測動摩擦因數(shù)、測重力加速度和測反應時間一、測重力加速度1. 利用數(shù)碼相機的連拍功能測重力加速度（ 2019年高考全國3卷第22題）甲乙兩位同學設計了利用數(shù)碼相機的連拍功能測重力加速度的實驗。實驗中，甲同學負責釋放金屬小球，乙同學負責在小球自由下落的時候拍照。已知相機每間隔0.1s拍1幅照片。（1）若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實驗中還必須使用的器材是 。（填正確答案標號）A.米尺B.秒表C.光電門D.天平（2）簡述你選擇的器材在本實驗中的使用方法。答： （3）實驗中兩同學由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5cm、ac=58.7cm，則該地的重力加速度大小為g=_m/s2。（保留2位有效數(shù)字）【答案】（1）A（2）將米尺豎直放置，使小球下落時盡量靠近米尺。（3）9.7【解析】（3）2.用重錘測量重力加速度g某同學利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪，兩端各懸掛一只質量為M的重錘實驗操作如下：用米尺量出重錘1底端距地面的高度H；在重錘1上加上質量為m的小鉤碼；左手將重錘2壓在地面上，保持系統(tǒng)靜止釋放重錘2，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間；重復測量3次下落時間，取其平均值作為測量值t請回答下列問題（1）步驟可以減小對下落時間t測量的 （選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差（2）實驗要求小鉤碼的質量m要比重錘的質量M小很多，主要是為了 （A）使H測得更準確（B）使重錘1下落的時間長一些（C）使系統(tǒng)的總質量近似等于2M（D）使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等（3）滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差現(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做?（4）使用橡皮泥改進實驗后，重新進行實驗測量，并測出所用橡皮泥的質量為m0用實驗中的測量量和已知量表示g，得g= 【答案】（1）偶然（2）B（3）在重錘1上粘上橡皮泥，調整橡皮泥質量直至輕拉重錘1能觀察到其勻速下落（4）【解析】（4）推導公式：根據(jù)牛頓定律，設細線拉力為F，重錘1一端：有，因為平衡了滑輪的摩擦阻力，所以力中沒有，而質量中有。這一點容易錯。重錘2一端，解得又，得，解得3.用滴水法測量重力加速度大?。?）學生課外實驗小組使用如圖所示的實驗裝置測量重力加速度大小。實驗時，他們先測量分液漏斗下端到水桶底部的距離s；然后使漏斗中的水一滴一滴地下落，調整閥門使水滴落到桶底發(fā)出聲音的同時，下一滴水剛好從漏斗的下端滴落；用秒表測量第1個水滴從漏斗的下端滴落至第n個水滴落到桶底所用的時間t。A. 重力加速度大小可表示為g=_ (用s、n、t表示)；B. 如果某次實驗中，s=0.90m，n=30，t=13.0s， 則測得的重力加速度大小g= m/s2； (保留2位有效數(shù)字)C. 寫出一條能提高測量結果準確程度的建議：?！敬鸢浮?，9.6，適當增大n?！窘馕觥?，可解得。（2）利用水滴下落可以測出當?shù)氐闹亓铀俣?。調節(jié)水龍頭，讓水一滴一滴地流出，在水龍頭的正下方放一盤子，調節(jié)盤子的高度，使一個水滴碰到盤子時恰好有另一水滴從水龍頭開始下落，而空中還有一個正在下落中的水滴。測出水龍頭到盤子間距離為，再用秒表測時間，以第一個水滴離開水龍頭開始計時，到第個水滴落在盤中，共用時間為，則重力加速度?！敬鸢浮俊窘馕觥浚琓為水滴從開始下落到落到盤中的時間，則，代入得g=.4. 使用打點計時器測量當?shù)氐闹亓铀俣取Ｕ埻瓿梢韵轮饕獙嶒灢襟E：按圖（a）安裝實驗器材并連接電源；豎直提起系起有重物的紙帶，使重物 （填“靠近”或“遠離”）計時器下端； ， ，使重物自由下落；關閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復實驗。（b）和（c）是實驗獲得的兩條紙帶，應選取 （填“b”或“c”）來計算重力加速度。在實驗操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結果仍小于當?shù)刂亓铀俣?，主要原因是空氣阻力?。 【答案】（1） 靠近 。 接通電源 ， 釋放紙帶 ，（2） b 摩擦阻力 .【解析】（1）重物靠近打點計時器才能打更多的點。要先接通電源，后釋放紙帶，才能在紙帶上打更多的點，否則，將有一段紙帶空白。（2）從紙帶可以看出，b紙帶重物做加速運動，c紙帶重物先加速后減速，所以選b紙帶。二、測動摩擦因數(shù)5. 測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)（2019年高考全國2卷第22題）如圖（a），某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有：鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：（1）鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)= （用木板與水平面的夾角、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示）（2）某次實驗時，調整木板與水平面的夾角=30°。接通電源。