《2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 專題復習篇七 力學實驗練習（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 專題復習篇七 力學實驗練習（含解析）（38頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、力學實驗要點提煉1.力學實驗的主要思想方法(1)等效法：等效法是將復雜(或抽象)的物理問題轉換為熟知(或形象)的物理問題的方法。例如：驗證動量守恒定律的實驗中，將小球的動量關系等效轉換為小球的質量與水平位移乘積間的關系；驗證力的平行四邊形定則的實驗中，用合力與分力效果相同來檢驗定則是否成立；在測量微小長度的儀器中，螺旋測微器利用等效的思想把微小的直線位移轉化為角位移并在較大的圓周上對其進行顯示等。(2)控制變量法：所謂控制變量法，就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其中一些條件按照特定的要求發(fā)生變化或不發(fā)生變化。例如：驗證牛頓第二定律等。(3)描跡法：把
2、瞬息即逝的現(xiàn)象(位置、軌跡、圖像)記錄下來，以便從容地測量、比較、研究的方法。例如：打點計時器打下紙帶、頻閃照片等。2實驗數(shù)據的處理方法(1)列表法：在記錄和處理數(shù)據時，將數(shù)據列成表格的處理方法。優(yōu)點：數(shù)據列表可以簡單而又明確地表示各物理量之間的關系，有助于找出物理量之間的規(guī)律性的聯(lián)系。注意事項：寫明表的標題或加上必要的說明。必須交代清楚表中各符號所表示的物理量的意義，并寫明單位。表中的數(shù)據是正確反映測量結果的有效數(shù)字。(2)平均值法：將測得的多組數(shù)據通過運算求得多個運算結果，將運算結果取算術平均值的處理方法。優(yōu)點：可減小偶然誤差，但對減小系統(tǒng)誤差無效。注意事項：取平均值時按測量儀器的精確程度
3、決定保留的有效數(shù)字位數(shù)。注意對測量數(shù)據是應先取平均值再運算還是應先運算再對結果取平均值。(3)作圖法：通過建立平面直角坐標系，將測得的一系列數(shù)據在坐標系中描點、連線，進而利用圖線斜率、在坐標軸上的截距、與坐標軸所圍面積等獲得實驗結果的方法。優(yōu)點：直觀、簡便，有取平均的效果。容易得出結果、找出規(guī)律，還可剔除錯誤數(shù)據。注意事項：描點時要注意每個坐標軸代表的物理量和單位。用平滑的線連線時不一定能通過所有的數(shù)據點，但要使盡可能多的點落在線上，不能落在線上的點均勻分布在線的兩側，離線較遠的點可舍棄。在圖上求直線的斜率時，要選取線上相距較遠的兩點，不一定要取原來測得的數(shù)據點。作圖時常設法使圖線線性化，即“
4、化曲為直”。要使作出的圖線大致分布在整個坐標圖紙上。3測速度的方法4測加速度的方法物理考試大綱規(guī)定的七個力學實驗，包括研究勻變速直線運動、探究彈力和彈簧伸長的關系、驗證力的平行四邊形定則、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律、驗證動量守恒定律。這些實驗都離不開力、長度、速度或加速度的測量，其中長度的測量可用刻度尺、游標卡尺或螺旋測微器，速度、加速度的測量用紙帶法、光電門法等測量，力的測量用測力計、力傳感器等。高考考向1紙帶、光電門類實驗命題角度1紙帶類實驗例1(2019江蘇高考)某興趣小組用如圖1所示的裝置驗證動能定理。(1)有兩種工作頻率均為50 Hz的打點計時器供實驗選用：A
5、電磁打點計時器B電火花打點計時器為使紙帶在運動時受到的阻力較小，應選擇_(選填“A”或“B”)。(2)保持長木板水平，將紙帶固定在小車后端，紙帶穿過打點計時器的限位孔。實驗中，為消除摩擦力的影響，在砝碼盤中慢慢加入沙子，直到小車開始運動。同學甲認為此時摩擦力的影響已得到消除。同學乙認為還應從盤中取出適量沙子，直至輕推小車觀察到小車做勻速運動?？捶ㄕ_的同學是_(選填“甲”或“乙”)。(3)消除摩擦力的影響后，在砝碼盤中加入砝碼。接通打點計時器電源，松開小車，小車運動。紙帶被打出一系列點，其中的一段如圖2所示。圖中紙帶按實際尺寸畫出，紙帶上A點的速度vA_ m/s。(4)測出小車的質量為M，再測
6、出紙帶上起點到A點的距離為L。小車動能的變化量可用EkMv算出。砝碼盤中砝碼的質量為m，重力加速度為g。實驗中，小車的質量應_(選填“遠大于”“遠小于”或“接近”)砝碼、砝碼盤和沙子的總質量，小車所受合力做的功可用WmgL算出。多次測量，若W與Ek均基本相等則驗證了動能定理。解析(1)電磁打點計時器打點時運動的紙帶受到的阻力較大，而電火花打點計時器打點時運動的紙帶所受阻力較小，故選B。(2)由于剛開始運動，拉力等于最大靜摩擦力，而最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，故平衡摩擦力的兩種看法中，乙同學正確。(3)取與A點相鄰的兩點，用毫米刻度尺測出兩點之間的距離，如圖所示，可測得x1.24 cm。用這一
