（江蘇專版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十七 實驗課件.ppt

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1、專題十七實驗,高考物理(江蘇專用),考點一力學(xué)實驗 1.(2018江蘇單科,11,10分)某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質(zhì)滑輪,兩端各懸掛一只質(zhì)量為M的重錘。實驗操作如下: 用米尺量出重錘1底端距地面的高度H; 在重錘1上加上質(zhì)量為m的小鉤碼; 左手將重錘2壓在地面上,保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2,同時右手開啟秒表,在重錘1落地時停止計時,記錄下落時間; 重復(fù)測量3次下落時間,取其平均值作為測量值t。,五年高考,A組自主命題江蘇卷題組,請回答下列問題: (1)步驟可以減小對下落時間t測量的(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差。 (2)實驗要求小鉤碼的質(zhì)量m要比

2、重錘的質(zhì)量M小很多,主要是為了。 A.使H測得更準確 B.使重錘1下落的時間長一些 C.使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于2M D.使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等 (3)滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差。現(xiàn)提供一些橡皮泥用于減小該誤差,可以怎么做?,(4)使用橡皮泥改進實驗后,重新進行實驗測量,并測出所用橡皮泥的質(zhì)量為m0。用實驗中的測量量和已知量表示g,得g= 。,答案(1)偶然(2)B (3)在重錘1上粘上橡皮泥,調(diào)整橡皮泥質(zhì)量直至輕拉重錘1后松手,能觀察到其勻速下落。 (4),解析本題考查利用牛頓第二定律和勻變速直線運動規(guī)律測重力加速度。 (2)m相對M越小,系統(tǒng)的加速度越小,重錘1下落的時間就越長

3、,測量時間的相對誤差就越小,故選B。 (3)在重錘1上粘上橡皮泥,輕拉重錘1后松手,若能勻速運動,就說明平衡了摩擦阻力。 (4)系統(tǒng)勻加速下落的過程中有:H=at2 mg=(2M+m+m0)a 解得: g=。,疑難突破對于創(chuàng)新型的實驗,弄清實驗原理,一切問題就迎刃而解了。,,,2.(2017江蘇單科,10,8分)利用如圖1所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系。小車的質(zhì)量為M=200.0 g,鉤碼的質(zhì)量為m=10.0 g,打點計時器的電源為50 Hz的交流電。 圖1 (1)掛鉤碼前,為了消除摩擦力的影響,應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度,直至向左輕推小車觀察到。 (2)

4、掛上鉤碼,按實驗要求打出的一條紙帶如圖2所示。選擇某一點為O,依次每隔4個計時點取一個計數(shù)點。用刻度尺量出相鄰計數(shù)點間的距離x,記錄在紙帶上。計算打出各計數(shù)點時小,車的速度v,其中打出計數(shù)點“1”時小車的速度v1=m/s。 圖2 (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力,取g=9.80 m/s2,利用W=mgx算出拉力對小車做的功W。利用Ek=Mv2算出小車動能,并求出動能的變化量Ek。計算結(jié)果見下表。,請根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在方格紙上作出Ek-W圖像。 (4)實驗結(jié)果表明,Ek總是略小于W。某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的。用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算

5、出小車受到的實際拉力F=N。,答案(1)小車做勻速運動 (2)0.228 (3)如圖所示 (4)0.093,解析本題考查恒力做功與動能變化的關(guān)系。 (1)平衡摩擦力的方法是利用小車重力沿斜面向下的分力與摩擦力相平衡,故在此狀態(tài)下小車獲得速度后能勻速運動。 (2)由題意知相鄰計數(shù)點間時間間隔T=0.1 s,由=得v1== m/s=0.228 m/s。 (3)首先確定標(biāo)度:為充分利用方格紙,依據(jù)給定數(shù)據(jù)范圍及方格紙上格數(shù)多少,確定縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)皆從2.010-3 J開始,且每小格表示0.110-3 J。然后描點、連線,圖像見答案。 (4)對鉤碼有mg-F=ma,對小車有F=Ma,聯(lián)立可得:F=g=

6、9.8 N0.093 N。,方法指導(dǎo)作圖法處理實驗數(shù)據(jù) 利用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)的原則是使方格紙得到充分的利用,為此,坐標(biāo)可以不從零開始。連線的原則是作出平滑的曲線或直線,使盡可能多的點落在所連出的圖線上,不在線上的點,要使它們盡量對稱地分布在線的兩側(cè),顯著偏離線的點要舍去。,,3.(2016江蘇單科,11,10分)某同學(xué)用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律。一根細線系住鋼球,懸掛在鐵架臺上,鋼球靜止于A點。光電門固定在A的正下方,在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t可由計時器測出,取v=作為鋼球經(jīng)過A點時的速度。記錄鋼球每次下落的

