2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練七 第1課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新.doc
《2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練七 第1課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練七 第1課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新.doc(22頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練七 第1課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 專題定位 高考對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查,主要有以下十一個(gè)實(shí)驗(yàn):①研究勻變速直線運(yùn)動(dòng);②探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系;③驗(yàn)證力的平行四邊形定則;④驗(yàn)證牛頓第二定律;⑤探究做功和物體速度變化的關(guān)系;⑥驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律;⑦測(cè)定金屬絲的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器);⑧描繪小燈泡的伏安特性曲線;⑨測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻;⑩練習(xí)使用多用電表;?傳感器的簡(jiǎn)單使用. 高考除了對(duì)課本中原有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查外,還增加了對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的考查,利用學(xué)生所學(xué)過的知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)方法加以重組,來完成新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的考查將逐步取代對(duì)課本中原有的單純學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考查. 應(yīng)考策略 1.熟知各種器材的特性.2.熟悉課本實(shí)驗(yàn), 抓住實(shí)驗(yàn)的靈魂——實(shí)驗(yàn)原理,掌握數(shù)據(jù)處理的方法,熟知兩類誤差分析. 第1課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 考向1 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系 例1 (xx新課標(biāo)Ⅱ23)某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長(zhǎng)度(圈數(shù))的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示:一均勻長(zhǎng)彈簧豎直懸掛,7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度.設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí),各指針的位置記為x0;掛有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí),各指針的位置記為x.測(cè)量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù),取重力加速度為9.80 m/s2).已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60,整個(gè)彈簧的自由長(zhǎng)度為11.88 cm. 圖1 P1 P2 P3 P4 P5 P6 x0(cm) 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x(cm) 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n 10 20 30 40 50 60 k(N/m) 163 56.0 43.6 33.8 28.8 (m/N) 0.006 1 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7 (1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整:________;________. (2)以n為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫出—n圖像. 圖2 (3)圖2中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn).若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k=________ N/m;該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長(zhǎng)度l0(單位為m)的關(guān)系表達(dá)式為k=________ N/m. 解析 (1)根據(jù)胡克定律有mg=k(x-x0),解得k== N/m≈81.7 N/m,≈0.012 2 m/N. (2)-n圖像如圖所示 (3)根據(jù)圖像可知,k與n的關(guān)系表達(dá)式為k= N/m,k與l0的關(guān)系表達(dá)式為k= N/m. 答案 (1)81.7 0.012 2 (2)見解析圖 (3)(在~之間均可) (在~之間均可) 以題說法 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法: (1)列表法 將測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入設(shè)計(jì)好的表格之中,可以分析兩物理量間的定性關(guān)系. (2)圖象法 根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行作圖.若是曲線應(yīng)平滑,若是直線要讓盡量多的點(diǎn)過直線.或在直線兩側(cè)均勻分布. (3)函數(shù)法 往往是根據(jù)圖象得到物理量間的函數(shù)關(guān)系方程式. 如圖3為“測(cè)量彈簧勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,彈簧的上端固定在鐵架臺(tái)上,下端裝有指針及掛鉤,指針恰好指向一把豎直立起的毫米刻度尺.現(xiàn)在測(cè)得在掛鉤上掛上一定數(shù)量鉤碼時(shí)指針在刻度尺上的讀數(shù)如下表: 圖3 鉤碼數(shù)n 0 1 2 3 4 5 刻度尺讀數(shù) xn(cm) 2.62 4.17 5.70 7.22 8.84 10.43 已知所有鉤碼的質(zhì)量可認(rèn)為相同且為m0=50 g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8 m/s2.