高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專題5 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)特訓(xùn)
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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,先測出不掛鉤碼時彈簧的自然長度,再將4個鉤碼逐個加掛在彈簧下端,每次掛完鉤碼待彈簧穩(wěn)定后測出相應(yīng)的彈簧總長度,并將數(shù)據(jù)填在下表中(彈簧始終未超過彈性限度,取g10 m/s2)試完成下列問題:實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345鉤碼總質(zhì)量(g)0306090120彈簧總長度(cm)6.007.118.209.3110.40(1)請在如圖乙所示坐標(biāo)紙中作出彈簧彈力大小F跟彈簧總長度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_;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_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Fx圖象的斜率,為求直線的斜率,可在直線上取兩個距離較遠(yuǎn)的點(diǎn),如(8.20,0.60)和(10.40,1.20),則k0.27 N/cm27 N/m.(3)根據(jù)胡克定律有mgkx,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量木塊與木板間的動摩擦因數(shù),提供的器材有:帶定滑輪的長木板、電火花打點(diǎn)計時器、交流電源、木塊、紙帶、米尺、8個質(zhì)量均為20 g的鉤碼以及細(xì)線等實(shí)驗(yàn)操作過程如下:A長木板置于水平桌面上,帶定滑輪的一端伸出桌面,把打點(diǎn)計時器固定在長木板上并與電源連接,紙帶穿過打點(diǎn)計時器并與木塊相連,細(xì)線一端與木塊相連,另一端跨過定滑輪掛上鉤碼,其余鉤碼都疊放在木塊上;B使木塊靠近打點(diǎn)計時器,接通電源,釋放木塊,打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn),記下懸掛鉤碼的個數(shù)n;C將木塊上的鉤碼逐個移到懸掛鉤碼端,更換紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作B:D測出每條紙帶對應(yīng)木塊運(yùn)動的加速度a,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.n45678a(m/s2)0.501.302.203.003.90(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為計數(shù)點(diǎn),相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未畫出從紙帶上測出x13.20 cm,x24.52 cm,x58.42 cm,x69.70 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an圖象;由圖線得到_0.30(0.280.32都正確)_(g10 m/s2),還可求的物理量是_木塊的質(zhì)量_(只需填寫物理量名稱)解析:(1)根據(jù)xat2有x5x6(x1x2)24at2,所以有(8.429.70)102 m(3.204.52)102 m24a0.12,解得1.3 m/s2.(2)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點(diǎn),然后作出圖象,如答圖所示;對木塊與鉤碼組成的系統(tǒng),由牛頓第二定律得nmg(8n)mMg(8mM)a,ag,由圖象得n0時,ga3,0.31(0.280.32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”,已知小車的質(zhì)量為M,砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m,打點(diǎn)計時器所接的交流電的頻率為50 Hz,動滑輪輕質(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力計相連的細(xì)線豎直;B調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下勻速運(yùn)動;C掛上砝碼盤,接通電源后,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求出小車的加速度;D改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟C,求得小車在不同合力作用下的加速度根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程,回答以下問題:(1)對于上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是_C_.A小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)C與小車相連的輕繩與長木板一定要平行D彈簧測力計的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半E.