（通用版）2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 第三板塊 第2講“追根溯源”智取創(chuàng)新實驗——學(xué)會遷移講義（含解析）

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1、（通用版）2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 第三板塊 第2講“追根溯源”智取創(chuàng)新實驗——學(xué)會遷移講義（含解析） 考法 學(xué)法 從近幾年的高考實驗題來看，創(chuàng)新型的題目越來越突出，設(shè)計型實驗的考查將逐步取代對教科書中原有的單純學(xué)生實驗的考查。復(fù)習(xí)本講內(nèi)容時，要注意以下幾點：①熟悉各種實驗器材的原理和使用方法；②熟知基礎(chǔ)實驗，能在基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新與改進；③熟悉物理規(guī)律，能根據(jù)現(xiàn)有的器材設(shè)計實驗，達到實驗?zāi)康摹? 1．實驗器材的等效與替換是實驗考題的主要創(chuàng)新設(shè)計思路之一。從近幾年的高考命題來看，主要有以下幾個方向： (1)用氣墊導(dǎo)軌代替長木板，用光電門或頻閃相機代替打點計時器。 (

2、2)用拉力傳感器代替彈簧測力計。 (3)用鉤碼或已知質(zhì)量的物體代替彈簧測力計。 2．對于實驗器材的替換，解決問題的思維方式不變，需要注意以下幾點： (1)氣墊導(dǎo)軌代替長木板時，應(yīng)調(diào)整導(dǎo)軌水平，不必平衡摩擦力。 (2)拉力傳感器的示數(shù)即為細線對滑塊的拉力，與鉤碼質(zhì)量大小無關(guān)。 (3)用鉤碼或已知質(zhì)量的物體代替彈簧測力計時，鉤碼或物體的重力不一定等于彈簧測力計的讀數(shù)。 命題角度1　用光電門或頻閃相機代替打點計時器 [例1]　某活動小組利用圖甲裝置驗證機械能守恒定律。鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB。用鋼球通過光電門的平均速

3、度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，鋼球直徑為D，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑D，讀數(shù)如圖乙所示，則D＝________cm。 (2)要驗證機械能守恒定律，需要比較________。 A．D2與gh是否相等 B．D2與2gh是否相等 C．D2與gh是否相等 D．D2與2gh是否相等 (3)實際上，鋼球通過光電門的平均速度______(填“＞”或“＜”)鋼球球心通過光電門的瞬時速度，由此產(chǎn)生的誤差______(填“能”或“不能”)通過增加實驗次數(shù)減小。 [解析]　(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則知讀數(shù)為0.8 cm＋0

4、.05 mm×10＝0.850 cm。 (2)由題意知鋼球通過光電門的平均速度等于鋼球球心通過光電門的瞬時速度，即v＝，由機械能守恒定律知mgh＝mD2，所以只要比較D2與2gh是否相等即可，D正確。 (3)由勻變速直線運動規(guī)律知鋼球通過光電門的平均速度等于此過程中中間時刻的瞬時速度，鋼球通過光電門的平均速度小于鋼球球心通過光電門的瞬時速度；由此產(chǎn)生的誤差屬于系統(tǒng)誤差，不能通過增加實驗次數(shù)來減小。 [答案]　(1)0.850　(2)D　(3)＜　不能 命題角度2　用氣墊導(dǎo)軌代替長木板 [例2]　某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理。 (1)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，安裝好實驗器材

5、，從圖中讀出兩光電門中心之間的距離s＝________cm。 (2)測量擋光條的寬度d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時間Δt1和Δt2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實驗，還需要直接測量的一個物理量是_________________________________________________。 (3)該實驗是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量？________(填“是”或“否”) [解析]　(1)光電門1處導(dǎo)軌標(biāo)尺讀數(shù)為：20.0 cm，光電門2處導(dǎo)軌標(biāo)尺讀數(shù)為：70.0 cm， 故兩光電門中心之間的距離s＝70.0 cm－2

6、0.0 cm＝50.0 cm。 (2)由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度?；瑝K通過光電門1的瞬時速度為：v1＝，滑塊通過光電門2的瞬時速度為：v2＝，根據(jù)動能定理需要驗證的關(guān)系式為：Fs＝Mv22－Mv12＝M2－M2，可見還需要測量出M，即滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量。 (3)該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出細繩拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤所受的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。 [答案]　(1)50.0　(2)滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M　(3)否 命題角度3　用鉤碼或已知質(zhì)量的物體代替測力計 [例3]　(

7、2018·商丘五校聯(lián)考)一同學(xué)用電子秤、水壺、細線、墻釘和貼在墻上的白紙等物品，在家中驗證力的平行四邊形定則。 (1)如圖(a)，在電子秤的下端懸掛一裝滿水的水壺，記下水壺________時電子秤的示數(shù)F。 (2)如圖(b)，將三根細線L1、L2、L3的一端打結(jié)，另一端分別拴在電子秤的掛鉤、墻釘A和水壺杯帶上。水平拉開細線L1，在白紙上記下結(jié)點O的位置、_______________和電子秤的示數(shù)F1。 (3)如圖(c)，將另一顆墻釘B釘在與O同一水平位置上，并將L1拴在其上。手握電子秤沿著(2)中L2的方向拉開細線L2，使______________和三根細線的方向與(2)中重合，

8、記錄電子秤的示數(shù)F2。 (4)在白紙上按一定標(biāo)度作出電子秤拉力F、F1、F2的圖示，根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若________________________，則平行四邊形定則得到驗證。 [解析]　(1)要測量裝滿水的水壺所受的重力，需記下水壺靜止時電子秤的示數(shù)F。 (2)要畫出平行四邊形，則需要記錄分力的大小和方向，所以在白紙上記下結(jié)點O的位置的同時也要記錄三根細線的方向以及電子秤的示數(shù)F1。 (3)已經(jīng)記錄了一個分力，還要記錄另一個分力，則結(jié)點O的位置不能變化，力的方向也不能變化，所以應(yīng)使結(jié)點O的位置和三根細線的方向與(2)中重合，記錄電子秤的示數(shù)F2。

