gL＝0.36.(3)只有桌面保持水平，小滑块在空中才会做平抛运动，才能求得v B 、v C ；即使圆弧轨道AB 不光滑，也不影响依据平抛运动求得的v B 、v C 正确性；当R 太小时，小滑块最终将停在木板BC 上某位置，量出该点到B 点距离，依据功能关系同样能求出μ.1.某同学用图甲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50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a ＝____m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝____m/s ；(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____.(选填正确答案标号)A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角【答案】(1)3.25 1.79 (2)C 【解析】(1)用逐差法求纸带加速度 a ＝(x 3＋x 4)－(x 1＋x 2)4T 2＝3.25 m/s 2，C 点速度等于BD 段平均速度，v ＝x BD2T≈1.79 m/s.(2)由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，μ＝g sin θ－ag cos θ，故选项C 正确．1．(2018·河北衡水模拟)一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数．在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器．木块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动．实验中测得木块质量M ＝150 g ，钩码质量m ＝50 g.(1)实验开始时，应调整滑轮的高度，让绳子与木板____.(2)实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A 、B 、C 、D 、E 是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10 s ，所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a ＝___m/s 2(结果保留两位有效数字)．(3)根据实验原理可导出计算动摩擦因数的表达式μ＝____(用M 、m 、g 、a 表示)；取g ＝10 m/s 2，代入相关数据可求得μ＝____(计算结果保留一位有效数字)．【答案】(1) 平行 (2)0.25_ (3)m M －(M ＋m )a Mg0.32．(2018·河南郑州一模)某探究学习小组的同学欲探究“滑块与桌面间的动摩擦因数”，他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置，另外他们还找到打点计时器及所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、纸带、钩码若干．小组同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M ＝300 g ，将滑块放在水平桌面上并连接上纸带，用细线通过滑轮挂上两个钩码(每个钩码质量为100 g)，调整滑轮高度使拉滑块的细线与桌面平行，让钩码拉动滑块由静止开始加速运动，用打点计时器记录其运动情况．实验纸带的记录如图乙所示，计数点之间有4个点未画出，所用交流电源的频率为50 Hz ，则滑块运动的加速度为___m/s 2.滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝____.(结果保留两位有效数字，重力加速度g ＝10 m/s 2)【答案】_0.64 0.563．(2018·江苏启东一模)现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图甲所示．表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连；打点计时器固定在木板上，连接频率为50 Hz 的交流电源．接通电源后，从静止释放滑块，滑块带动纸带打出一系列的点迹．(1)图乙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是实验中选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，2、3和5、6计数点间的距离如图所示，由图中数据求出滑块的加速度a ＝____m/s 2.(结果保留三位有效数字)(2)已知木板的长度为L ，为了求出滑块与木板间的动摩擦因数，还应测量的物理量是____.A ．滑块到达斜面底端的速度vB ．滑块的质量mC ．滑块的运动时间tD ．斜面高度h 和底边长度x(3)设重力加速度为g ，滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ＝____.(用所需测物理量的字母表示)【答案】(1) 2.51 (2)D (3)gh －aLgx【解析】(1)设0、1、2、3、4、5、6的间距分别是x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6，由x 6－x 3＝3aT 2可知，a ＝(14.23－6.70)×10－23×0.12m/s 2＝2.51 m/s 2.(2)由牛顿第二定律可知mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，得μ＝tan θ－ag cos θ，因此只需测量斜面高度h 和底边长度x ，就可以得到tan θ与cos θ的值，就可以计算出滑块与木板间的动摩擦因数．选项D 正确．(3)由(2)可知μ＝tan θ－a g cos θ＝h x －a g x L＝gh －aLgx.4．(2018·湖北武汉模拟)甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为g .(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示．其中A 为一质量为M 的长直木板，B 为木板上放置的质量为m 的物块，C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计．实验时用力将A 从B 的下方抽出，通过C 的读数F 1即可测出动摩擦因数．则该设计能测出____(选填“A 与B ”或“A 与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为____.(2)乙同学的设计如图乙所示．他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A 、B 两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质传感器能显示挂钩处所受的拉力．