7、高度h和計時器示數(shù)t,計算 并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小Ep與動能變化大小Ek,就能驗證機械能是否守恒。,圖1,(1)用Ep=mgh計算鋼球重力勢能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時的鋼球球心到之間的豎直距離。 A.鋼球在A點時的頂端 B.鋼球在A點時的球心 C.鋼球在A點時的底端 (2)用Ek=mv2計算鋼球動能變化的大小。用刻度尺測量遮光條寬度,示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù) 為cm。某次測量中,計時器的示數(shù)為0.010 0 s,則鋼球的速度為v=m/s。,圖2,(3)下表為該同學(xué)的實驗結(jié)果:,他發(fā)現(xiàn)表中的Ep與Ek之間存在差異,認為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點

8、?請說明理由。 (4)請你提出一條減小上述差異的改進建議。,答案(1)B(2)1.50(1.491.51都算對) 1.50(1.491.51都算對) (3)不同意,因為空氣阻力會造成Ek小于Ep,但表中Ek大于Ep。 (4)分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l,計算Ek時,將v折算成鋼球的速度v=v。,,解析(1)要考慮鋼球重力勢能的改變量大小,需要測量鋼球球心下降的高度h,因此要測量鋼球在釋放點和A點時球心之間的豎直距離,選項B正確。 (2)刻度尺的讀數(shù)為1.50 cm,鋼球的速度v== m/s=1.50 m/s。 (3)由動能定理可知,mgh-Wf=Ek,即Ep-Wf=Ek,EpEk,所

9、以空氣阻力會造成EpEk,但表中為EkEp,因此不同意他的觀點。 (4)鋼球球心和遮光條都繞懸點做圓周運動,但運動半徑不同,因此分別測出光電門和球心到懸點的長度L和l,遮光條在光電門處的速度v=,則鋼球的速度v=l,可以減小表中差異。,解題指導(dǎo)(1)鋼球高度的改變應(yīng)為鋼球球心間的高度差,因此應(yīng)測球心間的豎直距離。 (3)因存在空氣阻力,故重力勢能的改變量應(yīng)大于動能的改變量。 (4)不同半徑、同一圓心的圓周運動,其線速度不同,故應(yīng)將遮光條在光電門處的速度折算成鋼球球心處的速度。,考查點本題考查對驗證機械能守恒定律實驗原理的理解、刻度尺的讀數(shù)、實驗數(shù)據(jù)的處理、誤差分析和對實驗方法的分析與改進,主要

10、考查考生解決實驗問題的基本素養(yǎng),屬于中等難度題。,4.(2015江蘇單科,11,10分)某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律。實驗裝置如圖1所示,打點計時器的電源為50 Hz的交流電。 圖1 (1)下列實驗操作中,不正確的有。 A.將銅管豎直地固定在限位孔的正下方 B.紙帶穿過限位孔,壓在復(fù)寫紙下面 C.用手捏緊磁鐵保持靜止,然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D.在磁鐵下落的同時接通打點計時器的電源 (2)該同學(xué)按正確的步驟進行實驗(記為“實驗”),將磁鐵從管口處釋放,打出一條紙帶,取開始下落的一段,確定一合適的點為O點,每隔一個計時點取一個計數(shù)點,標(biāo)為1,2,,8。用刻度尺,量出各

11、計數(shù)點的相鄰兩計時點到O點的距離,記錄在紙帶上,如圖2所示。 圖2 計算相鄰計時點間的平均速度,粗略地表示各計數(shù)點的速度,抄入下表。請將表中的數(shù)據(jù)補 充完整。,(3)分析上表的實驗數(shù)據(jù)可知:在這段紙帶記錄的時間內(nèi),磁鐵運動速度的變化情況是;磁鐵受到阻尼作用的變化情況是。 (4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復(fù)上述實驗操作(記為“實驗”),結(jié)果表明磁鐵下落的運動規(guī)律與自由落體運動規(guī)律幾乎相同。請問實驗是為了說明什么?對比實驗和的結(jié)果可得到什么結(jié)論?,答案(1)CD (2)39.0 (3)逐漸增大到39.8 cm/s逐漸增大到等于重力 (4)為了說明