9、 (4)根據(jù)平行四邊形定則作出F1、F2的合力F′的圖示，若F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合，則平行四邊形定則得到驗證。 [答案]　(1)靜止　(2)三根細線的方向　(3)結(jié)點O的位置　(4)F和F′在誤差允許的范圍內(nèi)重合 創(chuàng)新點(二)　實驗情景的設(shè)計與創(chuàng)新 近幾年的考題在實驗情景的設(shè)計上進行了較多的創(chuàng)新，不過其考查的實驗原理和實驗處理方法仍然不變，因此，對于創(chuàng)新型實驗的處理，最根本的方法是要把其從新情景中分離出來，找出與常規(guī)實驗的相通之處，然后運用熟悉的實驗原理和數(shù)據(jù)處理方法進行解答。需要考生在常規(guī)實驗的基礎(chǔ)上學(xué)會靈活變通。 命題角度1　用凹形橋模擬器測小車過橋最低點速度 [例1]　

10、某物理小組的同學(xué)設(shè)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＝ 0.20 m)。 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1.00 kg。 (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(cè)。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值如表所示。 序號 1 2 3 4 5 m/kg 1.80 1.75

11、 1.85 1.75 1.90 (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9.80 m/s2，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) [解析]　(2)題圖(b)中托盤秤的示數(shù)為1.40 kg。 (4)小車5次經(jīng)過最低點時托盤秤的示數(shù)平均值為m＝ kg＝1.81 kg。小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為F＝(m－1.00)g＝(1.81－1.00)×9.80 N≈ 7.9 N，由題意可知小車的質(zhì)量為m′＝(1.40－1.00)kg＝0.40 kg，小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力等于橋?qū)π?/p>

12、車的支持力，對小車，在最低點時由牛頓第二定律得F－m′g＝，解得v≈1.4 m/s。 [答案]　(2)1.40　(4)7.9　1.4 命題角度2　測量電動機轉(zhuǎn)動的角速度 [例2]　如圖甲所示為測量電動機轉(zhuǎn)動角速度的實驗裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動機轉(zhuǎn)軸上，在電動機的帶動下勻速轉(zhuǎn)動。在圓形卡紙的旁邊垂直安裝一個改裝的電火花計時器(電火花計時器每隔相同的時間間隔打一個點)。 (1)請將下列實驗步驟按先后排序：____________。 ①使電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸 ②接通電火花計時器的電源，使它工作起來 ③啟動電動機，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動起來 ④關(guān)閉電動機，拆除電火花

13、計時器；研究卡紙上留下的一段點跡(如圖乙所示)，寫出角速度ω的表達式，代入數(shù)據(jù)，得出ω的測量值。 (2)要得到角速度ω的測量值，還缺少一種必要的測量器材，它是________。 A．秒表　　　　　　　　 B．毫米刻度尺 C．圓規(guī) D．量角器 (3)為了避免在卡紙連續(xù)轉(zhuǎn)動的過程中出現(xiàn)打點重疊，在電火花計時器與盤面保持良好接觸的同時，可以緩慢地將電火花計時器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動。則卡紙上打下的點的分布曲線不是一個圓，而是類似一種螺旋線，如圖丙所示。這對測量結(jié)果________(填“有”或“無”)影響。 [解析]　(1)該實驗應(yīng)先將電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸，先使卡片

14、勻速轉(zhuǎn)動后再打點，最后取出卡片進行數(shù)據(jù)處理，故先后順序為①、③、②、④。 (2)要測出角速度，需要測量點跟點間對應(yīng)的圓心角，需要的器材是量角器，故D對。 (3)由于點跟點之間對應(yīng)的圓心角沒變化，則對測量角速度無影響。 [答案]　(1)①③②④　(2)D　(3)無 創(chuàng)新點(三)　實驗結(jié)論的拓展與延伸 命題角度1　由測定加速度延伸為測定交流電的頻率 [例1]　(2016·全國卷Ⅰ)某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。 該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率

15、f，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算。 (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為____________，打出C點時重物下落的速度大小為____________，重物下落的加速度大小為____________。 (2)已測得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________Hz。 [解析]　(1)重物勻加速下落時，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得vB＝＝f(s1＋s2)，v

16、C＝＝f(s2＋s3)，由s3－s1＝2aT2得a＝。 (2)根據(jù)牛頓第二定律，有mg－kmg＝ma，整理得f＝，代入數(shù)據(jù)可得f≈ 40 Hz。 [答案]　(1)f(s1＋s2)　f(s2＋s3)　f2(s3－s1) (2)40 命題角度2　利用平拋運動規(guī)律探究動能定理 [例2]　在“探究動能定理”實驗中，采用如圖甲所示裝置，水平正方形桌面距離地面高度為h，將橡皮筋的兩端固定在桌子邊緣上的兩點，將小球置于橡皮筋的中點，向左移動距離s，使橡皮筋產(chǎn)生形變，由靜止釋放后，小球飛離桌面，測得其平拋的水平射程為L。改變橡皮筋的條數(shù)，重復(fù)實驗。 (1)實驗中，小球每次釋放的位置應(yīng)____

17、____(填“不同”“相同”或“隨意”)。 (2)取橡皮筋對小球做功W為縱坐標(biāo)，為了在坐標(biāo)系中描點得到一條直線，如圖乙所示，應(yīng)選________(填“L”或“L2”)為橫坐標(biāo)。若直線與縱軸的截距為b，斜率為k，可求小球與桌面間的動摩擦因數(shù)為________(使用題中所給符號表示)。 [解析]　(1)每次通過改變橡皮筋的條數(shù)重復(fù)實驗，為使每條橡皮筋對小球做功相同，故小球每次釋放的位置應(yīng)相同。 (2)設(shè)小球飛離桌子邊緣時的速度為v0，則由動能定理得W－μmgs＝mv02，小球飛離桌面后做平拋運動，則有h＝gt2，L＝v0t，解得W＝L2＋μmgs，故若取橡皮筋對小球做功W為縱坐標(biāo)，為了在坐標(biāo)