实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从靠近光电门A 处由静止开始运动，读出多组传感器示数F 及对应的物块在两光电门之间的运动时间t .在坐标系中作出F －1t 2的图线如图丙所示，图线的斜率为k ，与纵轴的截距为b ，与横轴的截距为c .因乙同学不能测出小车质量，故该同学还应该测出的物理量为____.根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为____.【答案】(1) A 与B F 1mg (2)光电门A 、B 之间的距离x _ (3)2xbkg【解析】(1)对物体B 受力分析，水平方向受到两个力作用：A 对B 的摩擦力与弹簧测力计的拉力，二力平衡，所以该设计能测出A 与B 之间的动摩擦因数，由F 1＝μmg ，可得μ＝F 1mg. (2)根据牛顿第二定律可得F －μmg ＝ma ，A 、B 之间的距离x ＝12at 2，得F ＝μmg ＋2mx ·1t2，图线的斜率k ＝2mx ，纵轴的截距为b ＝μmg ，可得μ＝2xbkg .。
专题1.23 测量动摩擦因数(基础篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第一部分物理力学实验专题1.23 测量动摩擦因数（基础篇）1.（2020河南南阳期末）如图甲所示，为了测量滑块与木板间的动摩擦因数，某同学将带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，在靠近滑轮的B处固定一个光电门，用质量为m的重物通过细线（与长木板平行）与质量为M的滑块（带遮光条）连接，细线的长度小于重物离地面的高度。
将滑块从A点由静止释放，测出A、B之间的距离s和遮光条经过光电门时的遮光时间t。
保持滑块和悬挂的重物的质量不变，改变释放点A与B间的距离s，多次测量最终完成实验。
建立坐标系，描出图线如图乙所示，求得图线的斜率为k，则滑块与木板间的动摩擦因数μ=______（用斜率k、重力加速度g、遮光条的宽度d、滑块质量M和重物质量m表示）。
【参考答案】-【名师解析】：据挡光时间可知，滑块经过光电门的瞬时速度为，滑块从A运动到B的过程中，根据系统动能定理得：（mg-μMg）s=（M+m）（）2变式为：=S则K=解得：μ=-。
故答案为：-。
由动能定理列等式求得-S的关系式，结合数学知识确定斜率的物理意义即可求μ的表达式。
对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题，一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展，延伸，所以一定要熟练掌握教材中的重要实验。
2. （2020浙江七彩阳光名校联盟模拟）为了测量木块与长木板之间的动摩擦因数，小周、小钱两位同学分别设计了如下实验：（1）小周同学先将木块挂到一弹簧上，如甲所示，测出弹簧的长度L1．再将木块放置在水平的长木板上，弹簧的一端连着木块，另一端固定在墙上，如图乙所示。
拉动长木板，将其从木块的下方缓缓抽出，在拉动过程中，测得弹簧的长度L2．要测得动摩擦因数，还必须测量的一个物理量为______（写出物理量的名称并用字母表示），由该实验测得动摩擦因数的表达式为μ=______。
一种测定动摩擦因数的方法探究
一种测定动摩擦因数的方法探究动摩擦因数是指两个物体之间相互接触并发生相对运动时，所产生的摩擦力与法向压力之间的比值。
它是一个重要的物理参数，用于描述物体之间的摩擦现象。
目前常用的测定动摩擦因数的方法有很多，例如斜面实验法、牛顿环法、牛顿光圈法等。
下面我将介绍一种简单的测定动摩擦因数的方法，以探究其原理和应用。
实验所需器材：1. 水平桌面2. 金属块3. 弹簧测力计4. 倾斜角度仪5. 实验材料（如橡胶垫片、纸张等）实验步骤：1. 在水平桌面上放置金属块。
2. 将弹簧测力计固定在金属块上，并确保其刻度盘处于水平位置。
3. 将倾斜角度仪放置在金属块上，并调整其使金属块倾斜。
4. 在金属块和桌面之间插入实验材料（如橡胶垫片），并调整倾斜角度使金属块开始滑动。
5. 记录此时弹簧测力计的示数，并计算出摩擦力。
实验原理：在这种方法中，我们利用弹簧测力计测量金属块滑动过程中的受力情况。
当金属块开始滑动时，弹簧测力计所示的示数即为金属块所受的摩擦力。
根据力学知识，摩擦力等于法向压力乘以动摩擦因数。
我们可以通过测量摩擦力和法向压力来计算动摩擦因数。
实验注意事项：1. 确保实验平台水平，以减小实验误差。
2. 实验材料的选择应与实际应用场景相符，以确保测得的动摩擦因数具有实际参考价值。
3. 实验过程中可以进行多次测量，取平均值以减小随机误差。
实验拓展：1. 可以使用不同的实验材料进行测量，比较它们的动摩擦因数的差异。
2. 可以改变倾斜角度，探究动摩擦因数与倾斜角度的关系。
3. 可以将实验结果与理论计算值进行比较，以验证实验方法的准确性和有效性。
总结：通过这种简单的测定动摩擦因数的方法，我们可以实验测量得到相关的数据，从而计算出动摩擦因数，并探究其原理和应用。
这种实验方法简单易行，可以帮助我们更好地理解和应用动摩擦因数概念。
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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）
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。
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
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。
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。
1.00
③解： 如图所示
0.50 0
G/N 2.04.06.08.010.0
011.08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
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
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
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
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。
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
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。
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。
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
，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