12、磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用。磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用。,,解析(1)本實驗的目的是研究小磁鐵在銅管中下落時受電磁阻尼作用的運動規(guī)律,故實驗中必須保證小磁鐵除受重力、磁力外不受其他力的作用,故銅管需豎直地固定在限位孔正下方以保證磁鐵在下落過程中不與銅管摩擦與碰撞,A正確。紙帶穿過限位孔可以保證紙帶的正確方位,置于復(fù)寫紙下面可以保證打點清晰,B正確。釋放紙帶前應(yīng)手提紙帶上端使紙帶豎直,小磁鐵靜止,故C錯誤。釋放小磁鐵前應(yīng)先接通打點計時器的電源,待其工作穩(wěn)定后方可放開紙帶,D錯誤。(2)由圖2可得= cm/s=39.0 cm/s。(3)由表中數(shù)據(jù)可以看出,磁鐵運動 的速度在相

13、等時間內(nèi)的增量逐漸減小,最終保持39.8 cm/s的速度不變,即磁鐵運動中加速度逐漸減小,最終為零,則由mg-f=ma知阻尼作用逐漸增大直到等于重力。(4)見答案。,學(xué)習(xí)指導(dǎo)平時的學(xué)習(xí)過程中,當(dāng)有了做實驗的機會,一定要緊緊抓住,親自動手做一做,受益就在動手之時。學(xué)習(xí)過程中還應(yīng)注意培養(yǎng)觀察能力、分析能力和語言表述能力。,考查點本題考查實驗儀器的理解,實驗數(shù)據(jù)處理,以及對實驗方案和結(jié)論進行分析、評價等內(nèi)容,屬于中等難度題。,5.(2014江蘇單科,11,10分)小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則。 (1)實驗記錄紙如圖1所示,O點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置,兩彈簧測力計共同作用時,拉力F1和F2

14、的方向分別過P1和P2點;一個彈簧測力計拉橡皮筋時,拉力F3的方向過P3點。三個力的大小分別為:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N。請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力。 圖1 (2)仔細分析實驗,小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實驗結(jié)果。他用彈簧測力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同,于是進一步探究了拉伸過,程對橡皮筋彈性的影響。 實驗裝置如圖2所示,將一張白紙固定在豎直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O點,下端N掛一重物。用與白紙平行的水平力緩慢地移動N,在白紙上記錄下N的軌跡。重復(fù)上述過程,再次記錄下N的軌跡

15、。,圖2 圖3,A.橡皮筋的長度與受到的拉力成正比 B.兩次受到的拉力相同時,橡皮筋第2次的長度較長 C.兩次被拉伸到相同長度時,橡皮筋第2次受到的拉力較大 D.兩次受到的拉力相同時,拉力越大,橡皮筋兩次的長度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實驗探究,請對驗證力的平行四邊形定則實驗提出兩點注意事項。,兩次實驗記錄的軌跡如圖3所示。過O點作一條直線與軌跡交于a、b兩點,則實驗中橡皮筋分別被拉伸到a和b時所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為。 (3)根據(jù)(2)中的實驗,可以得出的實驗結(jié)果有哪些?()(填寫選項前的字母),答案(1)如圖F合=4.64.9 N都算對 (2)Fa=Fb(3)BD

16、(4)橡皮筋拉伸不宜過長;選用新橡皮筋。(或:拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的輕彈簧),解析(1)略。(2)分析端點N受力,設(shè)橡皮筋與豎直方向間的夾角為,由平衡條件易得橡皮筋的拉力F=mg/cos ,可見相同時橡皮筋拉力相同。(3)圖3中表示兩次拉力相同時橡皮筋的 長度之差,易知A錯誤、B正確。由圖中的兩軌跡間的距離變化可知,越大時長度差越大,結(jié)合F=mg/cos 知對應(yīng)的拉力越大,故D正確。因同樣拉力下橡皮筋第2次長度較長,故同樣長度下橡皮筋第2次所受拉力較小,C錯誤。(4)從能在記錄紙上完成實驗的角度考慮有:橡皮筋不宜過長,O點位置應(yīng)靠近木板邊緣,所選標(biāo)度不能過小或過大等;從