18、系中描點得到一條直線，應(yīng)選L2為橫坐標(biāo)；由題意可知b＝μmgs，k＝，解得μ＝。 [答案]　(1)相同　(2)L2　 創(chuàng)新點(四)　三種觀點測動摩擦因數(shù) 命題角度1　利用平衡觀點測動摩擦因數(shù) 根據(jù)公式Ff＝μFN，只要測出摩擦力Ff和正壓力FN，即可計算出動摩擦因數(shù)。測量時可測出多組摩擦力和正壓力，畫出Ff-FN圖像，其斜率即為動摩擦因數(shù)。 [例1]　(2018·全國卷Ⅱ)某同學(xué)用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。跨過光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連，滑輪和木塊間的細線保持水平，在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍

19、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f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出。 砝碼的質(zhì)量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 滑動摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 回答下列問題： (1)f4＝________N； (2)在圖(c)的坐標(biāo)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(zhì)量M、木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f＝________，f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k＝________； (4)取g＝9

20、.80 m/s2，由繪出的f-m圖線求得μ＝________。(保留兩位有效數(shù)字) [解析]　(1)由題圖(b)可讀出彈簧秤的示數(shù)f4＝2.75 N。 (2)f-m圖線如圖所示。 (3)摩擦力表達式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg。 (4)圖線的斜率k＝＝ N/kg＝3.9 N/kg，解得μ≈0.40。 [答案]　(1)2.75　(2)見解析圖　(3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40 命題角度2　利用動力學(xué)觀點測動摩擦因數(shù) 利用紙帶結(jié)合運動學(xué)公式求出物塊的加速度，再利用牛頓第二定律求出合外力，根據(jù)力的合成與分解求出摩擦力，再根據(jù)公式Ff＝μFN求出動摩擦因數(shù)。 [例2

21、]　在測定滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)時，設(shè)計的實驗裝置如圖1所示，進行如下操作：首先用天平測出滑塊的質(zhì)量M＝300 g，將紙帶與滑塊拴接在一起穿過打點計時器，拴接在滑塊另一端的輕繩跨過定滑輪連接一定數(shù)量的質(zhì)量均為m＝100 g的鉤碼，在實驗過程中通過調(diào)節(jié)始終讓輕繩與水平桌面平行。接通電源，由靜止釋放滑塊，讓滑塊在鉤碼的牽引下做加速運動，得到一條紙帶。在紙帶上選取點跡清晰的A點為第一個計數(shù)點，然后每間隔四個點選擇一個計數(shù)點，經(jīng)測量計數(shù)點間的距離如圖2所示。如果該打點計時器的打點周期為T＝0.02 s，重力加速度為g＝10 m/s2?；卮鹣铝袉栴}： (1)由紙帶求出打點計時器打B點時，滑塊的速

22、度為vB＝________m/s。 (2)滑塊的加速度大小為a＝________m/s2。 (3)由以上可知，鉤碼數(shù)量為2個時，該滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝________。(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) [解析]　(1)滑塊做勻變速直線運動，一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，又由題意可知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為t＝5T＝5×0.02 s＝0.1 s，則vB＝AC＝＝ m/s≈0.74 m/s。 (2)利用逐差法可求得滑塊的加速度 a＝ ＝ m/s2≈0.64 m/s2。 (3)對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律可得：2mg－μMg＝(2m＋M)a，代入數(shù)

23、據(jù)解得：μ＝0.56。 [答案]　(1)0.74　(2)0.64(0.63～0.65均可)　(3)0.56 命題角度3　利用能量觀點測動摩擦因數(shù) 物體運動過程中克服摩擦力做功，根據(jù)功能關(guān)系和能量守恒定律可求出克服摩擦力做的功，并進一步求出摩擦力，再利用公式Ff＝μFN求出動摩擦因數(shù)。 [例3]　某同學(xué)用如圖所示裝置測物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)。圖中長木板固定在水平桌面上，光滑的四分之一圓弧軌道與長木板的上表面在O點相切，一豎直標(biāo)尺緊貼圓弧軌道左側(cè)放置，圓弧曲面與標(biāo)尺豎直面相切。 (1)在A點由靜止釋放物塊，物塊經(jīng)圓弧軌道滑上長木板，最后停在a點，在B點由靜止釋放物塊，物塊最后

24、停在長木板上的b點，量出A、B間的高度h，a、b間的距離L，重力加速度為g，則物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝________。 (2)為了減小實驗誤差，多次改變物塊釋放的位置，測出每次物塊釋放的位置離A點的高度h，最后停在長木板上的位置離O點的距離x，作出x-h圖像，則作出的圖像應(yīng)該是________(填“過原點”或“不過原點”)的一條傾斜的直線，求出圖像的斜率k，則物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝__________。 [解析]　(1)由能量守恒可知，mgh＝μmgL，得μ＝。 (2)設(shè)OA間的高度為H，則mg(h＋H)＝μmgx，得x＝h＋H，因此x-h圖線是一條不過原點的傾斜直線，

25、圖線的斜率k＝，得μ＝。 [答案]　(1)　(2)不過原點　 [專題強訓(xùn)提能] 1．將一長為L、質(zhì)量為m的均勻桿繞一端無摩擦地轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動角速度為ω時，桿具有一定的動能Ek，關(guān)于動能Ek的大小同學(xué)們有如下猜想。 甲同學(xué)：把桿當(dāng)成位于其重心處的質(zhì)量為m的質(zhì)點，可能是Ek＝m2＝mω2L2 乙同學(xué)：根據(jù)動能的平均值計算，可能是Ek＝m·＝mω2L2 丙同學(xué)：可能是Ek＝mω2L2 為了驗證猜想，設(shè)計了如圖甲所示的實驗。質(zhì)量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，

