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高考物理一轮复习第2章知识点2探究静摩擦力大小课件
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这是一份高考物理一轮复习第2章知识点2探究静摩擦力大小课件，共23页。PPT课件主要包含了深研教材素材，F-t图像，拓展高考链接，答案如图所示，答案040，答案1等内容，欢迎下载使用。
教材人教版必修第一册第三章第2节“问题”和“演示” 问题：探究滑动摩擦力大小 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。 如果摩擦力的大小跟压力的大小存 在某种定量关系的话，它们可能是 怎样的关系呢？
演示：探究静摩擦力大小随拉力的变化 把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动，此种情况下静摩擦力的大小等于拉力的大小。 在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团， 它可以随指针移动，并作为指针到达最大 位置的标记(如图)。继续用力，当拉力达 到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。
测量静摩擦力的实验装置
如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像(如图)。
一、真题链接 1．(2020·北京卷)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．实验中必须让木板保持匀速运动 B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
C [实验中物块处于平衡状态即可，没有必要让木板保持匀速运动，故选项A错误；由于物块处于平衡状态，故其水平方向上受的拉力(传感器的示数)等于摩擦力，但不能说拉力(传感器的示数)就是摩擦力，两力属于平衡力的关系，故选项B错误；由题图乙可以看出，最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，两者之比约为10∶7，选项C正确；由于不知道物块的重力，也就不知道正压力，因此只用图乙的数据无法求出物块与木板间的动摩擦因数，故选项D错误。]
2．(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出。
图(b) 图(c)
回答下列问题： (1)f4＝________N；
[解析] 弹簧测力计的读数为2.75 N。[答案] 2.75
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线；
[解析] 在图像上添加(0.05 kg，2.15 N)、(0.20 kg，2.75 N) 这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答图所示。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f-m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；
[答案] μ(M＋m)g μg
[解析] 由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f-m图线的斜率为k＝μg。
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f-m图线求得μ＝________。(保留2位有效数字)
[解析] 根据图像求出k＝3.9 N/kg，代入数据得μ≈0.40。
二、真题拓展 3．(2023·湖北省常德市模拟)为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置，整个装置位于水平桌面上，位移传感器连接计算机。让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。利用计算机描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化的规律，如图乙所示。
甲 乙
(1)根据图线可知，木块的加速度a＝______ m/s2。
[解析] 根据匀变速直线运动的规律Δx＝aT2得a＝ m/s2＝1 m/s2。
(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________。(已知当地的重力加速度为g)
[解析] 选取木块为研究对象，根据牛顿第二定律得mgsin θ－μmgcs θ＝ma得μ＝可知要测定动摩擦因数，还需测出斜面倾角(或A点到位移传感器的高度)。
[答案] 倾斜木板与水平面的夹角(或者A点到位移传感器的高度)
(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是________。 A．A点与传感器距离适当大些 B．木板的倾角不宜过大也不宜过小 C．传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻
教材人教版必修第一册第三章第2节“问题”和“演示” 问题：探究滑动摩擦力大小 用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。 如果摩擦力的大小跟压力的大小存 在某种定量关系的话，它们可能是 怎样的关系呢？
演示：探究静摩擦力大小随拉力的变化 把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动，此种情况下静摩擦力的大小等于拉力的大小。 在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团， 它可以随指针移动，并作为指针到达最大 位置的标记(如图)。继续用力，当拉力达 到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。
测量静摩擦力的实验装置
如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像(如图)。
一、真题链接 1．(2020·北京卷)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．实验中必须让木板保持匀速运动 B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线 C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7 D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
C [实验中物块处于平衡状态即可，没有必要让木板保持匀速运动，故选项A错误；由于物块处于平衡状态，故其水平方向上受的拉力(传感器的示数)等于摩擦力，但不能说拉力(传感器的示数)就是摩擦力，两力属于平衡力的关系，故选项B错误；由题图乙可以看出，最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，两者之比约为10∶7，选项C正确；由于不知道物块的重力，也就不知道正压力，因此只用图乙的数据无法求出物块与木板间的动摩擦因数，故选项D错误。]
2．(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出。
图(b) 图(c)
回答下列问题： (1)f4＝________N；
[解析] 弹簧测力计的读数为2.75 N。[答案] 2.75
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线；
[解析] 在图像上添加(0.05 kg，2.15 N)、(0.20 kg，2.75 N) 这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答图所示。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f-m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；
[答案] μ(M＋m)g μg
[解析] 由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f-m图线的斜率为k＝μg。
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f-m图线求得μ＝________。(保留2位有效数字)
[解析] 根据图像求出k＝3.9 N/kg，代入数据得μ≈0.40。
二、真题拓展 3．(2023·湖北省常德市模拟)为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示的实验装置，整个装置位于水平桌面上，位移传感器连接计算机。让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。利用计算机描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化的规律，如图乙所示。
甲 乙
(1)根据图线可知，木块的加速度a＝______ m/s2。
[解析] 根据匀变速直线运动的规律Δx＝aT2得a＝ m/s2＝1 m/s2。
(2)为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________。(已知当地的重力加速度为g)
[解析] 选取木块为研究对象，根据牛顿第二定律得mgsin θ－μmgcs θ＝ma得μ＝可知要测定动摩擦因数，还需测出斜面倾角(或A点到位移传感器的高度)。
[答案] 倾斜木板与水平面的夹角(或者A点到位移传感器的高度)
(3)为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是________。 A．A点与传感器距离适当大些 B．木板的倾角不宜过大也不宜过小 C．传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻
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