7、段的平均速度表示A點的瞬時速度，則vA m/s0.31 m/s。(4)由題意知，本實驗用砝碼、砝碼盤和沙子的總重力大小表示小車受到的拉力大小，故要求小車的質量應遠大于砝碼、砝碼盤和沙子的總質量。答案(1)B(2)乙(3)0.31(0.300.33都算對)(4)遠大于(1)高考涉及的紙帶類實驗廣義的紙帶類實驗除打點計時器紙帶外，還包括頻閃照相、滴水法等。高考中涉及“紙帶”的實驗包括：研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒定律、驗證動量守恒定律，以及測量重力加速度、測量動摩擦因數(shù)等創(chuàng)新實驗。(2)紙帶問題的兩個關鍵點區(qū)分計時點和計數(shù)點：計時點是指打點計時器在紙帶上打下的
8、點，計數(shù)點是指測量和計算時在紙帶上所選取的點。要注意“每五個點取一個計數(shù)點”與“每隔四個點取一個計數(shù)點”的取點方法是一樣的。涉及打點計時器的實驗均是先接通打點計時器的電源，待打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶。備課記錄： 11(2019全國卷)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探究。物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是_點。在打出C點時物塊的速度大小為_ m/s(保留三位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為_ m/s2(保留兩位
9、有效數(shù)字)。答案A0.2330.75解析物塊加速下滑，因此打點間距逐漸增大，故先打出A點。打C點時物塊的速度大小vC m/s0.233 m/s。物塊下滑的加速度大小a m/s20.75 m/s2。12(2020河南省高三段考)某同學利用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律。他在打好點的紙帶中挑選出一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示。把打下的第一個點記作0，從0點后某個點開始，依次記為1、2、3，分別測出各個計時點到0點的距離，已標在圖乙中，已知打點計時器打點周期T0.02 s，當?shù)刂亓铀俣却笮9.80 m/s2，回答下列問題。(1)這五個數(shù)據中有一個不符合測量讀數(shù)要求，該數(shù)據是_(填圖乙中的數(shù)據，
10、不用寫單位)。(2)改正(1)中不符合測量讀數(shù)要求的數(shù)據后，通過該紙帶上的數(shù)據，可得出重物下落的加速度a_ m/s2。(3)若重物的質量為0.5 kg，從開始下落到打第4個標記點時，重物的機械能損失為_ J。(結果保留兩位有效數(shù)字)(4)在處理紙帶時，測出各點的速度v后，描繪v2h(各點到0點的距離)圖象如圖丙所示，若選取的重物質量較大而密度不是很大，所受空氣阻力會隨重物的速度增大而明顯增大，則v2h圖象可能是A、B、C中的_。答案(1)12.4(2)9.75(3)0.010(4)C解析(1)根據有效數(shù)字規(guī)則可知，五個數(shù)據中，應保留兩位小數(shù)，其中數(shù)據12.4 cm不符合測量讀數(shù)要求。(2)根據
11、逐差法，利用紙帶求解加速度，t0.02 s，a102 m/s29.75 m/s2。(3)重物做勻加速直線運動，一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，打第4個標記點的瞬時速度為：v4 m/s1.94 m/s；下落過程中動能增加量為：Ekmv0.9409 J；重力勢能減少量為：Epmgh40.59.8019.41102 J0.9511 J；則機械能損失為：EEpEk0.010 J。(4)空氣阻力隨重物的速度增大而明顯增大，下落相同的高度h時，阻力做功逐漸增大，動能增加量減小，速度平方的增加量減小，故C正確。命題角度2 光電門類實驗例2(2019四川南充三診)氣墊導軌上相隔一定距離的兩處安裝有
12、兩個光電傳感器A、B，A、B間距為L，滑塊P上固定一遮光條，P與遮光條的總質量為M，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據后與計算機相連?；瑝K在細線的牽引下向左加速運動，遮光條經過光電傳感器A、B時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象。(1)實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼)置于氣墊導軌上，輕推滑塊，當圖乙中的t1_t2(選填“”“ADEm1OPm1OMm2ONm1OP2m1OM2m2ON2(2)天平、刻度尺(3)甲是利用平拋射程間接代替速度，乙是直接求出速度解析(1)實驗中，斜槽軌道末端必須水平，以保證小球能做平拋運動，故選A；為保證兩球發(fā)生正
13、碰，兩球必須等大，即r1r2；為防止入射球反彈，則入射球的質量要大于被碰球的質量，即m1m2；要驗證動量守恒定律，即驗證：m1v1m1v2m2v3，小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，上式兩邊同時乘以t得：m1v1tm1v2tm2v3t，即m1OPm1OMm2ON，因此需要完成的必要操作步驟是A、D、E。若兩小球相碰前后動量守恒，則：m1OPm1OMm2ON；若碰撞是彈性碰撞，則還可以寫出表達式為m1vm1vm2v，即m1OP2m1OM2m2ON2，即m1OP2m2OM2m2ON2。(2)完成上述實驗步驟需要的實驗器材有天平和刻度尺；碰撞前后滑塊A的速度分別
