创新设计2016二轮物理全国通用专题复习专题五高考物理实验 第11讲力学实验

创新设计2016二轮物理全国通用专题复习专题五高考物理实验 第11讲力学实验内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 力学实验专题提升训练1.(2015浙江理综， 21)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验。 图 1(1)图 1 中 A、B、C、D、E 表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材 _；乙同学需在图中选用的器材_。 (用字母表示)图 2(2)某同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图 2 所示的两条纸带和。 纸带_的加速度大(填“” 或“”) ，其加速度大小为 _。 解析(1)“验证机械能守恒定律”一般采用重锤自由落体运动，使用纸带法测速度，所以要用到重锤和电火花打点计时器，即 A、B；“探究加速度与力、质量的关系” 2、实验一般以小车为研究对象，需改变小车质量，要用到纸带法测加速度，所以需要电火花计时器、小车、钩码，即 B、D、E。 (2)纸带相邻相等时间位移之差 .1 纸带的 a 可知世昌的博客 纸带加速度大，且可算得 a m/2.5 m/0 1) 2) (m/2015金丽衢十二校高三联考)用如图 3 所示的实验装置验证机械能守恒定律。 实验所用的电源为学生电源，输出电压为 6 V 的交流电和直流电两种。 重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。 图 3(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：直流输出”上；释放纸带，打出一条纸带；中没有必要进行的步 3、骤是_，操作不当的步骤是_。 (2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a 的数值。 根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点 A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图 4 所示。 使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式 a_。 (用 s1、s 2、s 3、s 4 及 f 表示)(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。 若已知当地重力加速度为 g。 还需要测量的物理量是_，试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中 受到的平均阻力大小F_。 高中物理资源 4、下载平台世昌的博客 (1)步骤 C 不必要，重锤的质量不需要测量，因为等式 点计时器使用的是低压交流电源，所以步骤 B 是错误的。 (2)为了减小实验误差，可以采用逐差法求加速度，有：s 4s 22，s 3s 12由以上两式得 a ；（s2）)由牛顿第二定律 知，要测阻力的大小，还要测重锤的质量 m，将加速度表达式代入，即得 Fmg。 （s2）1)CB(2) (3)重锤的质量 mmg （s2）s2）究物体运动加速度与外力关系”实验中，(1)某些同学不能得到当小车的质量一定时加速度 a 与作用力 F 成正比的正确图线，而是得出下列图线，请分别说出得到图中 A、B、C 三种图的原因。 得到 A 图的原 5、因是_；得到 B 图的原因是_；得到 C 图的原因是_。 (2)某同学在接通电源进行实验之前，将实验器材组装如图 5 所示，请你指出该装置中的错误或不妥之处(只需指出二处错误或不妥之处 )_。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (3)如图 6 为某同学实验中获得的一条纸带，A、B、C、D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出。 从图中读出 A、B 两点间距 s_ 点对应的速度是 _ m/s；加速度是 a_m/s 2(计算结果保留两位有效数字)。 图 6解析(1)A 图与纵轴有交点，说明没有拉力时就产生了加速度，即平衡摩擦力时木板抬起角度偏大；B 图与横轴有交点，说明拉力小时没有加速度， 6、拉力增大到一定值时才有加速度，说明平衡摩擦力时木板抬起角度偏小；C 图虽过原点但力 F 大时发生弯曲，不满足正比关系，即悬挂砂和砂桶的质量偏大，不满足 mM，不能忽略砂和砂桶的质量；(2)实验电源应该是 46 V 交流电；小车应停靠在打点计时器附近；应该抬起木板右端用来平衡摩擦力；(3)由图象可读出 间的距离 s于相邻计数点间有四个点没有画出，所以相邻计数点间的时间间隔 T0.1 s，而 C 点的速度 0.1 s；根据加速度一定时物体在连续相等的时间间隔内的位移之差为一恒量，即x CDx am/s 2。 答案(1)平衡摩擦力时木板抬起角度偏大平衡摩擦力时木板抬起角度偏小悬挂砂和砂桶的质量偏大，不 7、满足 mM(2)电源应该是 46 V 交流电；小车应该停靠在打点计时器附近；没有抬起木板右端用来平衡摩擦力。 (3)了探究在橡皮条弹力作用下小车的运动，某同学设计了如图 7 甲所示的实验，由静止释放小车，小车在处于伸长状态的橡皮条弹力的作用下向左运动，打点计时器打下的纸带如图乙所示。 0 计数点为打下的第一个点，该同学在测出计数点 2、3、4 到起点 0 的距离 x1、x 2、x 3 后，将纸带由图示位置剪断，将每段纸带的下端对齐，依次并排粘贴在直角坐标系中，连接各段纸带上端的中点画光滑曲线如图 8 所示。 对该实验结果的研究可知：高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)在有橡皮条弹力作用时，小车做加 8、速度_的运动。 )小车的最大速度出现在计数点_、_之间，设打点周期为 T，则由纸带测量数据可估算小车的最大速度 _，该估算值_( 选填“等于” 、 “大于”或“小于”)小车最大速度的真实值。 解析(1)依题意，图 8 可看作 vt 图象，由图中曲线可知，小车速度达到最大后做减速运动，说明小车与桌面间有摩擦力，因此小车的加速度 a。 在橡皮条弹力 F 的作F 车向左运动，橡皮条伸长量减小，弹力减小，当弹力 F 减小到等于摩擦力 速度为零，此时橡皮条仍然处于伸长状态，之后由于弹力小于摩擦力小车做减速运动，在弹力为零后小车只受摩擦力而做匀减速运动，图线为直线。 故在橡皮条弹力作用下，小车先加速后减速，加速 9、度先减小后反向增大，D 选项正确。 (2)在相同时间 T 内，速度越大，位移越大，因此小车的最大速度出现在位移大的一段，即计数点 2、3 之间。 最大速度接近并大于计数点 2、3 之间的平均速度，可以用 估算。 世昌的博客 (1)D(2)23 小于2015毫州市高三期末质量评估)如图 9 所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。 当小车在 1 条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为 W；当用 2 条、3 条、橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W 、。 图 9(1)图中电火花计时器的工作电压是_V 的交变电流；(2)实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡 10、皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是_；(3)图中小车上有一固定小立柱，下图给出了 4 种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是_；(4)在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图 10 所示。 打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)，小车获得的速度是 _m/s。 (计算结果保留两位有效数字)图 10解析(1)电火花计时器的工作电压是 220 V 的交变电流；(2) 用打点计时器打出纸带后，记录了位置和时间，如果计算速度还需要测出位移，故需要刻度尺；(3)实验的操作要求是使橡皮筋的 11、弹性势能全部转化为小车的动能，为避免橡皮筋与立柱之间相互作用，只有 A 符合要求；(4) 使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能后，小车做匀速运动，纸高中物理资源下载平台世昌的博客 ，由 v 得 vm/s。 1)220(2) 刻度尺(3)A(4)2015山东理综， 21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。 实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。 如图 11 甲所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为 2，记录弹簧秤的示数 F，测量并记录 2 间的距离(即橡皮筋的长度 l)。 每次将弹簧秤示数改变 ，测出所对应的 l，部分数据如下表所示：F(N) 0 出中 F 时橡皮筋两端的位置，重新标记为 O、O，橡皮筋的拉力记为。 在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。 用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到 O 点，将两笔尖的位置标记为 A、B，橡皮筋 的拉力记为 B 段的拉力记为 成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出 Fl 图线，根据图线求得 _2)测得。