26、桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉(zhuǎn)軸O的高度h。 (1)用游標(biāo)卡尺測得桿的直徑d如圖乙所示，則d＝________，A端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為________。 (2)調(diào)節(jié)h的大小并記錄對應(yīng)的速度vA，建立vA2-h坐標(biāo)系，并將實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出，如圖丙所示，試在圖丙中繪出vA2和h的關(guān)系曲線，可得vA和h的關(guān)系式為________________________。 (3)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10 m/s2，結(jié)合圖像分析，可得________(選填“甲”“乙”或“丙”)同學(xué)的猜想是正確的

27、。 解析：(1)游標(biāo)卡尺的主尺刻度讀數(shù)為10 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×4 mm＝0.20 mm，所以最終讀數(shù)為10 mm＋0.20 mm＝10.20 mm＝1.020 cm；根據(jù)速度定義式可得vA＝。 (2)連線如圖，從圖中可以看出，vA2與h是線性關(guān)系，vA2＝30h m2/s2。 (3)根據(jù)機械能守恒定律可得Ek＝mgh，再根據(jù)圖像可得vA2＝30h m2/s2，聯(lián)立解得 Ek＝mvA2＝mω2L2，即丙同學(xué)的猜想是正確的。 答案：(1)1.020 cm　vA＝　(2)見解析圖　vA2＝30h m2/s2　(3)丙 2．某實驗小組用如圖1所示的裝置探究質(zhì)量一定時加速度與

28、力的關(guān)系。用鐵架臺將兩塊固定有定滑輪的木板架起，木板的右端固定了兩個打點計時器，將兩個質(zhì)量相等的小車A、B放置在木板右端，用細線繞過滑輪組后與兩小車相連。兩條紙帶穿過打點計時器后分別與小車連接在一起。將兩個打點計時器接在同一個電源上，確?？蓪⑺鼈兺瑫r打開或關(guān)閉。實驗時，甲同學(xué)將兩小車按住，乙同學(xué)先在動滑輪下方掛上一個鉤碼，再接通電源使打點計時器開始工作。打點穩(wěn)定后，甲將兩輛小車同時釋放。在小車撞到定滑輪前，乙斷開電源，兩打點計時器同時停止工作，取下兩條紙帶，通過分析處理紙帶記錄的信息，可以求出兩小車的加速度，進而完成實驗。請回答以下問題： (1)如圖2為小車A后面的紙帶，紙帶上的0、1、

29、2、3、4、5、6為每隔4個計時點選取的計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間的距離如圖中標(biāo)注，單位為cm。打點計時器所接電源的頻率為50 Hz，則小車A的加速度a1＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。同樣測出小車B的加速度a2，若a1∶a2近似等于________，就可說明質(zhì)量一定的情況下，物體的加速度與力成正比。 (2)丙同學(xué)提出，不需測出兩小車加速度的數(shù)值。只測量出兩條紙帶上從第一個打印點到最后一個打印點間的距離x1、x2，也能完成實驗探究，若x1∶x2近似等于________，也可說明質(zhì)量一定的情況下，物體的加速度與力成正比，理由是________________________

30、___ ________________________________________________________________________。 (3)下列操作中，對減小實驗誤差有益的是________。 A．換用質(zhì)量大一些的鉤碼 B．換用質(zhì)量大一些的小車 C．調(diào)整定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募毦€與木板平行 D．平衡小車運動過程中受到的摩擦力時，將細線與小車連接起來 解析：(1)由題圖2可知，小車A的加速度a1＝，式中T＝0.1 s，代入數(shù)據(jù)可得：a1≈0.48 m/s2，由題圖1可知，小車B受的拉力等于小車A所受拉力的2倍，測出小車B的加速度a2，如果a1∶a2＝1∶2

31、，就可以說明質(zhì)量一定的情況下，物體的加速度與力成正比。 (2)小車從靜止開始運動，紙帶上最初和最末兩個點對應(yīng)小車的運動時間相等，由x＝ at2可知，x與a成正比，即位移之比等于加速度之比。因此只需比較x1與x2的比值近似等于1∶2，就能驗證質(zhì)量一定的情況下，物體的加速度與力成正比。 (3)換用質(zhì)量更大一些的鉤碼，可減小實驗的相對阻力，使得測量更準(zhǔn)確，故A正確；換用質(zhì)量大一些的小車，會增大阻力，加大誤差，故B錯誤；調(diào)整定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募毦€與木板平行，可減小實驗的誤差，故C正確；平衡小車運動時受到的摩擦力時，只讓小車拖著紙帶運動，而不應(yīng)連接細線，故D錯誤。 答案：(1)0.48　

32、1∶2　(2)1∶2　由x＝at2可知，當(dāng)時間t相等時，位移與加速度成 正比　(3)AC 3．現(xiàn)要用圖甲完成“驗證力的平行四邊形定則”實驗：把白紙固定在豎直放置的木板上，白紙上畫有一些同心圓，相鄰兩圓之間的距離為r，圓心O距第一個圓的距離為r，A、B為光滑的滑輪，可沿虛線圓環(huán)滑動，也可固定。CO為豎直方向的一基準(zhǔn)線。 (1)完成下列主要實驗步驟所缺的內(nèi)容： ①用一細繩系住橡皮筋的一端，細繩的另一端固定在C點，橡皮筋的另一端連接兩條細繩，跨過A、B滑輪后各拴一細繩套，分別掛上3個鉤碼和4個鉤碼(每個鉤碼重1 N)，如圖乙所示，適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細繩之間的結(jié)點穩(wěn)定于