14、為：vA0；vA1；碰撞后滑塊B的速度為：vB；則要驗證的關系是：mAvA0mAvA1mBvB，即；兩滑塊碰撞過程中損失的機械能為：EmAv。(3)甲是利用平拋射程間接代替速度，乙是利用遮光板通過光電門的時間直接求出速度。高考考向3力學創(chuàng)新型實驗命題角度1實驗目的創(chuàng)新測定動摩擦因數(shù)例5(2019全國卷)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50 Hz的交流電源、紙帶等。回答下列問題：(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使3
15、0。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9.80 m/s2，可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為_(結果保留兩位小數(shù))。解析(1)鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用，受力分析如圖。由牛頓第二定律得：mgsinFNma且FNmgcos聯(lián)立以上兩式解得。(2)由逐差法求鐵塊加速度：a m/s21.97 m/s2代入，得0.35。答案(1)(2)0.35測定動摩擦因數(shù)的實驗一般結合在“研究勻變速直線運動”“驗證牛頓運動定律”或“探究動能定理”等實驗中考查。實驗的
16、原理是：利用打點計時器等器材測出物體做勻變速直線運動的加速度，再利用牛頓第二定律計算動摩擦因數(shù)，或者利用平衡條件、動能定理或能量守恒定律等計算動摩擦因數(shù)。實驗方法創(chuàng)新思維實驗原理將研究運動物體轉化為研究靜止物體利用F彈FfFN求讓物塊先做加速運動，當重物掉到地面上之后物塊做勻減速直線運動減速運動中，利用逐差法求加速度，利用Fmgma進一步求將動摩擦因數(shù)的測量轉化為角度的測量利用agsingcos求(a通過逐差法求解)將動摩擦因數(shù)的測量轉化為加速度的測量利用vv2as求加速度，再利用動力學知識得到備課記錄： 51(2018全國卷)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
17、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)據在下表中給出，其中f4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/N2.152.362.55f42.93回答下列問題：(1)f4_ N。(2)在圖c的坐標紙上補齊未畫出的數(shù)據點并繪出fm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_，fm圖線(直線)的斜率的表達式k_。(4)取
18、g9.80 m/s2，由繪出的fm圖線求得_。(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)2.75(2)圖見解析(3)(Mm)gg(4)0.41解析(1)指針在2.7與2.8之間，估讀為2.75 N。(2)描點畫線注意讓所有點均勻分布在線上或線的兩側，作圖如圖所示。(3)木塊受到的是滑動摩擦力，根據滑動摩擦力的定義知f(Mm)g?；喛傻茫篺(Mm)g(g)mMg，所以圖象的斜率kg。(4)取g9.80 m/s2，取圖象上相距較遠的兩點求斜率，k4，則0.41。52(2019江西南昌二模)物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。實驗裝置如圖甲所示。一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定
19、滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接。打點計時器使用的交流電源的頻率為50 Hz，開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始向右運動，在紙帶上打出一系列小點。(1)圖乙中給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，計數(shù)點間的距離如圖乙所示。根據圖中數(shù)據計算滑塊的加速度a_ m/s2(保留三位有效數(shù)字)。(2)為測量動摩擦因數(shù)，還需要測量的物理量有_(填入所選物理量前的字母)。A木塊的長度LB木板的質量m1C滑塊的質量m2D托盤和砝碼的總質量m3E滑塊運動的時間t(