請(qǐng)回答下列問題: (1)請(qǐng)根據(jù)表格數(shù)據(jù)計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k=____ N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)考慮到在沒有掛鉤碼時(shí)彈簧自身有重量,測(cè)量的彈簧勁度系數(shù)k的值與真實(shí)值相比較____________(填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”). 答案 (1)32 (2)沒有影響 解析 (1)根據(jù)胡克定律k(x-x0)=nm0g,代入數(shù)據(jù)求k,再求平均得k=32 N/m;(2)因在計(jì)算彈力時(shí)把彈簧自身的重量引起的形變量減去了,故彈簧自身有重量對(duì)測(cè)量值沒有影響. 考向2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 例2 (xx江蘇11)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則. (1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖4所示,O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置,兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí),拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn);一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí),拉力F3的方向過P3點(diǎn).三個(gè)力的大小分別為:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N.請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力. 圖4 (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn),小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對(duì)橡皮筋彈性的影響. 實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O點(diǎn),下端N掛一重物.用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)N,在白紙上記錄下N的軌跡.重復(fù)上述過程,再次記錄下N的軌跡. 圖5 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖6所示.過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn),則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為________. 圖6 (3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn),可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有哪些?________(填寫選項(xiàng)前的字母) A.橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比 B.兩次受到的拉力相同時(shí),橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng) C.兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí),橡皮筋第2次受到的拉力較大 D.兩次受到的拉力相同時(shí),拉力越大,橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng). 解析 (1)作出的圖示如圖所示. (2)重物受力情況如圖所示,由于重力不變,兩次實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋拉力T的方向相同,故水平拉力F大小相等,即Fa=Fb. (3)根據(jù)題圖可知,選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤. (4)橡皮筋拉伸不宜過長(zhǎng),選用新橡皮筋等可減小誤差. 答案 (1)見解析圖(F合=4.6~4.9 N都算對(duì)) (2)Fa=Fb (3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜過長(zhǎng);選用新橡皮筋(或:拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的彈簧) 以題說法 1.本實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)是“力作用效果的等效性”. 2.對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟中兩個(gè)分力和合力的大小和方向的確定也是考查的重點(diǎn). 有同學(xué)利用如圖7所示的裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個(gè)光滑的滑輪A和B,將繩子打一個(gè)結(jié)點(diǎn)O,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí),根據(jù)鉤碼的個(gè)數(shù)讀出三根繩子的拉力FTOA、FTOB和FTOC,回答下列問題: 圖7 (1)改變鉤碼個(gè)數(shù),實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿傻氖莀_______. A.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N2=2,N3=4 B.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N3=3,N2=4 C.鉤碼的個(gè)數(shù)N1=N2=N3=4 D.鉤碼的個(gè)數(shù),N1=3,N2=4,N3=5 (2)在拆下鉤碼和繩子前,應(yīng)該做好三個(gè)方面的記錄: ________________________________________________________________________; ________________________________________________________________________; ________________________________________________________________________. 答案 (1)BCD (2)標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置 鉤碼的個(gè)數(shù)N1、N2、N3 OA、OB、OC三段繩子的方向 解析 (2)為驗(yàn)證平行四邊形定則,必須通過作受力圖.所以先明確受力點(diǎn),其次要作出力的方向并讀出力的大小,最后作出力的圖示.因此要做好記錄,需從力的三要素角度出發(fā):需記錄O點(diǎn)的位置;鉤碼的個(gè)數(shù)N1、N2、N3;拉力FTOA、FTOB、FTOC的方向. 考向3 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 例3 如圖8所示為“探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖.圖中A為小車,質(zhì)量為m1,連接在小車后面的紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B,它們均置于一端帶有定滑輪的足夠長(zhǎng)的木板上,P的質(zhì)量為m2,C為彈簧測(cè)力計(jì),實(shí)驗(yàn)時(shí)改變P的質(zhì)量,讀出測(cè)力計(jì)不同讀數(shù)F,不計(jì)繩與滑輪之間的摩擦. 圖8 (1)下列說法正確的是( ) A.一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板必須保持水平 B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車 C.實(shí)驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1 D.測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終為 (2)如圖9為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出.由此可求得小車的加速度的大小是________ m/s2.(交流電的頻率為50 Hz,結(jié)果保留二位有效數(shù)字) 圖9 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測(cè)量得到的a—F圖象,可能是下列哪個(gè)選項(xiàng)中的圖象( ) 解析 (1)該實(shí)驗(yàn)要平衡摩擦力,故A錯(cuò)誤;拉力可由測(cè)力計(jì)示數(shù)獲得,故不要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;由于重物向下加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律:m2g-2F=m2a,解得:F=,故D錯(cuò)誤;故選B. (2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2,有:a=0.50 m/s2. (3)若沒有平衡摩擦力,則當(dāng)0<F≤Ff時(shí),a=0.也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0,所以該同學(xué)測(cè)得的a-F圖象可能是選項(xiàng)C中的圖象. 答案 (1)B (2)0.50 (3)C 以題說法 新課標(biāo)《考試大綱》規(guī)定的六個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中有四個(gè)涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)、驗(yàn)證牛頓第二定律、探究做功和物體速度變化的關(guān)系和驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.這類實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要掌握紙帶的分析處理方法,對(duì)于紙帶常有以下三大應(yīng)用. 1.由紙帶確定時(shí)間 要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系,便于測(cè)量和計(jì)算,一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),這樣時(shí)間間隔為Δt=0.025 s=0.1 s. 2.求解瞬時(shí)速度 利用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.如圖10所示,打n點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vn= 圖10 3.用“逐差法”求加速度 如圖11所示,a= 圖11 有些實(shí)驗(yàn)用光電門代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來完成瞬時(shí)速度和加速度的測(cè)量,具體做法如下: (1)求瞬時(shí)速度:把遮光條(寬度為d)通過光電門的時(shí)間Δt內(nèi)的平均速度看做物體經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度,即v=. (2)求加速度:若兩個(gè)光電門之間的距離為L(zhǎng),則利用速度與位移的關(guān)系可求加速度,即a=. 某同學(xué)利用如圖12甲所示裝置來研究加速度與力的關(guān)系.他將光電門1和2分別固定在長(zhǎng)木板的A、B兩處,換用不同的重物通過細(xì)線拉同一小車(小車質(zhì)量約為200克),每次小車都從同一位置由靜止釋放. 圖12 (1)長(zhǎng)木板右端墊一物塊,其作用是用來_______________________; (2)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為________ cm; (3)對(duì)于所掛重物的質(zhì)量,以下取值有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________.(填選項(xiàng)前字母) A.1克 B.5克 C.10克 D.40克 (4)現(xiàn)用該裝置來探究功與速度變化的關(guān)系,關(guān)閉光電門2,測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門1的時(shí)間Δt,通過描點(diǎn)作出線性圖象,應(yīng)作出________圖象.(填選項(xiàng)前字母) A.Δt-m B.Δt2-m C.m- D.m- 答案 (1)平衡摩擦力 (2)0.52 (3)BC (4)D 解析 (1)長(zhǎng)木板右端墊一物塊,調(diào)整后可以使小車的下滑分力與受到的摩擦力平衡. (2)從游標(biāo)卡尺讀出:5 mm+20.1 mm=5.2 mm=0.52 cm. (3)應(yīng)使拉力遠(yuǎn)小于小車的重力,這時(shí)拉力才接近重物的重量,但如果選A,由于拉力太小,不容易觀察,因此不能選A,只能選B、C. (4)實(shí)際驗(yàn)證的是mgh=Mv2,而v=,由于做出的圖象為直線,因此應(yīng)該做出m-圖象. 考向4 探究動(dòng)能定理 例4 (xx天津9(2))某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,將細(xì)繩一端拴在小車上,另一端繞過定滑輪,掛上適當(dāng)?shù)你^碼,使小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng),以此定量探究繩拉力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系.此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等.組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖13所示. 圖13 ①若要完成該實(shí)驗(yàn),必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些________. ②實(shí)驗(yàn)開始時(shí),他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行.他這樣做的目的是下列的哪個(gè)________(填字母代號(hào)). A.避免小車在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生抖動(dòng) B.