(9分)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩…——2018 高考物理第 10 题答案解析

2018_新课标II卷

2018 全国 第 10 题 解答题 区分题
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10.(9分)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別与木块和弹簧秤相连,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,弹簧秤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

下表中给出,其中 $\mathsf { f } _ { 4 }$ 的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。

<table><tr><td>砝码的质量 m/kg</td><td>0.05</td><td>0.10</td><td>0.15</td><td>0.20</td><td>0.25</td></tr><tr><td>滑动摩擦力</td><td>2.15</td><td>2.36</td><td>2.55</td><td> $f_{4}$ </td><td>2.93</td></tr></table>


图(a)


图(b)


图(c)

回答下列问题:

(1) $\mathsf { f } _ { 4 } = \_ \mathsf { N } ;$

(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;

③f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 $\mathsf { f } = \underbrace { \mathrm { ~ ~ \mu ~ } \left( \mathsf { M } ^ { + } \mathsf { m } \right) \mathrm { ~ \bf { g } ~ } } _ { \mathrm { ~ \bf { A } ~ } }$ ,f﹣m图线(直线)的斜率的表达式为k=μg ;

(4)取 $g { = } 9 . 8 0 \mathsf { m } / \mathsf { s } ^ { 2 }$ ,由绘出的f﹣m图线求得μ= 0.38 (保留2位有效数字)

参考答案

(1) 2.75; (2) 如图所示; (3) μ(M+m)g;μg; (4) 0.38(0.37﹣0.41 均正确)

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【考点】M9:探究影响摩擦力的大小的因素

【专题】13:实验题;31:定性思想;32:定量思想;43:推理法;524:摩擦力专题

【分析】(1)根据弹簧秤的读数规则进行读数;

(2)观察图,看看哪些点没有画出来,进行描点,然后画图;

(3)根据滑动摩擦力可确定出摩擦力与动摩擦因数间的关系;根据图象得出图象的斜率;

(4)根据第三问可以得出f与m的关系式,进而计算出摩擦因数。

【解答】解:(1)由图可以看出,弹簧秤的指针在 2.70 和 2.80 之间,读数为2.75N;

(2)图中确定m=0.05kg 和m=0.20kg时的点,通过描点后,画图如图所示

> ③f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 $\scriptstyle \mathsf { f } = \mu \ ( \mathsf { M } + \mathsf { m } ) \ \mathsf { g } ;$ k的表达式为k=μg;

> ④由图象可以得出斜率为 $k = \frac { 2 . 9 3 - 2 . 0 } { 0 . 2 5 - 0 . 0 1 } = 3 . 7 5$ ,所以 $u = \frac { 1 5 } { 9 } = \frac { 3 . 7 5 } { 9 . 8 } = 0 . 3 8$

故答案为:(1)2.75;(2)如图所示;③μ(M+m)g;μg;④0.38(0.37﹣0.41 均正确)

【点评】本题考查了动摩擦因数的测量,在计算的过程中,描点法绘图,并从中得出斜率是关键,可以从中计算出摩擦因数;在数据处理时注意图象法的准确应用。

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