實(shí)驗(yàn)得到最大摩擦力的大小Fm=μN(yùn),其中N是接觸面間的壓力,μ為摩擦因數(shù)。如圖所示,截面為直角三角形ABC的斜面體,在直角的頂點(diǎn)處安裝一個(gè)定滑輪,質(zhì)量相同的兩個(gè)物塊P、Q分別放在AC和BC斜面上,并用輕繩跨過(guò)定滑輪相連。若BC面是光滑的,不計(jì)定滑輪的摩擦,AC面與水平方向成α角,為了使兩物塊能靜止在斜面體上,物塊P與AC面間的摩擦因數(shù)μ應(yīng)滿足什么條件?

解:設(shè)物塊的質(zhì)量為m,BC面光滑,輕繩對(duì)Q的拉力為

F=mgcosα① 

物塊P受四力:重力mg,斜面AC的彈力N、斜面AC的靜摩擦力F,繩的拉力F,如下圖所示。

(1)當(dāng)α>45°時(shí),下滑力mgsinα>F,物塊P有沿斜面下滑的趨勢(shì),f方向沿斜面向上,如圖所示。

使P靜止,有

mgsinα=f+F                                                             ②

f<μN(yùn)=μmgcosα                                                         ③

①②③聯(lián)立得

μ>tanα-1

(2)當(dāng)α<45°時(shí),下滑力mgsinα<F,物塊P有沿斜面上滑的趨勢(shì),f方向沿斜面向下。

使P靜止,有

mgsinα+f=F                                                            ④ 

①③④聯(lián)立得

μ<1-tanα。


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?濟(jì)南一模)(1)用圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn).
①為了消除長(zhǎng)木板與小車間摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,必須在長(zhǎng)木板遠(yuǎn)離滑輪的一端下面墊一塊薄木板,反復(fù)移動(dòng)薄木板的位置,直至不掛砂桶時(shí)小車能在長(zhǎng)木板上做
勻速直線
勻速直線
運(yùn)動(dòng).
②掛上砂桶后,某同學(xué)只改變小車的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量.他根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的幾組數(shù)據(jù)作出圖乙的a-m圖象,請(qǐng)根據(jù)圖乙在答題卡上的圖丙中作出a-
1
m
圖象.

③根據(jù)圖丙,可判斷本次實(shí)驗(yàn)中小車受到的合外力大小為
0.06
0.06
N.
(2)某物理實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值.可選用器材的代號(hào)和規(guī)格如下:
電流表A1(量程250mA,內(nèi)阻r1=5Ω,)
電流表A2(量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Ω)
待測(cè)電阻R(阻值約為100Ω)
滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω)
蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻,r約為1Ω)
單刀單擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干
①小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖1所示,但兩只電表的符號(hào)沒(méi)有明確.請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖2所示的實(shí)驗(yàn)器材在答題卡上按電路原理圖連成實(shí)驗(yàn)電路,并在電表下方的虛線框內(nèi)標(biāo)明兩只電表的符號(hào).

②他們需要直接測(cè)量的物理量是
兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2
兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2
用所測(cè)物理量表示待測(cè)電阻的計(jì)算式為Rx=
I1
I2-I1
r1
I1
I2-I1
r1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)
Ⅰ.某同學(xué)做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,小車在橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行.用一條橡皮筋時(shí)對(duì)小車做的功記為W,當(dāng)用2條、3條…,完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致.實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出.實(shí)驗(yàn)中木板水平放置,小車在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車速度最大時(shí),關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說(shuō)法正確的是
 

A.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
B.橡皮筋恰好恢復(fù)原長(zhǎng)
C.小車恰好運(yùn)動(dòng)到兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
D.小車已超過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
Ⅱ.探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一,有同學(xué)通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與哪些因素有關(guān).他以圓形砂輪為研究對(duì)象,研究其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與質(zhì)量、半徑、角速度的具體關(guān)系.砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)測(cè)得其角速度ω,然后讓砂輪脫離動(dòng)力,用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下,設(shè)尺子與砂輪間的摩擦力大小恒為
10
π
牛(不計(jì)轉(zhuǎn)軸與砂輪的摩擦),分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪,使其以不同的角速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到數(shù)據(jù)如下表所示:
(1)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系式為
 