可使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰 C.可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運(yùn)動(dòng) D.可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力 ③平衡摩擦力后,當(dāng)他用多個(gè)鉤碼牽引小車時(shí),發(fā)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)過快,致使打出的紙帶上點(diǎn)數(shù)較少,難以選到合適的點(diǎn)計(jì)算小車速度,在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下,請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)的器材提出一個(gè)解決辦法:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. ④他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些.這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號(hào)). A.在接通電源的同時(shí)釋放了小車 B.小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近 C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D.鉤碼做勻加速運(yùn)動(dòng),鉤碼重力大于細(xì)繩拉力 解析?、俦緦?shí)驗(yàn)需要知道小車的動(dòng)能,因此還需要用天平測(cè)出小車的質(zhì)量,用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)跡之間的長(zhǎng)度,求出小車的瞬時(shí)速度. ②牽引小車的細(xì)繩與木板平行的目的是在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車受的合力,選項(xiàng)D正確. ③在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下要減小小車加速度可以增加小車的質(zhì)量,故可在小車上加適量砝碼(或鉤碼). ④當(dāng)小車在運(yùn)動(dòng)過程中存在阻力時(shí),拉力做正功和阻力做負(fù)功之和等于小車動(dòng)能的增量,故拉力做功總是要比小車動(dòng)能增量大一些;當(dāng)鉤碼加速運(yùn)動(dòng)時(shí),鉤碼重力大于細(xì)繩拉力,此同學(xué)將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功,則拉力做功要比小車動(dòng)能增量大,故只有C、D正確. 答案?、倏潭瘸?、天平(包括砝碼) ②D?、劭稍谛≤嚿霞舆m量砝碼(或鉤碼)?、蹸D 以題說法 明確實(shí)驗(yàn)原理往往是解決實(shí)驗(yàn)問題的關(guān)鍵,該實(shí)驗(yàn)的一些操作和要求與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)類似,可以進(jìn)行知識(shí)與方法的遷移.學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)方法加以重組,完成新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì). 在探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組組裝了一套如圖14所示的裝置,拉力傳感器固定在小車上,一端與細(xì)繩相連,用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小.穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶與小車尾部相連接,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T,實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下: 圖14 (1)平衡小車所受的阻力:不掛鉤碼,調(diào)整木板右端的高度,用手輕推小車,直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列________的點(diǎn). (2)測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M,按圖組裝好儀器,并連接好所需電路,將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,先接通拉力傳感器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,然后__________,打出一條紙帶,關(guān)閉電源. (3)在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如圖15所示,在紙帶上按打點(diǎn)先后順序依次取O、A、B、C、D、E等多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)間的距離分別用hA、hB、hC、hD、hE、……表示,則小車和拉力傳感器在計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式為____________________,若拉力傳感器的讀數(shù)為F,計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)過程中,細(xì)繩拉力對(duì)小車所做功的表達(dá)式為______________. 圖15 (4)某同學(xué)以A點(diǎn)為起始點(diǎn),以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)動(dòng)能的增量ΔEk為縱坐標(biāo),以A點(diǎn)到各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)拉力對(duì)小車所做的功W為橫坐標(biāo),得到一條過原點(diǎn)的傾角為45的直線,由此可以得到的結(jié)論是__________________________. 答案 (1)間距相等 (2)釋放小車 (3) F(hD-h(huán)A) (4)外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化量 解析 (1)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能在紙帶上打出一系列間隔均勻的點(diǎn)時(shí),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),受力平衡. (2)在組裝好實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,再釋放小車. (3)D點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于CE段的平均速度,即vD=,故打下D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EkD=Mv=;拉力對(duì)小車做的功為W=F(hD-h(huán)A). (4)因圖線是一條過原點(diǎn)的直線且直線的傾角為45,可得出方程式ΔEk=W,故可得結(jié)論:外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化量. 