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实验题中动摩擦因素的测量方法

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实验题中动摩擦因素的测量方法 一、根据基本公式进行测量 例1 用弹簧测力计测定一个木块 A 和木块 B 间的动摩擦因素μ,有如图所示装置,问:若 A、B 的重力分别为100N 和150N,图中弹簧测力计读数为60N(当 A 被拉动时),FA=100N,求 A、B 间的μ。 分析:要 A、B 间的动摩擦因素,必须先确定研究对象,分析其受的弹力和滑动摩擦力的大小。对 B 来说,B 处于静止的状态。B 受到的摩擦力与弹簧的弹力相等。Ff=F=60N,FN=150N,据 Ff=μFN 知:A、B 间的摩擦因素。 点评:这是利用滑动摩擦力的计算公式求动摩擦因素的,这种方法要比直接拉 B 物体要好的多,直接拉 B 物体很难控制其做匀速运动。 二、根据动力学知识进行测量 例2 像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图2所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图所示装置测量滑块和长1m 左右的木块间的动摩擦因数,图中M N 是水平桌面,Q 是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P 点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s,挡光片的宽度 d =1.0cm。 (1)滑块通过光电门1的速度v1= m/s,滑块通过光电门2的速度v2= m/s。若光电门1、2的距离为 L=21.0cm,则滑块的加速度为 。 (2)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为 g,为完成测量,除了研究 v1.v2和两个光电门之间的距离 L 外,还需测量的物理量是 (说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母)。 (3)用(2)中各物理量求解动摩擦因数的表达式 μ= (用字母表示)。 分析:这是典型的匀变速直线运动的研究题。由于挡光片的宽度很小,认为物体通过挡光片的平均速度就是通过瞬时速度。根据两点速度和时间,就可以根据速度与时间的关系求出加速度。再由牛顿运动定律求出摩擦力,进而求出 μ。(1)省略。假设 PQ 与 MN 之间的夹角为。根据运动学知识,。又根据牛顿运动定律知,,,可得,,分析此式要求出 μ,还需知道,所以还要测 P 点到桌面高度h;重锤在桌面上所指的点与 Q 点的距离 a;斜面的长度b。,,所以。 例3 如图为了测定小木板和斜面间的动摩擦因数,某同学设计了如下的实验。在小...

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