17、能測出拉力及減小相對誤差角度考慮有:拉力不宜過大或過小,兩力之間夾角不宜過大或過小等;從能保證兩次測量中力的作用效果相同的角度考慮有:選用新的、彈性好的橡皮筋或換用彈性好的輕彈簧等。,規(guī)范答題許多實驗題中有作圖的要求,規(guī)范作圖是規(guī)范解答實驗中很重要的一項。首先作圖工具要規(guī)范,要用鉛筆、直尺、三角板、圓規(guī)等工具,如本題中要用直尺和三角板嚴格規(guī)范地作平行四邊形,不能大致平移。其次要統(tǒng)一標(biāo)度,題中兩個分力和合力要使用統(tǒng)一的標(biāo)度。最后畫圖要規(guī)范,如題中三個力都要用實線畫出,平行四邊形的另外兩條邊為輔助線,要用虛線畫,注意虛實分明。三個力都要標(biāo)出箭頭,并且強調(diào)線段的長度是從起點到箭頭之間的長度,表示力的

18、大小,多余部分要擦掉。,考查點本題考查力的平行四邊形定則、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗原理分析、實驗結(jié)論得出及對結(jié)論的分析、評價等內(nèi)容,屬于中等難度題。,6.(2013江蘇單科,11,10分)某興趣小組利用自由落體運動測定重力加速度,實驗裝置如圖所示。傾斜的球槽中放有若干個小鐵球,閉合開關(guān)K,電磁鐵吸住第1個小球。手動敲擊彈性金屬片M,M與觸頭瞬間分開,第1個小球開始下落,M迅速恢復(fù),電磁鐵又吸住第2個小球。當(dāng)?shù)?個小球撞擊M時,M與觸頭分開,第2個小球開始下落這樣,就可測出多個小球下落的總時間。,C.用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度 D.手動敲擊M的同時按下秒表開始計時 (2)實驗

19、測得小球下落的高度H=1.980 m,10個小球下落的總時間T=6.5 s?？汕蟪鲋亓铀俣萭=m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)在不增加實驗器材的情況下,請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法。 (4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間t磁性才消失,因此,每個小球的實際下落時間與它的測量時間相差t,這導(dǎo)致實驗誤差。為此,他分別取高度H1和H2,測量n個小球下落的總時間T1和T2。他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除t對實驗結(jié)果的影響?請推導(dǎo)說明。,(1)在實驗中,下列做法正確的有。 A.電路中的電源只能選用交流電源 B.實驗前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方,答案(1)BD(2)9.4 (3)增加小球下

20、落的高度;多次重復(fù)實驗,結(jié)果取平均值。(其他答案只要合理也可) (4)由H1=g和H2=g 可得g=,因此可以消去t的影響。,解析(1)M與觸頭接觸期間,電磁鐵應(yīng)保持磁性存在,故電源用直流電源和交流電源均可,A項錯誤;實驗中要通過小球撞擊M斷開電路來釋放下一小球,故M必須在電磁鐵正下方,B項正確;小球下落的高度應(yīng)為電磁鐵下端到M的豎直距離減去小球直徑,C項錯誤;手敲擊M瞬間,小球1即開始下落,故應(yīng)同時開始計時,D項正確。 (2)H=gt2=g()2 所以g== m/s2 =9.4 m/s2 (3)由g=可知,誤差主要來源于H和T的測量,故增加H,或者對H、T多次測量求平均值,均 可有效減小誤差

21、,另外,作出H-T2圖像,從圖線斜率k=求得g,也可有效減小誤差。 (4)見答案。,學(xué)習(xí)指導(dǎo)本題告訴我們,實驗復(fù)習(xí)要講究靈活多變。有時實驗?zāi)康南嗤?但實驗裝置可以變化;有時實驗裝置相同,可以用其完成不同的實驗研究。因此,實驗復(fù)習(xí)時要真正理解實驗原理和方法,感悟體會實驗方案設(shè)計的巧妙之處,知道實驗操作的目的和注意事項,掌握處理實驗數(shù)據(jù)的常用方法,明白產(chǎn)生誤差的原因,并將這些實驗技能靈活地遷移到創(chuàng)新實驗問題的解決中。,考查點本題利用考生熟悉的實驗裝置、實驗原理和方法設(shè)計了一個測量重力加速度的實驗,在問題的解決過程中考查考生的獨立思考、科學(xué)探究的能力。屬于較難題。,7.(2012江蘇單科,11,10

22、分)為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù),小亮設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗。實驗中,當(dāng)木塊A位于水平桌面上的O點時,重物B剛好接觸地面。將A拉到P點,待B穩(wěn)定后靜止釋放,A最終滑到Q點。分別測量OP、OQ的長度h和s。改變h,重復(fù)上述實驗,分別記錄幾組實驗數(shù)據(jù)。 (1)實驗開始時,發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪。請?zhí)岢鰞蓚€解決方法。 (2)請根據(jù)下表的實驗數(shù)據(jù)作出s-h關(guān)系的圖像。,(3)實驗測得A、B的質(zhì)量分別為m=0.40 kg、M=0.50 kg。根據(jù)s-h圖像可計算出A木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)=。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) (4)實驗中,滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致的測量結(jié)果(選填“偏大”或“偏小”)。,答案