開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點為計數(shù)點（每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出）。重力加速度為9.8 m/s2?？梢杂嬎愠鲨F塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 （結果保留2位小數(shù)）。【答案】（1） （2）0.35 【解析】（1）根據(jù)牛頓定律，得=1.97m/s26 .測量木塊與木板之間的摩擦因數(shù)某同學用圖（a）所示的裝置測量木塊與木板之間的摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊之間的細線保持水平，在木塊上放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板，當木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時，彈簧秤的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中的值從圖（b）中彈簧秤的示數(shù)讀出。砝碼的質量m/kg0.050.100.150.200.25滑動摩擦力f/N2.152.362.552.93回答下列問題（1）=_N（2）在圖（c）的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線；（3）f與m、木塊質量M、木板和木塊之間的滑動摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關系式f=_，f-m圖線（直線）的斜率的表達式k=_;（4）取g=9.80 m/，由繪出的f-m圖線求得（保留2位有效數(shù)字）【答案】（9分）（1）2.75 （2）如圖所示 （3）（M+m）g g （4）0.40【解析】，所以圖象的斜率。從圖象求出斜率k，代入公式即得。7.某學生用圖（a）所示的實驗裝置測量物塊與斜面的動摩擦因數(shù)。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖（b）所示，圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離。（1）物塊下滑時的加速度a=m/s2，打C點時物塊的速度v=m/s;（2）已知重力加速度大小為g，為求出動摩擦因數(shù)，還必須測量的物理量是（填正確答案標號）A 物塊的質量 B 斜面的高度 C 斜面的傾角【答案】（1）3.25； 1.79； （2）C 【解析】（1）物塊下滑時的加速度a=打C點時物塊的速度v=（2），所以，所以不用測物塊的質量m，要測斜面的傾角。三、測人的反應時間8.測量人的反應時間甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下：（1）甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準備用手指夾住下落的尺。（2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應時間為_（用L、L1和g表示）。（3）已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反應時間為_s。（結果保留2位有效數(shù)字）（4）寫出一條提高測量結果準確程度的建議：_?！敬鸢浮浚?） （2）0.20 （3） 多次測量取平均值；初始時乙的手指盡可能接近尺子。【解析】因為尺子的零刻度在最上端（乙手指在L處），所以尺子下落的高度為L-L1,根據(jù)自由落體運動公式，有，所以。9.同學們利用如題6圖1所示方法估測反應時間。首先，甲同學捏住直尺上端，使直尺保持豎直狀態(tài)，直尺零刻度線位于乙同學的兩指之間。當乙看見甲放開直尺時，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度讀數(shù)為，則乙同學的反應時間為 （重力加速度為）?；谏鲜鲈?，某同學用直尺制作測量反應時間的工具，若測量范圍為00.4s，則所用直尺的長度至少為 cm（取10m/s2）；若以相等時間間隔在該直尺的另一面標記出表示反應時間的刻度線，則每個時間間隔在直尺上對應的長度是 的(選填“相等”或“不相等”).【答案】（1），80，不相等【解析】因為尺子的零刻度在最下端（乙手指在零刻度線處），所以尺子下落的高度為x,根據(jù)自由落體運動公式，有，所以。所用直尺的長度至少為。根據(jù)，有，其中，對于相等的，不相等。10.某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。完成下列填空：（1） 將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；（2） 將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_kg;（3） 將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m（kg）1.801.751.851.751.90（4） 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_N；小車通過最低點時的速度大小為_m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，計算結果保留2位有效數(shù)字）【答案】（2）1.40 (4)7.9 ; 1.4 【解析】從表中數(shù)據(jù)求出m的平均值，小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為.小車的質量根據(jù)向心力公式，有,代入數(shù)據(jù)解得。 10