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(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)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(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)裝置可知砝碼盤下落的高度為h時,小車沿木板下滑的距離為2h,故小車的加速度為砝碼盤的2倍,選項(xiàng)A錯誤;由于砝碼盤加速下落,故處于失重狀態(tài),選項(xiàng)B錯誤;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)帶來誤差,故要求細(xì)繩一定平行于木板方向,選項(xiàng)C正確;對砝碼盤由牛頓第二定律有mg2FTma,解得測力計的讀數(shù)FTm(ga),選項(xiàng)D錯誤;由于本實(shí)驗(yàn)利用測力計可以直接讀出細(xì)繩的拉力,故不需要砝碼和砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,選項(xiàng)E錯誤;(2)由題意知時間間隔T0.1 s,由xaT2,可知a102m/s20.88 m/s;(3)根據(jù)牛頓第二定律Fma,可知aF,選項(xiàng)A正確4(2016吳起5月模擬)某課外活動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“動能定理”如圖甲所示,他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細(xì)繩,測出拉力F1用位移傳感器測出小車的位移x和瞬時速度v.已知小車質(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,vx圖象已經(jīng)畫出,如圖乙所示,請根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙內(nèi)圖丙中畫出Fx圖象,并求出x0.30 m到0.52 m過程中變力F做的功W0.18J,此過程動能的變化量Ek_0.17_J(保留2位有效數(shù)字).x/mF/Nv/ms0.301.000.000.310.990.310.320.950.440.350.910.670.400.810.930.450.741.100.520.601.30(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,可能不止一個正確選項(xiàng))A使拉力F要遠(yuǎn)小于小車的重力B使拉力F要遠(yuǎn)大于小車的重力C實(shí)驗(yàn)時要先平衡摩擦力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)題圖丙中畫出Fx圖象,根據(jù)Fx圖象可知,當(dāng)x10.30 m時,F(xiàn)11.00 N,x20.52 m時,F(xiàn)20.60 N,因此:W(x2x1)0.18 J.速度v隨位移x變化圖象可知:x10.30 m,v10,x20.52 m時,v21.30 m/s Ekm(vv)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)大于小車的重力,故A、B錯誤;當(dāng)平衡了摩擦力且細(xì)繩與滑板表面平行時,細(xì)繩上的拉力才等于小車所受合外力,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m1.5 kg的鉤碼P與質(zhì)量為M5.0 kg的小車Q組成的系統(tǒng)作為研究對象來驗(yàn)證動能定理,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)計時器,用導(dǎo)線將打點(diǎn)計時器跟頻率為50 Hz的交流電源相連C將小車Q放在木板上打點(diǎn)計時器的附近,紙帶穿過打點(diǎn)計時器的限位孔并與小車相連D細(xì)繩的一端與小車Q相連,另一端跨過滑輪與鉤碼P相連E接通打點(diǎn)計時器后釋放小車Q,打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)如圖乙所示圖中A、B、C、H是計數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間有4個記錄點(diǎn)未標(biāo)出,設(shè)紙帶上兩個相鄰的計數(shù)點(diǎn)之的時間間隔為T.乙(1)紙帶上兩個相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔T_0.1_s.(2)由圖乙所示的紙帶,通過分析計算可知,小車Q運(yùn)動中受到的阻力f_2_N.(3)從打點(diǎn)計時器打下B點(diǎn)到打下C點(diǎn)的過程中,對鉤碼P與小車Q組成的系統(tǒng),合外力做的功為W_(mgf)s2_(用M、m、g、f、T、s1、s2、s3、中的相關(guān)符號表示);鉤碼P與小車Q組成的系統(tǒng)動能的改變量Ek(s2s3)2(s1s2)2(用M、m、g、f、T、s1、s2、s3、中的相關(guān)符號表示)(4)該實(shí)驗(yàn)中,每次實(shí)驗(yàn)所求得的W都略大于Ek,引起該實(shí)驗(yàn)誤差的原因是_鉤碼P下落過程中受到空氣的阻力_(只需填寫一個即可)解析:(1)相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T5T0,T0為打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期,即T00.02 s,故T0.1 s(2)由紙帶可求得小車運(yùn)動時的加速度a由牛頓第二定律得mgf(Mm)a解得f2 N(3)從B到C的過程中,合外力做的功為W(mgf)s2由紙帶可知:vB,vC則Ek(Mm)(vv)(s2s3)2(s1s2)2(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析,W略大于Ek的原因有:鉤碼P下落過程中受到空氣的阻力;計算過程中忽略了滑輪的質(zhì)量即滑輪獲得的動能;滑輪轉(zhuǎn)動過程中受到軸、空氣的阻力等- 1.請仔細(xì)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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