20、3)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)_(用上述物理量的符號表示，重力加速度為g)。答案(1)0.497(2)CD(3)解析(1)每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點，說明相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T0.1 s，由逐差法可得：a m/s20.497 m/s2。(2)對托盤和砝碼，由牛頓第二定律得：m3gTm3a，對滑塊，有：Tfm2a，滑動摩擦力：fm2g，解得：，要測得動摩擦因數(shù)，需要測出滑塊的質量m2與托盤和砝碼的總質量m3，故選C、D。(3)由(2)分析可知，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為：。命題角度2 實驗目的創(chuàng)新測定重力加速度例6(2019全國卷)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
21、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0.1 s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ab24.5 cm、ac58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g_ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)解析(1)利用頻閃照片測重力加速度時需要測量小球下落的距離，因此實驗中還必須使用米尺，A正確。(2)將米尺豎直放置，小球靠近米尺下落，從照片上直接讀出小球下落的距
22、離。(3)根據sgT2得重力加速度大小g m/s29.7 m/s2。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重力加速度的測定是力學實驗的創(chuàng)新熱點，常見方案有以下幾種：備課記錄： 61(2019河北衡水中學三模)如圖甲所示為阿特武德機的示意圖，它是早期測量重力加速度的器械，由英國數(shù)學家和物理學家阿特武德于1784年制成。他將質量均為M的兩個重物用不可伸長的輕繩連接后，放在光滑的輕質滑輪上，處于靜止狀態(tài)。再在一個重物上附加一質量為m的小物塊，這時，由于小物塊的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運動，測出加速度。完成一次實驗后，換用不同質量的小物塊，重復實驗，測出不同m
23、時系統(tǒng)的加速度。(1)所產生的微小加速度可表示為a_(用M、m、重力加速度g表示)。(2)若選定如圖甲所示左側重物從靜止開始下落的過程進行測量，想要求出重物的質量M，則需要測量的物理量有_。A小物塊的質量mB重物下落的距離及下落這段距離所用的時間C繩子的長度D滑輪半徑(3)經過多次重復實驗，得到多組a、m數(shù)據，作出圖象，如圖乙所示，已知該圖象斜率為k，縱軸截距為b，則可求出當?shù)氐闹亓铀俣萭_，并可求出每個重物質量M_。答案(1)(2)AB(3)解析(1)根據牛頓第二定律得：(mM)gT(mM)a，TMgMa，解得：a。(2)根據hat2，則有：g，所以需要測量的物理量有：小物塊的質量m，重物
24、下落的距離及下落這段距離所用的時間。故A、B正確。(3)因為a，則，知圖線斜率k，b，解得g，M。62(2019西安二模)某實驗小組利用如圖甲所示裝置測定當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值。實驗開始時，小鋼球被電磁鐵吸引靜止不動，光電門位于鋼球的下方，二者的中心處在同一豎直線上。將此時鋼球球心位置記為A點，光電門中心位置記為O點，AO間距離為h。(1)使用螺旋測微器測定小鋼球的直徑如圖乙所示，可知鋼球直徑大小為d_ mm。(2)斷開電磁鐵開關，小鋼球由靜止開始下落，下落過程中通過位于O點處的光電門，由數(shù)字計時器記錄鋼球通過光電門的時間t，可由表達式v_得到小鋼球球心通過光電門時的瞬時速度。(3)將光電門向下
25、移動一小段距離后，重新釋放小鋼球，記錄小鋼球通過光電門時數(shù)字計時器顯示的時間t和此時光電門與O點間距離x；重復上述步驟，得到若干組t和x的數(shù)值；在x坐標中描點連線，得到如圖丙所示直線并計算出其斜率大小為1.6105，根據此斜率值，可以得到當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值為_ m/s2。答案(1)11.000(2)(3)9.68解析(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為11 mm，可動刻度讀數(shù)為0.010.0 mm0.000 mm，則d11.000 mm。(2)根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，小鋼球通過光電門的速度表達式為v。(3)依據運動學位移與速度公式，則有：2g(hx)，整理得，x，而x圖象的斜率大
