物理2015年高考三维设计专题复习周计划课时跟踪训练(十五)力学实验创新

物理2015年高考三维设计专题复习周计划课时跟踪训练(十五)力学实验创新内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (十五) 力学实验创新(限时 45 分钟)1创新点：利用光电门测量动摩擦因数为了测量物块和桌面之间的滑动摩擦因数，某同学设计了如图 1 所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上固定的两个光电门相距为 L0.5 m，滑块上挡光片宽度 d 用卡尺测得如图，质量为 m滑块通过细线与重物相连，通过力传感器获得细线的拉力 F 3 N，让滑块由静止释放，记录滑块的挡光片通过光电门 1、光电门 2 所用的时间分别为 s、t 2s，g 取 10 m/ 1(1)挡光片宽度为 d_)则滑块的加速度表达式为( 用题中所给符号表示)：_，滑块与桌面的滑动摩擦因数数值_(保留 2、两位有效数字 )(3)如果实验中力传感器出现问题后被拆掉，该同学用重物 P 的重力 替细线对滑块的拉力完成了实验，这种测量方法会导致的测量值偏_，为使误差尽可能减小应满足的实验条件是_。 2创新点：利用平衡法测量动摩擦因数(1)在一次探究活动中，甲同学用如图 2(a)所示的装置测量铁块 A 与放在水平桌面上的金属板 B 之间的动摩擦因数，已知铁块 A 的质量 属板 B 的质量 .0 水平恒力 F 向左拉金属板 B，使其向左运动，观察到 A 保持静止状态。 弹簧秤示数的放大情况如图所示，则 A、B 间的动摩擦因数 _。 (保留 1 位有效数字)( g10 m/世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2 3、)乙同学设计性地将纸带连接在金属板 B 的后面，用于完成练习使用打点计时器的实验，通过打点计时器连续打下一些计时点，取时间间隔为 0.1 s 的几个计数点，将测得的各相邻计数点间距离在图中标出，如图(b)所示。 乙同学依数据分析得出金属板的运动可认为是匀变速直线运动，则在打 C 点时金属板拉动的瞬时速度 v_m/s。 ( 保留两位有效数字)(3)多选打点计时器在纸带上打出的点迹。 直接记录了( )A物体运动的时间B物体在不同时刻的位置C物体在不同时间内的位移D物体在不同时刻的速度3创新点：利用拉力传感器和速度传感器“ 探究加速度与合外力的关系”用拉力传感器和速度传感器“探究加速度 a 与物体所受外 4、力 F 的关系” ，实验装置如图 3 所示，其中带滑轮的长木板始终处于水平位置。 实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力 F 大小，在长木板上相距为 L 的 A、B 两个位置分别安装速度传感器，记录小车到达 A、 B 两位置时的速率为 vA、v B。 图 3(1)用本题中测得的物理量写出加速度的表达式：a_ ；(2)本题中是否需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系。 _( 填“需要”或“不需要”)；光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)实验得到的图线可能是图乙中的_，因为_。 4创新点：探究滑块的最大速度某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。 实验步骤：用弹簧秤测 5、量橡皮泥和滑块的总重力，记作 G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图 4 所示。 在 A 端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作 F；图 4改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示：G/N 图 5 所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端 C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 P 连接，保持滑块静止，测量重物 P 离地面的高度 h；图 5滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的 D 点(未与滑轮碰撞)，测量 C、s。 完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出 FG 图线。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2) 6、由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数 _( 保留 2 位有效数字)。 (3)滑块最大速度的大小 v_( 用 h、s、 和重力加速度 g 表示)。 5创新点：探究电动自行车的最大速度及受到地面的平均阻力大小电动自行车因为绿色环保大行其道，在最近召开的人大会议上，代表们针对电动自行车的诸多问题再次提出了立法议案，其中一个问题就是车速问题。 某学校物理探究小组设计了一个实验来探究电动自行车的最大速度及受到地面的平均阻力大小。 实验的主要步骤是：找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线；骑上电动车用最大的速度驶过起点线时，从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；车驶过起点线后就不再通电，让车依靠惯性沿直线继续 7、前进；待车停下，记录电动车停下时的终点位置；用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离 s、起点线到终点的距离 L 及车把手处离地高度 h。 (空气阻力忽略不计)(1)电动车经过起点线时的速度 v_；( 用已知的物理量和所测量得到的物理量表示)(2)为了测出电动车受到的平均阻力大小，还需测量的物理量是_，电动车受到的平均阻力大小 _ ；(用已知的物理量和所测量得到的物理量表示)f(3)第二个问题是车道问题。 电动车国家新标准，从 2010 年 1 月 1 日起实施。 标准将“40 公斤以上、时速 20 公里以上的电动自行车，称为轻便电动摩托车或电动摩托车，划入机动车范畴”。 一辆电动自行车的铭牌上给出了 8、如下的技术参数表：规格 后轮驱动直流永磁毂电机车型 26电动自行车 整车质量 40 20 定输出功率 120 0 V 额定电流 质量为 M60 人骑此电动车沿平直公路行驶，所受阻力 为车和人总重的k，取 g10 m/在永磁毂电机以额定功率提供动力的情况下，人驾驶电动车的最大速度为_，若行驶在非机动车道上是否合法。 _。 6创新点：利用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置探究合外力做功与动能光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 某探究小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的相关实验思想、原理及操作，来探究合外力做功与动能的变化关系：图 7(1)多选下列做法正确的是 _。 ( 填字母代号)A调节滑 9、轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时，应将装有砝码的小桶通过定滑轮挂在小车上C实验时，先接通打点计时器的电源再放开小车D通过增减小桶里的砝码改变小车的牵引力时，不需要重新调节木板倾斜度(2)该探究小组通过实验得到了一条纸带，在纸带上选取 O、A、B、C 四个计数点( 如图 8 所示)。 已知打点计时器使用的交流电频率为 50 打 B 点时小车瞬时速度的大小为_m/s(保留三位有效数字 )。 图 87创新点：探究弹性势能与压缩量的关系某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。 (1)如图 9(a)，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在 10、上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数 k_N/m。 (g 取 9.8 m/码质量(g) 50 100 150弹簧长度()取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所示；调整导轨，当滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_。 (3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量 x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_。 (4)重复(3)中的操作，得到 v 与 x 的关系如图(c)。 由图可知，v 与 x 成_关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 解析：(1 11、)挡光片宽度 d20.0 2)滑块到光电门 1 的速度 ，到光电门 2 的速度 ，由 v 122得。 可解得 a3 m/s 2，再由 Fmg得 (2L(3)因重物 ，故这种测量方法会导致测量值偏大，但如果满足Mm，则误差较小。 答案：(1)2) 3)大Mm( (2析：(1)由 F 弾 ， F 弹 m 2)m/s。 )打点计时器在纸带上打出的点迹，直接记录了物体的运动时间和不同时刻的位置，而物体的位移和速度需测量计算，故选 案：(1)2)(3)析：(1)由 v a (2)因拉力传感器能直接测出小车所受的拉力大小，因此无需满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系。 (3)由 F Ff得：a F ，因没有平衡 12、摩擦力，aF 图线应为 C。 1m 1) (2) 不需要(3)C 没有平衡摩擦力析：(1)根据表中数据描点作出图像如图所示。 (2)根据 FG 可知，图像的斜率表示滑块和木板间的动摩擦因数，由图可知动摩擦因数为 3)根据滑块在木板上滑动的总距离为 s，由于重物 h，所以加速过程的距离也为 h，在此后的过程中在滑动摩擦力的作用下做匀减速运动，直到静止。 根据运动学公式 v2v 022得，v 202g( sh)，v。 2gs h答案：(1)如图所示(2)正确)(3) 2gs h5解析：(1)由 svt，h vs12 )由动能定理得： L0 ，现要测出电动机受到的平均阻力 ，还需要测出车和骑车人的总质量3)由 P FvF f fk (m 车 M) m/s21.6 km/h20 km/h，故该电动车行驶在非机动车道上不合法。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：(1)s (2) 车和骑车人的总质量 M)6 m/s不合法6解析：(1)调节滑轮高度，使细绳与长木板平行，平衡摩擦力时，不应悬挂小桶，但应拖上纸带，A 正确，B 错误；小车摩擦力平衡以后，不必每次操作均平衡摩擦力。