高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五物理實驗 第1講 力學(xué)實驗提升訓(xùn)練
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專題五 物理實驗 第1講 力學(xué)實驗 1.(2016淮安三模)在“探究求合力的方法”的實驗中,王同學(xué)用了兩個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計來測量拉力,實驗之前他先檢查了彈簧測力計,然后進行實驗。先將橡皮條的一端固定在水平放置的木板上,用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使結(jié)點到達某一位置O,記錄下O點的位置和拉力F1、F2的大小及方向;然后用一個彈簧測力計拉橡皮條,仍將結(jié)點拉到O點,再記錄拉力F的大小及方向;最后取下白紙作圖,研究合力與分力的關(guān)系。 (1)實驗前必須對彈簧測力計進行檢查,以下檢查項目必需的是________。 A.對彈簧測力計進行調(diào)零 B.將彈簧測力計用力拉,看是否能達到最大量程 C.將兩只彈簧測力計水平互鉤對拉,檢測兩彈簧測力計讀數(shù)是否相同 (2)如圖1是王同學(xué)研究合力與分力關(guān)系時在白紙上畫出的圖,根據(jù)物理實驗讀數(shù)和作圖要求與規(guī)范,請指出圖中存在的三種錯誤。 圖1 ①_____________________________________________________________; ②_____________________________________________________________; ③_____________________________________________________________。 解析 (1)實驗前必須對彈簧測力計進行檢查,需要對彈簧測力計進行調(diào)零,將兩只彈簧測力計水平互鉤對拉,檢查兩彈簧測力計讀數(shù)是否相同,選項A、C正確。 (2)畫力的合成矢量圖時,力是用帶箭頭的線段表示,按照彈簧測力計的讀數(shù)規(guī)則記錄數(shù)據(jù),輔助線用虛線,據(jù)此可以指出圖中存在的三種錯誤。 答案 (1)AC (2)①矢量F1、F2、F未畫上箭頭?、谟涗浟Φ拇笮〉挠行?shù)字有錯誤?、跢與F1、F2末端連線應(yīng)該用虛線 2.(2016揚泰南三模)“驗證機械能守恒定律”實驗裝置如圖2甲所示,某小組完成了一系列實驗操作后,得到了一條紙帶如圖乙所示,選擇紙帶上某個清晰的點標為O,然后每兩個打點取一個計數(shù)點,分別標為1、2、3、4、5、6,用刻度尺量出計數(shù)點1、2、3、4、5、6與O點的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6。 圖2 (1)已知打點計時器的打點周期為T,可求出打各個計數(shù)點時對應(yīng)的速度分別為v1、v2、v3、v4、v5,其中v5的計算式為v5=________。 (2)若重錘的質(zhì)量為m,取打點O時重錘所在水平面為參考平面,分別算出打各個計數(shù)點時對應(yīng)重錘的勢能Ep和動能Ek,則打計數(shù)點3時對應(yīng)重錘的勢能Ep3=________;接著在E-h坐標系中描點作出如圖丙所示的Ek-h和Ep-h圖線,求得Ep-h圖線斜率的絕對值為k1,Ek-h圖線斜率為k2,則k1與k2滿足________關(guān)系時,重錘機械能守恒。 (3)關(guān)于上述實驗,下列說法中正確的是________。 A.實驗中可用干電池作為電源 B.為了減小阻力的影響,重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些 C.若紙帶上打出的點被拉長為短線,應(yīng)適當(dāng)調(diào)高電源電壓 D.圖丙Ek-h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時的動能 (4)關(guān)于該實驗操作,你還能提出哪些注意事項?請寫出1條: ___________________________________________________________。 答案 (1) (2)-mgh3 k1=k2 (3)BD (4)重錘從靠近打點計時器處釋放或調(diào)節(jié)打點計時器限位孔在同一豎直線上 3.(2016鎮(zhèn)江一模)某同學(xué)在探究“質(zhì)量一定時,物體的加速度與受力的關(guān)系”實驗時,設(shè)計了如圖3甲所示的實驗裝置,實驗過程中主要步驟如下: ①在水平放置的長木板上A、B兩點處各安裝一個速度傳感器,測出A、B兩點間距離L。 ②將拉力傳感器固定在小車的左端,把細線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連。 ③將小車從速度傳感器A的右側(cè)無初速度釋放,小車在細線的拉力作用下運動,通過拉力傳感器和速度傳感器記錄細線拉力F的大小以及小車經(jīng)過A、B兩點處的速率vA、vB。 ④改變所掛鉤碼的數(shù)量,重復(fù)操作③,測量多組數(shù)據(jù)。 ⑤進行數(shù)據(jù)處理,畫出如圖乙所示的a-F關(guān)系圖線。 圖3 (1)小車加速度的表達式a=____________。(用vA、vB和L表示) (2)理論上,小車的a-F圖象是經(jīng)過原點的一條直線,而本次實驗得到的圖線卻如圖乙所示,其中可能的原因是___________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)在本實驗中,下列不必要的實驗要求是________。 A.要保持小車(含拉力傳感器)的總質(zhì)量不變 B.要保證小車(含拉力傳感器)的總質(zhì)量遠大于所掛鉤碼的總質(zhì)量 C.要測出所掛鉤碼的質(zhì)量 D.要保持細線方向與木板平面平行 E.兩個速度傳感器間的距離要適當(dāng)大些 (4)在處理數(shù)據(jù)時,某同學(xué)又記錄了每次所掛鉤碼的總重力,并以它作為小車所受到的合力F,畫出小車的a-F圖象如圖丙所示,則造成該圖線上端發(fā)生彎曲的可能原因是____________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析 (1)根據(jù)運動學(xué)公式有v-v=2aL, 得a=。 (2)F=0時小車有加速度,說明平衡摩擦力過度,長木板傾角過大。 (3)該實驗探究“質(zhì)量一定時,物體加速度與受力的關(guān)系”,故要保持小車的質(zhì)量不變,A項正確;小車前端有力傳感器,故不要求小車的總質(zhì)量遠大于所掛鉤碼的總質(zhì)量,也不要求測出所掛鉤碼的質(zhì)量,B、C選項錯誤;實驗要保證細線的拉力不能影響小車受到的支持力,故細線方向要與木板平面平行,D項正確;兩個速度傳感器間的距離適當(dāng)大些,經(jīng)過兩位置時速度變化大些,實驗誤差會小一些,E項正確。 (4)以鉤碼的總重力作為小車所受合力時,就要求鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量,隨著鉤碼質(zhì)量變大,圖線上端會發(fā)生彎曲。 答案 (1) (2)長木板傾角過大,平衡摩擦力過度 (3)BC (4)隨著所掛鉤碼數(shù)的增加,小車及拉力傳感器的總質(zhì)量未遠大于所掛鉤碼的總質(zhì)量 4.(2016全國卷Ⅲ,23)某物理課外小組利用圖4中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010 kg。實驗步驟如下: 圖4 (1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。 (3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖象如圖5所示;由圖5求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。 n 1 2 3 4 5 a/ms-2 0.20 0.58 0.78 1.00 圖5 (4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖6中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a-n圖象。從圖象可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。 圖6 (5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為________kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 ms-2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是________(填入正確選項前的標號) A.a(chǎn)-n圖線不再是直線 B.a(chǎn)-n圖線仍是直線,但該直線不過原點 C.a(chǎn)-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大 解析 (3)因為小車做初速度為零的勻加速直線運動,將圖(b)中點(2,0.78)代入s=at2可得,a=0.39 m/s2。 (4)根據(jù)描點法可得如圖所示圖線。 (5)根據(jù)牛頓第二定律可得nmg=(M+5m)a,則a=n,圖線斜率k==,可得M=0.45 kg (6)若不平衡摩擦力,則有nmg-μ[M+(5-n)m]g=(M+5m)a,則a=n-,所以a-n圖線仍是直線,但直線不過原點,斜率變大,故B、C正確。 答案 (3)0.39 (4)見解析圖 (5)0.45 (6)BC- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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