(2016·湖南郴州二模)如下图示的器材是:木质轨道(其倾斜部分倾角较大,水平部分足够长)、小铁块、两枚图钉、一根细线、一个万能量角器(万能角度尺又被称为角度规、游标角度尺和万能量角器,它是利用游标卡尺读数原理来直接测量工件角度或进行划线的一种角度量具,其主尺刻线每格为1°,游标的刻线总与主尺相差1°,如游标为30格是取主尺的29°等分,其读数方法与游标卡尺一样)。只用上述器材就可以测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数。实验步骤是:
(1)将小铁块从倾斜轨道上的一固定位置由静止释放,让小铁块能下滑到水平轨道上。
(2)由图钉把细线钉在小铁块的起、终点处并拉直。
(3)用万能量角器测量 。(先用文字说明再用字母表示)那么测得小铁块与木质轨道间的动摩擦因数可表示为μ=____ 。
(4)若万能量角器的示数如图所示,则所测角度的读数为
【参考答案】:(3)细线与水平面之间的夹角θ, tanθ
(4)46°30’ (或46.5°)
【名师解析】设倾斜平面与水平面夹角为α,倾斜轨道上的一固定位置到最低点在水平面投影长度为L1,由动能定理,mg L1tanα-μmgcosα·L1/cosα-μmg(L- L1)=0,
设h= L1tanα,解得μ=h/L。
用万能量角器测量细线与水平面之间的夹角θ,则μ=tanθ。
根据游标卡尺读数规则,则所测角度的读数为46°30’ (46.5°)。
静摩擦力概念:
当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动的趋势时,受到的阻碍相对运动趋势的力,叫静摩擦力。
静摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动趋势。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
静摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。
静摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动运动趋势。
1、静摩擦力概念:当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动的趋势时,受到的阻碍相对运动趋势的力,叫静摩擦力。
2、静摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动趋势。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
3、静摩擦力的方向:总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。
判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同。然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向。
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向。
4、静摩擦力的大小:
①与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm,但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
5、静摩擦力的作用效果:总是阻碍物体间的相对运动运动趋势。
判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同。然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向。
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向。
静摩擦力的大小:
①与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm,但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
判定摩擦力有无及方向的方法:
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