33、O點處，記下____________和兩條細繩的方向，取下鉤碼； ②再用一彈簧測力計沿豎直方向把兩細繩與橡皮筋的結(jié)點也拉至O處，如圖丙所示，記下彈簧測力計的讀數(shù)F′＝________N。 (2)若相鄰兩圓環(huán)之間的距離表示1 N，該同學(xué)已經(jīng)在圖丁中作出兩條細繩的拉力F1和F2。請按力的圖示畫法在圖中作出F1和F2的合力F及拉力F′的圖示。 (3)對比F和F′的大小和方向，發(fā)現(xiàn)它們不是完全一致的，其可能的原因是________________________。(填一個原因) (4)在步驟①中“適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細繩之間的結(jié)點穩(wěn)定于O點處”的目的是____________

34、______________________。 解析：(1)①本實驗中用鉤碼所受的重力替代拉力，故在實驗完成后要記錄下兩條細繩上鉤碼的個數(shù)，即相當(dāng)于記錄下了每根細繩所受到的拉力大小。②彈簧測力計的讀數(shù)F′＝ 5.0 N。 (2)所作的圖示如圖所示。 (3)測量存在誤差、作圖不準(zhǔn)、彈簧測力計自身重力的影響、滑輪與細繩之間的摩擦力等。 (4)由于CO是在豎直方向，適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細繩之間的結(jié)點穩(wěn)定于O點處，目的是為了使F1和F2的合力沿豎直方向。 答案：(1)①兩條細繩上鉤碼的個數(shù)?、?.0　(2)見解析圖　(3)見解析　(4)使F1和F2的合力沿豎直方向

35、4．(2019屆高三·邯鄲模擬)如圖甲所示，上表面光滑的楔形木塊A固定在水平放置的壓力傳感器上。某同學(xué)將質(zhì)量不同的小鋼球從斜面頂端由靜止釋放(每次只有一個小鋼球)，記錄小鋼球在斜面上運動時壓力傳感器的示數(shù)，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出壓力傳感器示數(shù)與小鋼球質(zhì)量的關(guān)系圖像，即F-m圖像，如圖乙所示。重力加速度大小取9.8 m/s2，完成下列填空： (1)不同質(zhì)量的小鋼球在斜面上運動的時間________(填“相同”或“不相同”)。 (2)由圖像可得，木塊A的質(zhì)量M＝________kg(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)若斜面傾角為θ，由圖像可得，cos2θ＝________(保留兩位有效數(shù)字)。

36、解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律得小鋼球下滑的加速度為：a＝＝gsin θ，則不同質(zhì)量的小鋼球在斜面上的運動情況完全相同，所以運動的時間也相同。 (2)當(dāng)m＝0時，傳感器的示數(shù)即為木塊A所受的重力，則有：Mg＝1.97 N，解得：M＝ kg≈0.20 kg。 (3)對小鋼球受力分析，根據(jù)平衡條件可知，A對小鋼球的支持力FN＝mgcos θ，根據(jù)牛頓第三定律可知，小鋼球?qū)的壓力為mgcos θ，對A受力分析可知，傳感器對A的支持力 F＝Mg＋mgcos θcos θ，則傳感器的示數(shù)為F＝Mg＋mgcos2θ，則F-m圖像的斜率k＝gcos2θ，則有：gcos2θ＝＝3.3，解得：cos2θ≈

37、0.34。 答案：(1)相同　(2)0.20　(3)0.34(0.32～0.36均可) 5.(2018·青島模擬)如圖所示為驗證動量守恒定律的實驗裝置，實驗中選取兩個半徑相同、質(zhì)量不等的小球，按下面步驟進行實驗： ①用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1和m2； ②安裝實驗裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端切線水平，再將一斜面BC連接在斜槽末端； ③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放，標(biāo)記小球在斜面上的落點位置P； ④將小球m2放在斜槽末端B處，仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放，兩球發(fā)生碰撞，分別標(biāo)記小球m1、m2在斜面上的落點位置； ⑤用毫米刻度尺測出各落點

38、位置到斜槽末端B的距離，圖中M、P、N點是實驗過程中記下的小球在斜面的三個落點位置，從M、P、N到B點的距離分別為sM、sP、sN。 依據(jù)上述實驗步驟，請回答下列問題： (1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應(yīng)滿足m1________(填“>”“＝”或“<”)m2。 (2)小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中________點，m2的落點是圖中________點。 (3)用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示，只要滿足關(guān)系式________________，就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的。 (4)若要判斷兩小球的碰撞是否為彈性碰撞，用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示，只需比較________與________

39、____是否相等即可。 解析：(1)必須滿足m1>m2，否則m1有可能被反彈回去，此時M、N不可能分別位于P兩側(cè)。 (2)由碰撞規(guī)律知，碰后v1′　(2)M　N　(3)m1＝m1＋m2　 (4)m1sP　m1sM＋m2sN 6．利用氣墊導(dǎo)軌研究滑塊運動規(guī)律，求滑

40、塊運動的加速度，實驗裝置如圖甲所示。主要的實驗步驟如下： (1)滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌0刻度處，在拉力作用下由靜止開始加速運動，測量滑塊從光電門1到光電門2經(jīng)歷的時間t，測量兩光電門之間的距離s。 (2)只移動光電門1，改變s，多次實驗，數(shù)據(jù)記錄如表所示。 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 s/m 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 t/s 1.03 0.72 0.54 0.41 0.29 0.18 /(m·s－1) 1.67 1.85 1.95 2.07 2.22 (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算、描點、

