专题52 测量动摩擦因数实验（原卷版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十章力学创新实验

专题 52 测量动摩擦因数实验

第一部分知识点精讲

一、.力学创新型实验的特点

(1)以基本的力学模型为载体,依托运动学规律和力学定律设计实验.

(2)将实验的基本方法——控制变量法、处理数据的基本方法——图像法、逐差法融入到实

验的综合分析之中.

（3）实验器材的等效与替换

（i）.用气垫导轨代替长木板:应调整导轨水平,不必平衡摩擦力.

（ii）.用光电门、频闪相机代替打点计时器.

（iii）.用电子秤或已知质量的钩码等代替弹簧测力计.

2.创新实验题的解法

(1)根据题目情境,提取相应的力学模型,明确实验的理论依据和实验目的,设计实验方案.

(2)进行实验,记录数据,应用原理公式或图像法处理实验数据,结合物体实际受力情况和理论

受力情况对结果进行误差分析.

二、近五年高考物理创新实验题的特点

1．源于教材但不拘泥于教材

分析近五年全国卷实验题发现，全部实验题均“源于教材而不拘泥于教材，源于经典

实验而发展经典实验”，高度体现了 2017 年版课程标准提出的“注重体现物理学科本质，

培养学生物理学科核心素养”的理念和“科学探究”为主体的实验评价方式。

2．创设情境引导学生设计与创新

实验设计已成为高考题的亮点，这类试题以“某同学”“某小组”为主角创设一个新

的实验目的，但深入研究会发现，提供的实验器材和运用的基本原理都是学生熟悉的，只

是需要学生深入理解每一个器材的作用、每一个原理的意义，才能完成设计。这类试题要

求学生深入理解教材中实验所涉及的每一个知识、方法、原理，并能够在新的实验目的下

迁移、重组并应用。

总之，实验题的原理和方法均源于《课程标准》要求的实验，但试题更加注重在新情

境下的迁移与应用，在考查基础知识的基础上更加注重创新思维能力的考查。

三、指向深度探究的实验复习的必要性

传统的实验复习，学生大多缺少真实体验探究的机会，教师“说”、学生“背”实验

的现象普遍存在，即使做实验，也是学生根据教师提供的实验器材，按照规定的实验步骤

进行程式化操作，学生很少经历自主设计实验的机会。纸笔训练和测试成为常见的强化实

验复习的主要手段，显然，这样的复习方式不利于学生迁移与应用能力的提高，更不利于

学生创新思维能力的培养。

所以，实验复习应该以教材中的实验为抓手，引导学生经历深度探究，亲身体验物理

知识的应用价值，进而主动理解知识、掌握方法、形成观念。

四、指向深度探究的实验复习策略

教材中的每一个实验必然是基于观察和实验提出问题、形成猜想和假设(即实验目的)，

并进一步设计实验与制订方案(即实验原理)，最后基于证据得出结论并给出解释(实验步骤、

数据处理、误差分析)。高三的实验复习中，只有引导学生再次经历探究过程，才能引发学

生关于实验设计思想的深度思考，如果在高考中遇见新的实验题目，才能自主完善设计。

所以，对待每一个实验，都要引导学生深入研究实验目的、实验原理、综合考虑实验原则

来设计思路，完善实验方案。

测定动摩擦因数实验一般结合在“测量做直线运动物体的瞬时速度”“探究加速度与

物体受力、物体质量的关系”或“探究平抛运动的特点”等实验中考查。实验的原理是：

利用打点计时器等器材测出物体做匀变速运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算动摩擦

因数，或者利用平衡条件、动能定理或能量守恒定律等计算动摩擦因数。

实验方法创新思维实验原理

将研究运动物体转化为研究

静止物体

利用F弹＝Ff＝μFN求μ

让物块先做加速直线运动，

当重物掉到地面上之后物块

做匀减速直线运动

匀减速运动中，利用逐差法

求加速度，利用F＝μmg＝m

a进一步求 μ

将动摩擦因数的测量转化为

角度的测量

利用a＝gsin θ－μgcos θ求μ

(a通过逐差法求解)

将动摩擦因数的测量转化为

加速度的测量

利用

B2－

A2＝2as 和动力学

知识得到μ＝

将动摩擦因数转化为速度的

测量，并营造多过程切入水

平滑动情景

A→B过程中，机械能守恒；

C→D过程中，物块Q做平

抛运动；B→C过程中，对物

块Q只有摩擦力做功，利用

Wf＝EkC－EkB，进一步求 μ

第二部分最新高考题精选

1.（5分）（2021 高考全国甲卷）为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴

有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为 α的斜面（已知

sinα=0.34，cosα=0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜

块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得 5个连续相等时间间隔（每个时间间隔

△T＝0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离 Si（i＝1，2，3，4，5），如下表所示。

S1S 2 S 3 S 4 S 5

5.87cn 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm

由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为_______m/s2，小铜块与瓷砖表面间的

动摩擦因数为_________。（结果均保留 2位有效数字，重力加速度大小取 9.80m/s2）

2．（2019 全国理综 II 卷22）（5分）

如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、

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