问题描述:
(1)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案. ①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你认为方案______更易于操作. ②若A和B的重力分别为100N和150N,当甲中A被拉动时,弹簧测力计a示数为60N,b示数为110N,则A、B间的动摩擦因数为______. (2)为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:如图所示,在铁块A和木板B上贴上待测的纸,B板水平固定,沙桶通过细线与A相连,调节小沙桶C中沙的多少,使A做匀速向左直线运动,测出沙桶和沙的总质量m以及贴纸的铁块A 的质量M,则可求出两张纸之间的动摩擦因数 μ=
①该同学把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力,其原因是______. ②在实际操作中,发现要保证铁块A做匀速直线运动比较困难,你能对这个实验作出改进来解决这一困难吗?(可根据自己设计的实验方案添加实验器材). (3)观察沙堆的形成过程可以发现:由漏斗落下的细沙总是在地面上形成一个小圆锥体,继续下落时,细沙沿圆锥体表面下滑,当圆锥体的母线与底面夹角达到一定角度时,细沙不再下滑,如此周而复始,使圆锥体不断增大,如图所示.由此,我们得出 结论,沙堆的形成与沙粒之间的动摩擦因数有关.若仅给一把皮尺,要测定沙粒之间的动摩擦因数(假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力),回答下列所给的问题: ①必须测定的物理量是______. ②动摩擦因数与这些物理量的关系是______. |
最佳答案:
(1)①由图示实验可知,甲方案中拉动物体A,不需要控制物体A做匀速直线运动,且弹簧测力计静止,便于弹簧测力计读数; 乙方案中用弹簧测力计拉动A,需要控制A做匀速直线运动,难于控制A做匀速直线运动,另一当面弹簧测力计是运动的,难于准确读数,因此甲方案更易于操作. ②由题意可知,在甲方案中,两物体接触面受到的压力等于B的重力,即N=150N,弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小,即f=60N. 由公式f=μN得,动摩擦因素μ=
(2)①因为一张纸的重力太小,两张纸间的滑动摩擦力太小,不便于进行实验,把纸带贴在木块与木板上,增大了纸间的压力,增大了摩擦力,易于进行实验,便于测出摩擦力,所以要把纸贴在木块A和木板B上进行实验. ②实验中需要再添加一个弹簧测力计,如图所示,用弹簧测力计把木块A固定在竖直墙壁上,用沙桶拉动木板B运动,读出弹簧测力计的示数F,AB间的滑动摩擦力f=F,f=μF N =μMg,则动摩擦因数μ=
(3)取侧面的一粒沙作为研究对象,其受力情况如图所示. 设圆锥的高为H、底面半径为R、底面周长为S,据平衡条件,有 mgsinθ=F f ① F N =mgcosθ ② F f =μF N ③ 解得μ=tanθ 根据几何关系,有tanθ=
S=2πR ⑤ 由以上解得:μ=
故答案为:(1)①甲;②0.4. (2)①可增大正压力从而增大摩擦力,便于测量. ②需要添加弹簧测力计,实验装置如图所示;μ=
(3)①测量沙堆的高度H和沙堆的底面周长s;②μ=
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