41、作出-t圖像，如圖乙所示。 根據(jù)數(shù)據(jù)分析，回答下列問題： 導(dǎo)軌標(biāo)尺的最小分度為________cm，讀出第1次實驗兩光電門之間的距離s1(如圖甲所示)，可得＝________m/s。假設(shè)-t圖線斜率的絕對值為k，則滑塊運動的加速度大小為________；根據(jù)作出的圖像，求出本次測量的加速度大小為________m/s2。 解析：根據(jù)表格中記錄的數(shù)據(jù)，可知導(dǎo)軌標(biāo)尺的最小分度為1 cm。由題圖甲可知s1＝ 140.0 cm，t1＝1.03 s，≈1.36 m/s。設(shè)滑塊通過光電門2時速度為v0，通過光電門1時速度為v，滑塊做勻加速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，s＝(v＋v0)t，v

42、＋at＝v0，聯(lián)立解得：＝v0－at，對比-t圖像，斜率的絕對值為k＝a，則滑塊運動的加速度大小為a＝2k；根據(jù)作出的圖像可得k＝ m/s2≈1.08 m/s2，本次測量的加速度大小為2×1.08 m/s2＝2.16 m/s2。 答案：1　1.36　2k　2.16 7．(2018·綿陽南山中學(xué)檢測)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計實驗如圖甲所示，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺紅外線計時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t，改變小球下落高度h，進行多次重復(fù)實驗。 (1)用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑d＝

43、________。 (2)為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，應(yīng)作________圖像。 A．h-t　　　　　　　　　 B．h- C．h-t2 D．h- (3)經(jīng)正確的實驗操作，小明發(fā)現(xiàn)小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，增加釋放高度h后，兩者的差值會________(填“增大”“減小”或“不變”)。 解析：(1)螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為17.5 mm，可動刻度讀數(shù)為30.5×0.01 mm＝ 0.305 mm，所以最終讀數(shù)為17.5 mm＋0.305 mm＝17.805 mm。 (2)已知小球擋住紅外線的時間和小球的直徑，則可以由平均速度表示小球擋住紅外線時的速度v

44、＝，減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認為機械能守恒，則有：mgh＝ mv2，即mgh＝m2，h＝·，為直觀判斷小球下落過程中機械能是否守恒，應(yīng)作h-圖像，故D正確。 (3)小球動能增加量總是稍小于重力勢能減少量，是因為小球下落過程中受到空氣阻力的影響，增加釋放高度h后，空氣阻力的影響增大，故兩者的差值會增大。 答案：(1)17.805 mm(17.804～17.806 mm均可)　(2)D　(3)增大 課余擠時加餐訓(xùn)練(二) 力學(xué)3大題型押題練(一) 1.如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊放在水平地面上，兩物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)都是μ(μ≠0)，用輕彈簧將兩物塊連接

45、在一起。當(dāng)用水平力F作用在m1上時，兩物塊均以加速度a做勻加速運動，此時彈簧伸長量為x。若用水平力F′作用在m1上時，兩物塊均以加速度a′＝2a做勻加速運動，此時彈簧伸長量為x′。則下列關(guān)系式正確的是(　　) A．F′＝2F　　　　　　　 B．x′＝2x C．F′＞2F D．x′＜2x 解析：選D　由整體法可得F－(m1＋m2)μg＝(m1＋m2)a，F(xiàn)′－(m1＋m2)μg＝2(m1＋m2)a，可知F′<2F；以m2為研究對象可得，kx－μm2g＝m2a，kx′－μm2g＝2m2a，可知x′<2x，D選項正確。 2.如圖所示是做勻變速直線運動的質(zhì)點在0～6 s內(nèi)的位移—時間圖線

46、(拋物線)。若t＝1 s時，圖線所對應(yīng)的切線斜率為4(單位：m/s)。則(　　) A．t＝1 s時，質(zhì)點在x＝5 m的位置 B．t＝1 s和t＝5 s時，質(zhì)點的速度相同 C．t＝1 s和t＝5 s時，質(zhì)點加速度的方向相反 D．前5 s內(nèi)，合外力對質(zhì)點做正功 解析：選A　t＝1 s時，題圖圖線所對應(yīng)的切線斜率為4，則質(zhì)點的速度為v1＝4 m/s，由題意知，位移—時間圖線為拋物線，即圖線對稱分布，3 s末位移最大，圖線對應(yīng)的切線斜率為零，所以3 s末速度為零，則前3 s內(nèi)質(zhì)點做勻減速直線運動，加速度：a＝＝ m/s2＝－2 m/s2，初速度為v0＝v1－at1＝4 m/s＋2×1 m/s

47、＝6 m/s，所以t＝1 s 時，質(zhì)點的位移：x＝v0t＋at2＝6×1 m－×2×12 m＝5 m，故A正確；t＝1 s 和t＝5 s時圖線斜率的絕對值相等，則質(zhì)點的速度大小相等，但方向相反，故B錯誤；質(zhì)點先做勻減速直線運動后反向做勻加速直線運動，t＝1 s和t＝5 s時，質(zhì)點加速度的方向相同，故C錯誤；5 s 末的速度v5＝v0＋at5＝6 m/s－2×5 m/s＝－4 m/s，因為4 m/s＜6 m/s，所以前5 s內(nèi)質(zhì)點動能減小，所以合外力對質(zhì)點做負功，故D錯誤。 3.[多選]如圖所示，一根長度為2L、質(zhì)量為m的繩子掛在定滑輪的兩側(cè)，左右兩邊繩子的長度相等。繩子的質(zhì)量分布均勻，滑輪的

48、質(zhì)量和大小均忽略不計，不計一切摩擦。由于輕微擾動，右側(cè)繩子從靜止開始豎直下降，當(dāng)它向下運動的位移為x時，加速度大小為a，滑輪對天花板的拉力為T。已知重力加速度大小為g，選項圖中表示a-x、T-x關(guān)系圖像正確的是(　　) 解析：選AC　設(shè)繩子單位長度的質(zhì)量為m0，則根據(jù)受力分析知a＝＝＝，加速度先與x成正比，當(dāng)x＝L時，加速度a＝g，以后不變，知A正確，B錯誤；選取左邊繩子受力分析，知T0＝m2a＋m2g＝(L－x)m0＋(L－x)m0g＝－＋m0gL，T＝2T0＝－＋2m0gL，結(jié)合二次函數(shù)圖像特點，知D錯誤，C正確。 4．某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律”的實驗，氣

