高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專(zhuān)題5 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)

《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專(zhuān)題5 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專(zhuān)題5 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1．(2016成都模擬)利用如圖甲所示裝置做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”．所用的鉤碼質(zhì)量均為30 g．實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將4個(gè)鉤碼逐個(gè)加掛在彈簧下端，每次掛完鉤碼待彈簧穩(wěn)定后測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，并將數(shù)據(jù)填在下表中．(彈簧始終未超過(guò)彈性限度，取g＝10 m/s2)試完成下列問(wèn)題： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 鉤碼總質(zhì)量(g) 0 30 60 90 120 彈簧總長(zhǎng)度(cm) 6.00 7.11 8.20 9.31 10.40 (1)請(qǐng)?jiān)谌鐖D乙所示坐標(biāo)紙中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象． (2)由圖象求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝__27__N/m(保留兩位有效數(shù)字)． (3)某同學(xué)直接利用表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了如圖丙所示的鉤碼質(zhì)量m跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象，那么 該圖象斜率所表示的物理意義是__彈簧勁度系數(shù)k與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的比值；彈簧的原長(zhǎng)__； 該圖象在橫軸上截距的物理意義是__彈簧勁度系數(shù)k與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的比值；彈簧的原長(zhǎng)__． 解析：(1)彈簧所受的拉力為鉤碼的重力，彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)度x之間的函數(shù)關(guān)系圖象如圖所示． (2)彈簧的勁度系數(shù)k等于F－x圖象的斜率，為求直線的斜率，可在直線上取兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的點(diǎn)， 如(8.20,0.60)和(10.40,1.20)， 則k＝＝＝0.27 N/cm＝27 N/m. (3)根據(jù)胡克定律有mg＝kx，所以題圖丙所示圖象斜率的物理意義是彈簧勁度系數(shù)k與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的比值；圖象在橫軸上的截距表示彈簧的原長(zhǎng)． 2．(2016河南六市統(tǒng)考)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、木塊、紙帶、米尺、8個(gè)質(zhì)量均為20 g的鉤碼以及細(xì)線等．實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程如下： A．長(zhǎng)木板置于水平桌面上，帶定滑輪的一端伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上并與電源連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與木塊相連，細(xì)線一端與木塊相連，另一端跨過(guò)定滑輪掛上鉤碼，其余鉤碼都疊放在木塊上； B．使木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，接通電源，釋放木塊，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，記下懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)n； C．將木塊上的鉤碼逐個(gè)移到懸掛鉤碼端，更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作B： D．測(cè)出每條紙帶對(duì)應(yīng)木塊運(yùn)動(dòng)的加速度a，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示. n 4 5 6 7 8 a(m/s2) 0.50 1.30 2.20 3.00 3.90 (1)如圖是某同學(xué)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出．從紙帶上測(cè)出x1＝3.20 cm，x2＝4.52 cm，x5＝8.42 cm，x6＝9.70 cm.則木塊加速度大小a＝__1.3__m/s2.(保留兩位有效數(shù)字) (2)根據(jù)表數(shù)據(jù)，在下圖中作出a－n圖象； 由圖線得到μ＝__0.30(0.28～0.32都正確)__(g＝10 m/s2)，還可求的物理量是__木塊的質(zhì)量__(只需填寫(xiě)物理量名稱)． 解析：(1)根據(jù)Δx＝at2有x5＋x6－(x1＋x2)＝24at2， 所以有(8.42＋9.70)10－2 m－(3.20＋4.52)10－2 m ＝24a0.12，解得1.3 m/s2. (2)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出圖象，如答圖所示；對(duì)木塊與鉤碼組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得nmg－μ[(8－n)m＋M]g＝(8m＋M)a，a＝－μg，由圖象得n＝0時(shí)，－μg＝a＝－3，μ≈0.31(0.28～0.32均正確)，由圖象還可以求出木塊質(zhì)量． 3．(2016合肥一中第一學(xué)期段一考)某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖甲所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車(chē)的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50 Hz，動(dòng)滑輪輕質(zhì)且光滑．實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直； B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng)； C．掛上砝碼盤(pán)，接通電源后，再放開(kāi)小車(chē)，打出一條紙帶，由紙帶求出小車(chē)的加速度； D．改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車(chē)在不同合力作用下的加速度． 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程，回答以下問(wèn)題： (1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是__C__. A．小車(chē)的加速度與砝碼盤(pán)的加速度大小相等 B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中砝碼盤(pán)處于超重狀態(tài) C．與小車(chē)相連的輕繩與長(zhǎng)木板一定要平行 D．彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤(pán)總重力的一半E.砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量 (2)實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得小車(chē)的加速度a＝__0.88__m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 乙 (3)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車(chē)的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象，與本實(shí)驗(yàn)相符合的是__A__. 