2022年高三物理二輪復習 作業(yè)卷三十七 力學實驗2（含解析）一 、實驗題（本大題共6小題 ）1.現(xiàn)要驗證“當質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律. 給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖所示)、小車、計時器一個、刻度尺(1)填入適當?shù)墓交蛭淖?，完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響)：讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時間t.用刻度尺測量A1與A2之間的距離s，則小車的加速度a_.用刻度尺測量A1相對于A2的高度h，設小車所受重力為mg，則小車所受的合外力F_.改變_，重復上述測量以h為橫坐標，1/t2為縱坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖. 如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設計的方案是：調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑，測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0.進行(1)中的各項測量計算與作圖時用(hh0)代替h.對此方案有以下幾種評論意見：A方案正確可行B方案的理論依據(jù)正確，但利用所給器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動C方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)其中合理的意見是_2.（xx深圳一模）某同學利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實驗（1）在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持 狀態(tài)（2）他通過實驗得到如圖（b）所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線，由此圖線可得該彈簧的原長x0= cm，勁度系數(shù)k= N/m（3）他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時，該彈簧的長度x= cm3.用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗時：（1）下列說法正確的是（填字母代號） A為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的左端適當墊高，使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動B每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣C可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值D可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值E實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源F通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度G通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度（2）若在實驗中，我們用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進行1次、2次、3次實驗實驗中，如果橡皮筋拉伸的長度都相等，那么每次橡皮筋對小車做的功可記作W、2W、3W對每次打出的紙帶進行處理，求出小車每次最后勻速運動時的速度v，記錄數(shù)據(jù)見下表：功W0W2W3W4W5W6Wv/（ms1）01.001.411.732.002.242.45據(jù)以上數(shù)據(jù)，在坐標紙中作出Wv2圖象（3）根據(jù)（2）題中的圖象可以得出的結(jié)論是 4.某同學將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標系中作出了如圖所示的aF圖象（1）圖線不過坐標原點的原因是 （2）本實驗中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠小于小車和傳感器的總質(zhì)量（填“是”或“否”）（3）由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為 kg5.（xx秋重慶月考）如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置圖圖中A為小車，B為裝有砝碼的托盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點計時器，打點計時器接50HZ交流電小車的質(zhì)量為m1，托盤及砝碼的質(zhì)量為m2實驗處理數(shù)據(jù)時，將托盤及砝碼的重力視為小車所受拉力下列說法正確的有 A長木板C必須保持水平B實驗時應先釋放小車后接通電源C實驗中m2應遠小于m1D作a圖象便于得出加速度與質(zhì)量關(guān)系實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的aF圖象，可能是圖2中的圖線 （選填“甲、乙、丙”）圖3為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，第2段的數(shù)據(jù)被漏記了由此可求得小車的加速度的大小是 m/s2（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）6.用如圖甲所示的實驗裝置可以測量重力加速度，經(jīng)正確操作后得到一條紙帶，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5、6七個測量點，相鄰兩測量點的時間間隔為0.04s，測量出各測量點到0測量點的距離d，記入下表中，對這些數(shù)據(jù)進行處理后便可得重力加速度值測量點0123456d/cm01.204.168.6014.5021.9030.85時間t（s）00.040.080.120.160.200.24（m/s）0.300.520.720.911.101.29 甲 乙 （1）根據(jù)表格中的測量數(shù)據(jù)和如圖乙所示的坐標紙（坐標紙上已經(jīng)標出了刻度），選擇合適的坐標軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為 ，縱軸所代表的物理量為 并在坐標紙上畫出實驗圖線（2）根據(jù)你畫出的圖線，求出重力加速度g= m/s2（保留3位有效數(shù)字）xx萬卷作業(yè)卷（三十七）答案解析一 、實驗題1.