49、墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地飄浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。 (1)下面是實驗的主要步驟： ①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平； ②向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣； ③把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向； ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； ⑤把滑

50、塊2(左端粘有橡皮泥)放在氣墊導(dǎo)軌的中間； ⑥先__________________，然后________________，讓滑塊帶動紙帶一起運動； ⑦取下紙帶，重復(fù)實驗，選出理想的紙帶如圖乙所示； ⑧測得滑塊1的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g。 完善實驗步驟⑥的內(nèi)容。 (2)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為________kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)。 (3)試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是___________________

51、______________ _________________________________。 解析：(1)實驗時應(yīng)先接通打點計時器的電源，再放開滑塊1。 (2)由題圖乙可知，相互作用前滑塊1的速度v1＝ m/s＝2 m/s，系統(tǒng)的總動量為0.310 kg×2 m/s＝0.620 kg·m/s，兩滑塊相互作用后具有相同的速度v＝ m/s＝1.2 m/s，系統(tǒng)的總動量為(0.310 kg＋0.205 kg)×1.2 m/s＝0.618 kg·m/s。 (3)兩結(jié)果不完全相等的主要原因是紙帶與打點計時器限位孔間有摩擦。 答案：(1)接通打點計時器的電源　放開滑塊1 (2)0.620

52、　0.618　(3)紙帶與打點計時器限位孔間有摩擦 5.細管AB內(nèi)壁光滑，加工成如圖所示形狀，細管厚度不計，長L＝0.8 m 的BD段固定在豎直平面內(nèi)，其B端與半徑R＝0.4 m的光滑圓弧軌道BP平滑連接，CD段是半徑R＝0.4 m的圓弧，AC段在水平面上，與長s＝1.25 m、動摩擦因數(shù)μ＝0.25的水平軌道AQ平滑相連，細管中有一可視為質(zhì)點的小球，質(zhì)量為m，以速度v0向右運動(重力加速度g取10 m/s2)。求： (1)速度v0滿足什么條件，小球能夠通過軌道最高點P； (2)速度v0滿足什么條件，小球能反向滑出AQ。 解析：(1)要使小球能通過最高點P，應(yīng)有m≥mg 由動能定理知

53、小球在上升過程中 －mg(2R＋L)＝mvP2－mv02 解得v0≥6 m/s。 (2)要使小球能反向滑出AQ，則小球上升的高度不能超過R＋L，即 mv02≤mg(R＋L) 解得v0≤2 m/s 小球通過AQ時做勻減速運動，由牛頓第二定律得 μmg＝ma 所以a＝μg 要使小球能通過AQ，有s′＝≥s 解得v0≥2.5 m/s 所以小球的速度應(yīng)滿足2.5 m/s≤v0≤2 m/s。 答案：(1)v0≥6 m/s　(2)2.5 m/s≤v0≤2 m/s 力學(xué)3大題型押題練(二) 1.如圖所示，AB為固定的光滑圓弧軌道，O為圓心，AO水平，BO豎直，軌道半徑為R，將質(zhì)量

54、為m的小球(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放，在小球從A點運動到B點的過程中(　　) A．小球所受合力的沖量方向為弧中點指向圓心 B．小球所受支持力的沖量為0 C．小球所受重力的沖量大小為m D．小球所受合力的沖量大小為m 解析：選D　小球所受支持力不為零，作用時間不為零，故支持力的沖量不為零，B錯誤；小球在運動過程中只有重力做功，根據(jù)機械能守恒定律可得mgR＝mvB2，故vB＝ ，根據(jù)動量定理可得I合＝Δp＝mvB＝m，方向水平向右，A、C錯誤，D正確。 2.如圖所示是某物體做直線運動的v2-x 圖像(其中v為速度，x為位置坐標(biāo))，下列關(guān)于物體從x＝0處運動至x＝x0處的過程分析，

55、其中正確的是(　　) A．該物體做勻加速直線運動 B．該物體的加速度大小為 C．當(dāng)該物體的速度大小為v0時，位移大小為x0 D．當(dāng)該物體的位移大小為x0時，速度大小為v0 解析：選C　由勻變速直線運動的速度位移關(guān)系公式v2－v02＝2ax可得v2＝2ax＋v02，結(jié)合題圖可知物體的加速度恒定不變，由于物體的速度減小，故物體做勻減速直線運動，故A錯誤；由v2＝2ax＋v02知，v2-x圖像的斜率絕對值等于|2a|，由題圖可得|2a|＝，則得物體的加速度大小為|a|＝，故B錯誤；當(dāng)該物體速度大小為v0時，v2＝v02，由v2＝2ax＋v02，可得x＝，故C正確；當(dāng)該物體位移大小為x0時，

56、由v2＝2ax＋v02可得v2＝v02，解得v＝v0，故D錯誤。 3．[多選]如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，a、b可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g。則(　　) A．a(chǎn)落地前，輕桿對b一直做正功 B．a(chǎn)落地時速度大小為 C．a(chǎn)下落過程中，其加速度大小始終不大于g D．a(chǎn)落地前，當(dāng)a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg 解析：選BD　由題意知，系統(tǒng)機械能守恒。設(shè)某時刻a、b的速度分別為va、vb。此時剛性輕桿與豎直桿的夾角為θ，分別將va、vb分解，如圖。 因為剛性桿