考向5 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 例5 為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖16所示.當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間,所用的光電門傳感器可測(cè)的最短時(shí)間為0.01 ms.將具有很好擋光效果的寬度為d=3.810-3 m的黑色磁帶貼在透明直尺上.實(shí)驗(yàn)時(shí),將直尺從一定高度由靜止釋放,并使其豎直通過光電門.某同學(xué)測(cè)得各段黑色磁帶通過光電門的時(shí)間Δti與圖中所示的高度差Δhi,并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理,結(jié)果如下表所示(表格中M為直尺質(zhì)量,取g=9.8 m/s2). 圖16 Δti(10-3 s) vi= (ms-1) ΔEi=Mv -Mv Δhi(m) MgΔhi 1 1.21 3.13 2 1.15 3.31 0.58M 0.06 0.58M 3 1.00 3.78 2.24M 0.23 2.25M 4 0.95 4.00 3.10M 0.32 3.14M 5 0.90 0.41 (1)從表格中數(shù)據(jù)可知,直尺上磁帶通過光電門的瞬時(shí)速度是利用vi=求出的,請(qǐng)你簡(jiǎn)要分析該同學(xué)這樣做的理由是: ________________________________. (2)請(qǐng)將表格中的數(shù)據(jù)填寫完整. (3)通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:________________________________________________. (4)根據(jù)該實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你判斷下列ΔEk-Δh圖象中正確的是( ) 解析 (1)瞬時(shí)速度等于極短時(shí)間或極短位移內(nèi)的平均速度,故直尺上磁帶通過光電門的瞬時(shí)速度可利用vi=求出. (2)第5點(diǎn)速度為v5==≈4.22 m/s. 從第5點(diǎn)到第1點(diǎn)間動(dòng)能的增加量為ΔEk=Mv-Mv=M(4.222-3.132)≈4.01M. 從第5點(diǎn)到第1點(diǎn)間重力勢(shì)能的減少量為ΔEp=MgΔh5=M9.80.41≈4.02M. (3)從表中數(shù)據(jù)可知,在誤差允許的范圍內(nèi),重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量. (4)根據(jù)動(dòng)能定理可知:MgΔh=ΔEk,故ΔEk-Δh的圖象是一條過原點(diǎn)的直線,故C正確. 答案 (1)瞬時(shí)速度等于極短時(shí)間或極短位移內(nèi)的平均速度 (2)4.22 4.01M 4.02M (3)在誤差允許的范圍內(nèi),重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量 (4)C 以題說法 本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法 方法1:利用起點(diǎn)和第n點(diǎn):驗(yàn)證ghn=v. 方法2:任取較遠(yuǎn)兩點(diǎn)A、B:驗(yàn)證ghAB=v-v. 方法3:圖象法. 如圖17甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī),是英國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德(GAtwood 1746-1807)創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.某同學(xué)對(duì)該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,如圖乙所示. 圖17 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí),該同學(xué)進(jìn)行了如下操作: ①將質(zhì)量均為M(A的含擋光片、B的含掛鉤)的重物用繩連接后,跨放在定滑輪上,處于靜止?fàn)顟B(tài).測(cè)量出________________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”)到光電門中心的豎直距離h. ②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C,讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為Δt. ③測(cè)出擋光片的寬度d,計(jì)算有關(guān)物理量,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. (2)如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,應(yīng)滿足的關(guān)系式為________________________(已知重力加速度為g). (3)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因有_________________________________________________ (寫一條即可). (4)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,該同學(xué)突發(fā)奇想:如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機(jī)械能守恒,不斷增大物塊C的質(zhì)量m,重物B的加速度a也將不斷增大,那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系?a隨m增大會(huì)趨于一個(gè)什么值?請(qǐng)你幫該同學(xué)解決: ①寫出a與m之間的關(guān)系式:____________________________________________ (還要用到M和g). ②a的值會(huì)趨于________. 答案 (1)①擋光片中心 (2)mgh=(2M+m)()2 (3)繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等 (4)①a==?、谥亓铀俣萭 解析 (1)、(2)需要測(cè)量系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量,則應(yīng)該測(cè)量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離,系統(tǒng)的末速度為:v=,則系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp=mgh,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為:ΔEk=(2M+m)v2=(2M+m)()2,若系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有:mgh=(2M+m)()2. (3)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功,引起實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因可能有:繩子有一定的質(zhì)量、滑輪與繩子之間有摩擦、重物運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力等. (4)根據(jù)牛頓第二定律得,系統(tǒng)所受的合力為mg,則系統(tǒng)加速度為:a==,當(dāng)m不斷增大,則a趨于g. 