【答案】(1) mg 斜面傾角(或h的數(shù)值) 2.【答案】（1）豎直；（2）4，50；（3）10考點：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系.專題：實驗題；彈力的存在及方向的判定專題分析：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須豎直；（2）彈簧處于原長時，彈力為零；根據(jù)胡克定律F=kx求解勁度系數(shù)；（3）直接從彈簧秤得到彈力，再從圖象b彈簧彈簧長度解答：解：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須與彈簧平行，故刻度尺要保持豎直狀態(tài)；（2）彈簧處于原長時，彈力為零，故原長為4cm；彈簧彈力為2N時，彈簧的長度為8cm，伸長量為4cm；根據(jù)胡克定律F=kx，有：；（3）由圖c得到彈簧的彈力為3N，根據(jù)圖b得到彈簧的長度為10cm；故答案為：（1）豎直；（2）4，50；（3）10點評：本題關(guān)鍵是明確實驗原理，然后根據(jù)胡克定律F=kx并結(jié)合圖象列式求解，不難3.考點：探究功與速度變化的關(guān)系.專題：實驗題；動能定理的應用專題分析：1、小車在水平的平面上被橡皮筋拉動做功，導致小車的動能發(fā)生變化小車的速度由紙帶上打點來計算，從而能求出小車的動能變化每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，然后通過列表描點作圖探究出功與動能變化的關(guān)系2、根據(jù)題目圖表中所給數(shù)據(jù)可以Wv、計算出v2，再作出Wv2圖象，依據(jù)數(shù)學關(guān)系可以得出W和v2的關(guān)系解答：解：（1）A、小車在水平面運動時，由于受到摩擦阻力導致小車速度在變化所以適當傾斜以平衡摩擦力小車所能獲得動能完全來于橡皮筋做的功故選項A正確；B、實驗中每根橡皮筋做功均是一樣的，所以所用橡皮筋必須相同，且伸長的長度也相同故選項B正確；C、每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，故選項C正確；D、是通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值，故選項D錯誤；E、只要使用打點計時器的實驗，都是先接通電源后釋放紙帶，故選項E錯誤；F、G：由于小車在橡皮筋的作用下而運動，橡皮筋對小車做的功與使小車能獲得的最大速度有關(guān)，故選項F正確，選項G錯誤；故選：ABCF（2）根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出各個拉力做功下的v2，依次為：0，1，2，3，4，5，6用描點法得出圖象如下所示：（3）由Wv2圖線可知，圖象為過原點的直線，因此W和v2成正比關(guān)系故答案為：（1）ABCF；（2）Wv2圖象如圖；（3）外力做功與物體速度平方成正比點評：本題關(guān)鍵之處：明確實驗原理，在原理的基礎上，理解橡皮筋相同之外，伸長也相同；同時要算出小車的最大速度本題利用數(shù)學知識解決物理問題的好題4.考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.專題：實驗題；牛頓運動定律綜合專題分析：（1）由圖象可知，當F0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，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（3）aF圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)解答：解：（1）由圖象可知，當F0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤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（3）aF圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，k=，所以質(zhì)量M=kg故答案為：沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；否；1點評：實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，明確實驗原理是解答實驗問題的前提5.考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系專題：實驗題分析：根據(jù)實驗原理和具體實驗步驟可判定各個選項沒有平衡摩擦力時，當存在一定的力時首先平衡摩擦力，之后才產(chǎn)生加速度；根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布，由逐差法可以得到小車的加速度解答：解：A、實驗中要平衡摩擦力，長木板的一端要墊高，A錯誤；B、為節(jié)省紙帶增加小車運行時間先接通電源后松小車，B錯誤；C、以托盤作為研究對象有m2gT=m2a以小車作為研究對象有T=m1a聯(lián)立以上兩式可得T=，要使繩子拉力等于鉤碼的重力，即T=m2g，故有m2m1，C正確；D、如果作出aM圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a的圖象，只要a的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與M成反比例關(guān)系，D正確；沒用平衡摩擦力，則當施加一定力時，首先平衡摩擦力后才會產(chǎn)生加速度，通過圖象知，當力F不為零時，加速度為零，故丙圖對；計數(shù)點之間有4個點未畫出，時間間隔為0.1s，有公式x=2aT2得：a=0.49m/s2故答案為：CD；丙；0.49點評：掌握好實驗的步驟及實驗的原理很重要，對實驗的注意事項及數(shù)據(jù)的處理也要做到明確和理解6.考點：驗證機械能守恒定律.專題：實驗題；機械能守恒定律應用專題分析：（1）、根據(jù)題意選取坐標的含義，再使用描點法描點，然后連線；（2）、根據(jù)實驗的原理：y=gt2，以及圖線斜率的意義解答即可解答：（1）由題意可知，選擇合適的坐標軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為時間t， 縱軸所代表的物理量為平均速度；使用描點法首先描點，然后連線如圖；（2）由圖線可求得斜率為：k=4.84，因為=gt，即=t，故=4.84，g=9.68m/s2故答案為：（1）t，；（2）9.68點評：解決本題的關(guān)鍵掌握在較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，正確利用勻變速直線運動公式求出加速度