(比例系數(shù)用k表示).
(2)以上實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了物理學(xué)中的一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)方法是
 

半徑r/cm 質(zhì)量m/kg 角速度ω(rad/s) 圈數(shù) 轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek/J
4 1 2 8
4 1 3 18
4 1 4 32
4 2 2 16
4 3 2 24
4 4 2 32
8 1 2 16
12 1 2 24
16 1 2 32
Ⅲ.測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí),采用如圖2所示的裝置,圖中長(zhǎng)木板水平固定.
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電火花計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上.調(diào)整定滑輪高度,使
 

(2)已知重力加速度為g,測(cè)得木塊的質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m,木塊的加速度為a,則木塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)
μ=
 

(3)如圖3為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出.從紙帶上測(cè)出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.則木塊加速度大小a=
 
 m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)某同學(xué)用傳感器來(lái)探究摩擦力,他的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①將力傳感器接入數(shù)據(jù)采集器,再連接到計(jì)算機(jī)上;
②將一質(zhì)量m=3.75kg的木塊置于水平桌面上,用細(xì)繩將木塊和傳感器連接起來(lái);
③打開(kāi)計(jì)算機(jī),使數(shù)據(jù)采集器工作,沿水平方向緩慢拉動(dòng)細(xì)繩,木塊運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止拉動(dòng);
④將實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示出如圖所示的圖象.下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)說(shuō)法,其中正確的是
 

A.0~6s內(nèi)木塊一直受到靜摩擦力的作用
B.最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小
C.木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.08
D.木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.11.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

乙實(shí)驗(yàn)小組用圖9提供的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

在“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中,需要用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)情況,如圖9所示。給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提供的電源是        (選填序號(hào))

A.4節(jié)干電池     

B.3節(jié)蓄電池

C.學(xué)生電源4 V~6 V,交流輸出

D.學(xué)生電源4 V~6 V,直流輸出

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上,紙帶連接在小車上并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔;

②平衡摩擦力,在長(zhǎng)木板的左端下面墊上木塊反復(fù)移動(dòng)木塊的位置直到小車在斜面上保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

③將一根橡皮筋按圖7方式連接在小車上,調(diào)整小車位置,在彈性限度內(nèi)使橡皮筋的形變大一些,記下小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的位置。

④接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,待打點(diǎn)聲音平穩(wěn)后釋放小車,得到一條打了一系列印痕的紙帶,在紙帶上標(biāo)明所對(duì)應(yīng)的橡皮筋條數(shù)。

⑤測(cè)出紙帶上打點(diǎn)均勻部分的最大點(diǎn)間距,并求出最大間隔對(duì)應(yīng)的平均速度,這就是小車的最大速度vm

⑥改變橡皮筋的條數(shù),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。把橡皮筋條數(shù)n和對(duì)應(yīng)的最大速度的平方vm2記錄在表格內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

1

2

3

4

5

6

橡皮筋條數(shù)

1

2

3

4

5

6

小車最大速度的平方vm2/m2·s-2

vm12

vm22

vm32

vm42

vm52

vm62

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟回答下列問(wèn)題:

a.采用平衡摩擦力的方法可使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)要說(shuō)明判斷小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)比較精確的方法。

答:                                                                   

                                  

b.實(shí)驗(yàn)步驟⑥,“改變橡皮筋的條數(shù),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)”中,各個(gè)橡皮筋是以串聯(lián)方式還是并聯(lián)方式接在小車上?

答:                。

c.在上述實(shí)驗(yàn)中,每一次實(shí)驗(yàn),不同數(shù)量的橡皮筋對(duì)小車做功的大小不能直接測(cè)量,需要轉(zhuǎn)化成另一個(gè)量表示。請(qǐng)你說(shuō)明不同數(shù)量的橡皮筋對(duì)小車做功的大小用什么量表示?在用此量表示時(shí),需要注意什么?

答:                                                                     

                                   。

d.采用什么方法尋找橡皮筋對(duì)小車做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系?

答:                                                                 。

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同步練習(xí)冊(cè)答案