高中物理相互作用与牛顿运动规律典型题汇总.docx

PAGE 99 高中物理相互作用与牛顿运动规律典型题汇总 1.(6分)(2015河南郑州高中毕业年级第三次质量检测;实验题;滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力;22)如图甲所示,力传感器A与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在水平桌面上,测力端通过轻质细绳与一滑块相连,调节传感器高度使细绳水平,滑块放在较长的小车上,滑块的质量m=1.5 kg,小车的质量为 M=2.0 kg。一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮,其一端连接小车,另一端系一只空沙桶,调节滑轮使桌面上部细绳水平,整个装置处于静止状态。现打开传感器,同时缓慢向沙桶里倒入沙子,当小车刚好开始运动时,立即停止倒沙子。若力传感器采集的F-t图象如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则: (1)滑块与小车间的动摩擦因数μ=　　　　;若忽略小车与水平桌面间的摩擦,小车稳定运动时的加速度大小a=　　　　m/s2。? (2)若实验中传感器测力端与滑块间的细绳不水平,左端略低一些,由此而引起的误差属于　　　　(选填“偶然误差”或“系统误差”),它会导致动摩擦因数μ的测量结果　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。? 解析:(1)当力传感器测得的拉力恒定时小车做匀加速运动,滑块处于静止状态。设沙桶的总重力为G,对小车的运动由牛顿第二定律有G-μmg=Ma,对滑块m由共点力平衡条件有F=μmg,由图象可知G=3.5 N,F=3 N,代入G、F及其他数据解得μ=0.2,a=0.25 m/s2。(2)若实验中传感器与滑块间的细绳不水平,由此产生的误差是由于实验装置不合理造成的系统误差,会使滑动摩擦力的测量值偏大,将使动摩擦因数的测量值偏大。 答案:(1)0.2(2分)　0.25(2分) (2)系统误差(1分)　偏大(1分) 2.(6分)(2015陕西铜川高考物理二模试卷;实验题;动摩擦因数) 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x。(空气阻力对本实验的影响可以忽略) (1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为　　　　。? (2)滑块与斜面间的动摩擦因数为　　　　。? (3)以下能引起实验误差的是　　　　。? a.滑块的质量 b.当地重力加速度的大小 c.长度测量时的读数误差 d.小球落地和滑块撞击挡板不同时 解析:(1)由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同, 由x=12at2和H=12gt ag (2)根据几何关系可知,sin α=?x,cos α= 对滑块由牛顿第二定律得mgsin α-μmgcos α=ma,且a=gxH 联立方程解得μ=?- (3)由μ的表达式可知,能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差,同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差,故选cd。 答案:(1)x (2)? (3)cd 3.(6分)(2015湖北八校高考物理一模试卷;实验题;动摩擦因数)某小组利用图示实验装置来测量物块A和长木板之间的动摩擦因数μ。 ①把左端带有挡板的足够长的长木板固定在水平桌面上,物块A置于挡板处,不可伸长的轻绳一端水平连接物块A,另一端跨过轻质定滑轮挂上与物块A质量相同的物块B,并用手按住物块A,使A、B保持静止。 ②测量物块B离水平地面的高度为h。 ③释放物块A,待物块A静止时测量其运动的总距离为s(物块B落地后不反弹)。 回答下列问题: (1)根据上述测量的物理量可知μ=　　　　。? (2)如果空气阻力不可忽略,该实验所求μ值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。? 解析:(1)据题境可知,A、B两物体一起运动,当B物体落地后,A物体在摩擦力的作用下,做匀减速运动。 设B物体落地瞬间时,A 和B的动能都为Ek,据动能定理可知,mgh-μmgh=2×Ek 当B落地后,A做匀减速运动,A的位移为s-h,据动能定理得-μmg(s-h)=0-Ek 联立以上两式得μ=?2 (2)当空气阻力不可忽略时,有产生的热量,会使B物体落地瞬间时,A及B的动能减小;使B落地后,A做匀减速运动的位移s-h变小,即s变小,所以会使μ偏大。 答案:(1)?2s 4.(9分)(2015广西南宁、玉林、柳州、桂林高考物理一模试卷;实验题;动摩擦因数)在利用如图甲所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验中: 甲 乙 (1)已测得图甲中木板长度是立柱高度的2倍,电磁打点计时器使用频率为