57、不可伸長，所以沿桿的分速度v∥與v∥′是相等的，即vacos θ＝vbsin θ。當(dāng)a滑至地面時θ＝90°，此時vb＝0，由系統(tǒng)機械能守恒得mgh＝mva2，解得va＝，選項B正確；同時由于b初、末速度均為零，運動過程中其動能先增大后減小，即桿對b先做正功后做負功，選項A錯誤；桿對b的作用先是推力后是拉力，對a則先是阻力后是動力，即a的加速度在受到桿的向下的拉力作用時大于g，選項C錯誤；b的動能最大時，桿對a、b的作用力為零，此時a的機械能最小，b只受重力和支持力，所以b對地面的壓力大小為mg，選項D正確。 4．在做“研究勻變速直線運動”的實驗中： (1)實驗室提供了以下器材：打點計時器、

58、一端附有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、紙帶、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計。其中在本實驗中不需要的器材是_________，還缺少的器材是________________。 (2)如圖甲所示，是某同學(xué)由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的時間間隔T＝0.02 s，其中x1＝ 7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm。 表中列出了打點計時器打下B、C、D、F點時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下E點時小車的瞬時速度。

59、位置 B C D E F 速度/(m·s－1) 0.737 0.801 0.864 0.994 (3)以A點為計時起點，在圖乙中畫出小車的速度—時間關(guān)系圖線。 (4)根據(jù)畫出的小車的速度—時間關(guān)系圖線計算小車的加速度a＝________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 解析：(1)本實驗中不需要測量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測力計；因為要測量紙帶上各計數(shù)點之間的距離，故還缺少毫米刻度尺。 (2)根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度知： vE＝＝ m/s＝0.928 m/s。 (3)小車的速度—時間關(guān)系圖線如圖所示。 (4)速

60、度—時間關(guān)系圖線的斜率表示加速度的大小，則a＝≈0.63 m/s2。 答案：(1)彈簧測力計　毫米刻度尺　(2)0.928　 (3)見解析圖　(4)0.63 m/s2(0.62～0.65 m/s2均可) 5．如圖甲所示，傾角為37°的斜面上有一輕彈簧，彈簧一端固定在A點，自然伸長時另一端位于B點，斜面上方有一半徑R＝1 m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于D處，圓弧軌道的最高點為M?，F(xiàn)有一物塊質(zhì)量為1 kg，將彈簧緩慢壓縮到C點后釋放，C、B間的距離L＝1 m，物塊在BD間運動時的v-t圖像如圖乙中實線部分所示，若物塊經(jīng)過D點到達M點時，對軌道的壓力恰好與其所受的重力大

61、小相等，取g＝10 m/s2， sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)物塊在BD間運動時位移與時間的關(guān)系式； (2)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ； (3)BD間的距離xBD； (4)彈簧對物塊做的功W。 解析：(1)從題圖乙可看出物塊從B點到D點做勻減速直線運動，物塊在B點的速度 vB＝8 m/s，從B到D過程中加速度大小等于v-t圖像的斜率大小，即 a＝＝ m/s2＝10 m/s2 物塊在BD間運動時位移與時間的關(guān)系式為 x＝v0t－at2＝8t－5t2 即x＝8t－5t2(m)。 (2)在BD段，根據(jù)牛頓第二定律得 mgsin 37°＋μm

62、gcos 37°＝ma 解得μ＝0.5。 (3)物塊在M點的速度滿足mg＋mg＝m 解得vM＝2 m/s 物塊從D到M過程中，根據(jù)動能定理得 －mgR(1＋cos 37°)＝mvM2－mvD2 解得vD＝2 m/s 物塊在由B到D過程中，由運動學(xué)公式得 vD2－vB2＝－2axBD 解得xBD＝0.4 m。 (4)從C到B應(yīng)用動能定理得 W－mgLsin 37°－μmgLcos 37°＝mvB2 解得W＝42 J。 答案：(1)x＝8t－5t2(m)　(2)0.5　(3)0.4 m　(4)42 J 力學(xué)3大題型押題練(三) 1.如圖所示，三個質(zhì)量相等的小球A、B、

63、C從圖示位置分別以相同的速度v0水平向左拋出，最終都能到達坐標(biāo)原點O。不計空氣阻力，x軸為地面，則可判斷A、B、C三個小球(　　) A．初始時刻縱坐標(biāo)之比為1∶4∶9 B．在空中運動過程中重力做功之比為1∶2∶3 C．在空中運動的時間之比為1∶3∶5 D．到達O點時，速度方向與水平方向夾角的正切值之比為1∶4∶9 解析：選A　由題圖知，A、B、C三個小球的水平位移之比為1∶2∶3，三個小球的水平初速度相等，所以在空中運動時間之比是1∶2∶3，選項C錯誤；做平拋運動的物體在豎直方向的位移h＝gt2，所以三個小球初始時刻縱坐標(biāo)之比為1∶4∶9，選項A正確；重力做功WG＝mgh，在空中運動

64、過程中重力做功之比也是1∶4∶9，選項B錯誤；做平拋運動的小球落地時速度方向與水平方向的夾角的正切值tan θ＝，三個小球的vx相同，vy＝gt，故tan θA∶tan θB∶tan θC＝1∶2∶3，選項D錯誤。 2．[多選]我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月球表面4 m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關(guān)閉發(fā)動機，探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3×103 kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2。則此探測器(　　) A．在著陸

65、前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s B．懸停時受到的反沖作用力約為2×103 N C．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機械能守恒 D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度 解析：選BD　設(shè)月球表面的重力加速度為g月，由＝mg，得＝＝·＝×3.72，解得g月≈1.7 m/s2。由v2＝2g月h，得探測器著陸前瞬間的速度為v＝＝ m/s≈3.7 m/s，選項A錯誤；探測器懸停時受到的反沖作用力F＝mg月≈2× 103 N，選項B正確；探測器從離開近月圓軌道到著陸過程中，除重力做功外，還有其他外力做功，故機械能不守恒，選項C錯誤；設(shè)探測器在近月圓軌道上和人造

66、衛(wèi)星在近地圓軌道上的線速度分別為v1、v2，由＝，得＝＝＝ <1，故v1