26、小為k1.6105，那么g m/s29.68 m/s2。閱卷現(xiàn)場分析實驗原理出錯例7(2017北京高考)(18分)如圖1所示，用質量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。(1)打點計時器使用的電源是_(選填選項前的字母)。A直流電源 B交流電源(2)實驗中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是_(選填選項前的字母)。A把長木板右端墊高 B改變小車的質量在不掛重物且_(選填選項前的字母)的情況下，輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運動，表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響。A計時器不打點 B計時器打點(
27、3)接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O。在紙帶上依次取A、B、C若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C各點到O點的距離為x1、x2、x3如圖2所示。實驗中，重物質量遠小于小車質量，可認為小車所受的拉力大小為mg。從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W_，打B點時小車的速度v_。(4)以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據作出如圖3所示的v2W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達式為_。根據功與能的關系，動能的表達式中可能包含v2這個因子；分析實驗結果的單位關系，與圖線斜率有關的物理量應是_。(5)假設已經完全消除了摩擦力和其
28、他阻力的影響，若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件，則從理論上分析，圖4中正確反映v2W關系的是_。正解(1)打點計時器使用交變電流，故應選用交流電源。(2)平衡摩擦力和其他阻力時采用墊高長木板右端，使小車的重力的分力與摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打點時振針與紙帶之間的摩擦，故需要在打點狀態(tài)下判斷是否達到平衡要求。(3)由做功公式知：Wmgx2；利用勻變速直線運動中間時刻的速度等于本段時間內的平均速度知，B點速度等于AC段的平均速度，vB。(4)根據圖線，關系式寫為v2kWb，在直線上取兩點，如(1.4102,0.07)(8102,0.38)，代入上式，解得k4.7，b0.004，在作圖誤
29、差允許的范圍內，表達式可寫為v24.7W。把功的單位用基本單位表示，JNmkgm2s2，容易得出與圖線斜率有關的物理量單位為kg1，故與圖線斜率有關的物理量應是質量。(5)若重物質量m不滿足遠小于小車質量M，則繩子對小車的拉力實際不等于重物的重力，由mg(Mm)a和FMa知Fmg，由動能定理得：mv2Fx，v2xx，而Wmgx，故v2W，則實際v2W圖線的斜率k，重物質量m與小車質量M不變，速度雖然增大，但斜率不變，選項A正確。答案(1)B(2分)(2)A(2分)B(2分)(3)mgx2(2分)(2分)(4)v24.7W(4.6W4.8W均認為正確)(2分)質量(2分)(5)A(4分)錯解(1
30、)因電磁打點計時器接在學生電源上，學生電源已經將220 V的交流電變成了直流電，故選A。(2)平衡摩擦力和其他阻力時采用墊高長木板右端，使小車的重力的分力與摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打點時振針與紙帶之間的摩擦，故需要在打點狀態(tài)下判斷是否達到平衡要求。(3)由做功公式知：Wmgx2；利用勻變速直線運動中間時刻的速度等于本段時間內的平均速度知，B點速度等于AC段的平均速度，vB。(4)根據已給出的v2 W圖象可以判斷為正比例函數(shù)圖象，所以函數(shù)關系方程設定為v2kW形式，在直線上選定一點為(3102,0.15)，解之得k5 kg1。則方程為v25W，把功的單位用基本單位表示，JNmkgm2s2
31、，容易得出與圖線斜率有關的物理量單位為kg1，故與圖線斜率有關的物理量應是質量。(5)若重物質量m不滿足遠小于小車質量M，則繩子對小車的拉力實際不等于重物的重力，由mg(Mm)a和FMa知Fmg，由動能定理得：mv2Fx，v2xx，而Wmgx，則實際v2W圖線的斜率k，隨著重物質量m的增大，斜率k變小，所以D正確。答案(1)A(扣2分)(2)A(2分)B(2分)(3)mgx2(2分)(2分)(4)v25W(扣2分)質量(2分)(5)D(扣4分)本題的錯誤往往容易出現(xiàn)在下列幾個方面：(1)對打點計時器的工作原理沒有理解清楚，只是死記硬背，在用時往往出現(xiàn)錯誤。(2)從題目給出的v2W圖象來看，肯定