解析：(1)由實(shí)驗(yàn)裝置可知砝碼盤(pán)下落的高度為h時(shí)，小車(chē)沿木板下滑的距離為2h，故小車(chē)的加速度為砝碼盤(pán)的2倍，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于砝碼盤(pán)加速下落，故處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若細(xì)繩不與木板平行，則木板方向是由細(xì)繩拉力的分力產(chǎn)生加速度，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，故要求細(xì)繩一定平行于木板方向，選項(xiàng)C正確；對(duì)砝碼盤(pán)由牛頓第二定律有mg－2FT＝ma，解得測(cè)力計(jì)的讀數(shù)FT＝m(g－a)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由于本實(shí)驗(yàn)利用測(cè)力計(jì)可以直接讀出細(xì)繩的拉力，故不需要砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，選項(xiàng)E錯(cuò)誤；(2)由題意知時(shí)間間隔T＝0.1 s，由Δx＝aT2，可知a＝10－2m/s2＝0.88 m/s；(3)根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，可知a＝F，選項(xiàng)A正確． 4．(2016吳起5月模擬)某課外活動(dòng)小組利用力傳感器和位移傳感器進(jìn)一步探究變力作用下的“動(dòng)能定理”．如圖甲所示，他們用力傳感器通過(guò)定滑輪直接拉固定在小車(chē)上的細(xì)繩，測(cè)出拉力F1用位移傳感器測(cè)出小車(chē)的位移x和瞬時(shí)速度v.已知小車(chē)質(zhì)量為200 g. 甲 乙　 丙 (1)某次實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)如表所示，v－x圖象已經(jīng)畫(huà)出，如圖乙所示，請(qǐng)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙內(nèi)圖丙中畫(huà)出F－x圖象，并求出x＝0.30 m到0.52 m過(guò)程中變力F做的功W＝0.18J，此過(guò)程動(dòng)能的變化量ΔEk＝__0.17___J(保留2位有效數(shù)字). x/m F/N v/ms 0.30 1.00 0.00 0.31 0.99 0.31 0.32 0.95 0.44 0.35 0.91 0.67 0.40 0.81 0.93 0.45 0.74 1.10 0.52 0.60 1.30 (2)指出下列情況可減小實(shí)驗(yàn)誤差的操作是__CD__.(填選項(xiàng)前的字母，可能不止一個(gè)正確選項(xiàng)) A．使拉力F要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力 B．使拉力F要遠(yuǎn)大于小車(chē)的重力 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)要先平衡摩擦力 D．要使細(xì)繩與滑板表面平行 解析：(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙內(nèi)題圖丙中畫(huà)出F－x圖象，根據(jù)F－x圖象可知， 當(dāng)x1＝0.30 m時(shí)，F(xiàn)1＝1.00 N， x2＝0.52 m時(shí)，F(xiàn)2＝0.60 N， 因此：W＝(x2－x1)≈0.18 J. 速度v隨位移x變化圖象可知： x1＝0.30 m，v1＝0，x2＝0.52 m時(shí)，v2＝1.30 m/s ΔEk＝m(v－v)≈0.17 J. (2)該實(shí)驗(yàn)中不是利用懸掛的重物的重力表示細(xì)繩的拉力，而是直接測(cè)量出細(xì)繩的拉力，因此不需要使拉力F要遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于小車(chē)的重力，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)平衡了摩擦力且細(xì)繩與滑板表面平行時(shí)，細(xì)繩上的拉力才等于小車(chē)所受合外力，故C、D正確． 5．(2016福州質(zhì)檢題)某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置，將質(zhì)量為m＝1.5 kg的鉤碼P與質(zhì)量為M＝5.0 kg的小車(chē)Q組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：(重力加速度g取10 m/s2) A．將一端帶滑輪的木板放在水平桌面上，有滑輪的一端伸出桌邊沿． B．在木板不帶滑輪的一端安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器跟頻率為50 Hz的交流電源相連． C．將小車(chē)Q放在木板上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的附近，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔并與小車(chē)相連． D．細(xì)繩的一端與小車(chē)Q相連，另一端跨過(guò)滑輪與鉤碼P相連． E．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后釋放小車(chē)Q，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)如圖乙所示．圖中A、B、C、…、H是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)記錄點(diǎn)未標(biāo)出，設(shè)紙帶上兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之的時(shí)間間隔為T(mén). 乙 (1)紙帶上兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T＝__0.1__s. (2)由圖乙所示的紙帶，通過(guò)分析計(jì)算可知，小車(chē)Q運(yùn)動(dòng)中受到的阻力f＝__2__N. (3)從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)到打下C點(diǎn)的過(guò)程中，對(duì)鉤碼P與小車(chē)Q組成的系統(tǒng)，合外力做的功為W＝__(mg－f)s2__(用M、m、g、f、T、s1、s2、s3、…中的相關(guān)符號(hào)表示)；鉤碼P與小車(chē)Q組成的系統(tǒng)動(dòng)能的改變量ΔEk＝　[(s2＋s3)2－(s1＋s2)2]　(用M、m、g、f、T、s1、s2、s3、…中的相關(guān)符號(hào)表示)． (4)該實(shí)驗(yàn)中，每次實(shí)驗(yàn)所求得的W都略大于ΔEk，引起該實(shí)驗(yàn)誤差的原因是__鉤碼P下落過(guò)程中受到空氣的阻力__(只需填寫(xiě)一個(gè)即可)． 解析：(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5T0，T0為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期，即T0＝0.02 s，故T＝0.1 s (2)由紙帶可求得小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a＝ 由牛頓第二定律得mg－f＝(M＋m)a 解得f＝2 N (3)從B到C的過(guò)程中，合外力做的功為W＝(mg－f)s2 由紙帶可知：vB＝，vC＝ 則ΔEk＝(M＋m)(v－v) ＝[(s2＋s3)2－(s1＋s2)2] (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，W略大于ΔEk的原因有：鉤碼P下落過(guò)程中受到空氣的阻力；計(jì)算過(guò)程中忽略了滑輪的質(zhì)量即滑輪獲得的動(dòng)能；滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中受到軸、空氣的阻力等．