11.力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的分析技巧 例6 (10分)用如圖18所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊A與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù).長(zhǎng)木板水平固定,細(xì)線跨過定滑輪與滑塊A、重錘B相連.將細(xì)線拉直,測(cè)出B離地面的高度h,將重錘從h高處?kù)o止釋放,B落地后,測(cè)出A在木板上滑動(dòng)的距離x;改變B釋放高度重復(fù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示. 圖18 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 h/cm 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 x/cm 14.7 22.4 30.3 37.6 44.9 52.4 (1)若測(cè)得A的質(zhì)量mA=3 kg,B的質(zhì)量mB=1 kg,A和B間細(xì)線的長(zhǎng)度L=112.0 cm,木板的長(zhǎng)度l=98.0 cm,要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,以上四個(gè)量中沒有必要測(cè)量的是______(用物理量的符號(hào)表示). (2)作出x隨h變化的圖象. (3)由圖象并結(jié)合(1)中所測(cè)數(shù)值求得滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________. 思維導(dǎo)圖 解析 (1)由題意可知,B距地面的高度h,A在木板上滑行的距離x,A、B的質(zhì)量mA、mB.從靜止釋放讓它們運(yùn)動(dòng)到B著地,根據(jù)動(dòng)能定理得: mBgh-μmAgh=(mA+mB)v2① 從B著地到A停在木板上,根據(jù)動(dòng)能定理得: mAv2=μmAg(x-h(huán))② 由①②解得:μ=③ 可知沒有必要測(cè)量L和l. (2)作出x隨h變化的圖象如圖所示. (3)由③得:x=h 根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得到圖象中直線的斜率 k= 由圖得:k≈1.5 代入數(shù)據(jù)得:=1.5 解得μ=0.2 答案 (1)L、l(2分) (2)見解析圖(4分) (3)0.2(4分) (限時(shí):8分鐘,滿分:10分) (xx廣東34(2))某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量的關(guān)系. ①如圖19(a)所示,將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái),在上端的托盤中依次增加砝碼,測(cè)量相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表,由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=________ N/m.(g取9.8 m/s2) 圖19 砝碼質(zhì)量/g 50 100 150 彈簧長(zhǎng)度/cm 8.62 7.63 6.66 ②取下彈簧,將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖(b)所示,調(diào)整導(dǎo)軌使滑塊自由滑動(dòng)時(shí),通過兩個(gè)光電門的速度大小________. ③用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x;釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v,釋放滑塊過程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為________. ④重復(fù)③中的操作,得到v與x的關(guān)系如圖(c),由圖可知,v與x成________關(guān)系.由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:對(duì)同一根彈簧,彈性勢(shì)能與彈簧的________成正比. 答案 ①50?、谙嗟取、刍瑝K的動(dòng)能?、苷取嚎s量的二次方 解析 ①加50 g砝碼時(shí),彈簧彈力F1=mg=k(l0-l1),加100 g砝碼時(shí)F2=2mg=k(l0-l2),ΔF=F2-F1=k(l1-l2),則k≈49.5 N/m,同理由加100 g砝碼和加150 g砝碼的情況可求得k′≈50.5 N/m,則勁度系數(shù)==50 N/m. ②使滑塊通過兩個(gè)光電門時(shí)的速度大小相等,就可以認(rèn)為滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng). ③彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能. ④圖線是過原點(diǎn)的直線,所以v與x成正比,整個(gè)過程彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,即E彈=Ek=mv2,彈性勢(shì)能與速度的二次方成正比,則彈性勢(shì)能與彈簧壓縮量x的二次方成正比. (限時(shí):45分鐘) 1.(xx全國(guó)大綱22)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動(dòng).在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中,用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖1所示.拍攝時(shí)頻閃頻率是10 Hz,通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s.數(shù)據(jù)如下表所示.重力加速度大小g=9.80 m/s2. 圖1 單位:cm x1 x2 x3 x4 h s 10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00 根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空: (1)物塊的加速度a=________ m/s2(保留3位有效數(shù)字) (2)因?yàn)開_______,可知斜面是粗糙的. 答案 (1)4.30 (2)a- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題訓(xùn)練七 第1課時(shí) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新 2019 年高 物理 二輪 復(fù)習(xí) 專題 訓(xùn)練 課時(shí) 力學(xué) 實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新
鏈接地址:http://italysoccerbets.com/p-2600860.html