32、是條直線，但是過不過原點就未可知了。因此，在設定直線方程時要設成一次函數(shù)式，不應設成正比例函數(shù)式。但是不管是一次函數(shù)式還是正比例函數(shù)式，它們的斜率都是相同的，均為k。(3)判斷v2W圖象關系時推導出v2W后，聯(lián)想到探究“加速度與力的關系”時，隨著m增大，a與F有類似的關系，所以圖象向下彎曲，從而錯選D。專題作業(yè)1(2019長沙二模)某探究小組為了研究小車的直線運動，用自制的“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖甲所示。實驗時，保持桌面水平，讓小車在外力的作用下運動一段時間，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖乙記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置及它們之間的距離。已知滴水計時器
33、從滴出第1個水滴開始計時，到滴出第26個水滴共用時10 s。(結果均保留兩位有效數(shù)字)(1)水滴從滴到位置1至滴到位置6用時_ s。(2)小車運動過程的加速度大小為_ m/s2；水滴滴到位置5時，小車的速度大小為_ m/s。答案(1)2.0(2)0.100.35解析(1)滴水計時器從滴出第1個水滴開始計時，到滴出第26個水滴共用時10 s，則滴水周期為T s0.4 s。所以水滴從滴到位置1至滴到位置6用時為t50.4 s2.0 s。(2)根據saT2可求得a m/s20.10 m/s2，根據中間時刻的速度等于平均速度可求得水滴滴到位置5時，小車的速度大小為v5103 m/s0.35 m/s。2
34、(2019北京石景山高三統(tǒng)一測試)橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內伸長量x與彈力F成正比，即Fkx，k的值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關，理論與實驗都證明kY，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學中稱之為楊氏模量。(1)在國際單位中，楊氏模量Y的單位應為()AN Bm CN/m DN/m2(2)某同學通過實驗測得該橡皮筋的一些數(shù)據，作出了外力F與伸長量x之間的關系圖象如圖所示，由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k_ N/m。(3)若橡皮筋的原長為10.0 cm，橫截面積為1.0 mm2，則該橡皮筋的楊氏模量Y的大小是_(只填數(shù)字，單位取(1)中正確單位，結果保留兩位有效數(shù)字)。答案(1)D(2)5
35、00(3)5.0107解析(1)由題意知Y，故Y的單位是N/m2，故選D。(2)橡皮筋的勁度系數(shù)是Fx圖象的斜率，由圖象得k N/m500 N/m。(3)根據楊氏模量公式知Y N/m25.0107 N/m2。3(2018江蘇高考)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
36、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2MD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?，F(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(1)時間測量是人為操作快慢和讀數(shù)問題帶來的誤差，所以屬于偶
37、然誤差。(2)由于自由落體運動的加速度較大，下落H高度的時間較短，為了減小測量時間的實驗誤差，就要使重錘下落的時間長一些，因此系統(tǒng)下降的加速度要小，所以小鉤碼的質量要比重錘的質量小很多。(3)為了消除滑輪的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重錘1上，輕拉重錘放手后若系統(tǒng)做勻速運動，則表示平衡了阻力。(4)根據牛頓第二定律有mg(Mm0mM)a，又Hat2，解得g。4(2018天津高考)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5 N的彈簧測力計兩個，橡皮條(帶兩個較長的細繩套)，刻度尺，圖釘(若干個)。(1)具體操作前，同學們提出了如下關于實驗操作的建議，其中正確
38、的是_。A橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上B重復實驗再次進行驗證時，結點O的位置可以與前一次不同C使用彈簧測力計時，施力方向應沿彈簧測力計軸線；讀數(shù)時視線應正對彈簧測力計刻度D用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個彈簧測力計時的拉力(2)該小組的同學用同一套器材做了四次實驗，白紙上留下的標注信息有結點位置O、力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點，如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是_。答案(1)BC(2)B解析(1)為了使實驗結果更具有普遍性，在實驗過程中不應讓橡皮條的拉力方向具有特殊的角度或位置，A錯誤；只要每一組實驗時用一個力和用兩個力拉的效果相同即可，即結點O的位置相同，不需要每次實驗時結點O的位置都相同，B正確；使
2020屆高考物理二輪復習 專題沖刺 專題復習篇七 力學實驗練習（含解析）