23、(1)減小B的質(zhì)量;增加細線的長度(或增大A的質(zhì)量;降低B的起始高度)(2)如圖 (3)0.4(4)偏大,解析(1)由PO根據(jù)能量守恒有 Mgh=(m+M)v2+mgh, 由OQ有mv2=mgs, 解之有: s=h=-1h=-h?？梢娨苊饽緣KA撞到滑輪,需減小s,方法有減 小h、M或增大m。另外,增加細線長度時可使O點左移,即使s不變的情況下也可避免木塊A與滑輪的撞擊。 (2)見答案。 (3)將M、m代入上式可得s=h,可見s-h圖線的斜率k=。再由(2)中圖線得到斜率k= ,聯(lián)立可得=0.4。 (4)當(dāng)滑輪有摩擦?xí)r,由上式計算得到木塊A到達O點的速度v偏大,從而使=偏大。,8.(2011

24、江蘇單科,10,8分)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”。彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。,答案(1)3.6(2)D (3)改變彈簧測力計B拉力的大小; 減小重物M的質(zhì)量。 (或?qū)更換成較大量程的彈簧測力計、改變彈簧測力計B拉力的方向等),(3)某次實驗中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針稍稍超出量程,請您提出兩個解決辦法。,(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為N。 (2)下列不必要的

25、實驗要求是。(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母) A.應(yīng)測量重物M所受的重力 B.彈簧測力計應(yīng)在使用前校零 C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行 D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置,,解析(1)由圖知彈簧測力計的分度值為0.2 N,按“二分之一”估讀法可知小數(shù)點后保留一位,故讀得結(jié)果為3.6 N。 (2)本實驗是利用平衡條件確定兩拉力的合力與重物M所受重力等值反向,故A是必要的。因彈簧測力計的零點誤差影響到各拉力的測量值,且不能保證各拉力的真實值之比與測量值之比相等,故B也是必要的。因只有拉線方向與木板平行時才能保證各力在豎直板上記錄的方向與真實方向相同,故C亦是必要的。由于本實驗中只需測

26、出兩拉力的大小和方向以及重物的重力即可驗證平行四邊形定則,而測力計A的拉力不同時O點的位置就不同,故不可能也無必要使O點靜止在同一位置,答案為D。 (3)見答案。,評析本題在合力的確定上相對教材上實驗方法有創(chuàng)新,且減少了實驗步驟,在第(3)問中提出了開放性的問題,體現(xiàn)了新課程改革的要求,本題為一道好題。,1.(2018課標(biāo),22,5分)如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤;一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針。 現(xiàn)要測量圖(a)中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時,移動游標(biāo),使其零刻度線對準指針,此時標(biāo)尺

27、讀數(shù)為1.950 cm;當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時,移動游標(biāo),再次使其零刻度線對準指針,標(biāo)尺示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2,此彈簧的勁度系數(shù)為N/m(保留3位有效數(shù)字)。,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,答案3.77553.7,,解析本題考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法和胡克定律。此標(biāo)尺為二十分度的標(biāo)尺,精確度為0.05 mm,讀數(shù)=整毫米數(shù)(主尺)+n精確度,所以讀數(shù)為37 mm+150.05 mm=37.75 mm=3.775 cm。 當(dāng)托盤中放入砝碼穩(wěn)定時,彈簧的伸長量x=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm。由平衡條件

28、得F=mg,由胡克定律得F=kx,聯(lián)立得k=53.7 N/m。,2.(2018課標(biāo),23,9分)某同學(xué)用圖(a)所示的裝置測量木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)?？邕^光滑定滑輪的細線兩端分別與木塊和彈簧秤相連,滑輪和木塊間的細線保持水平,在木塊上方放置砝碼。緩慢向左拉動水平放置的木板,當(dāng)木塊和砝碼相對桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動時,彈簧秤的示數(shù)即木塊受到的滑動摩擦力的大小。某次實驗所得數(shù)據(jù)在下表中給出,其中f4的值可從圖(b)中彈簧秤的示數(shù)讀出。 圖(a),圖(b),圖(c),回答下列問題: (1)f4=N; (2)在圖(c)的坐標(biāo)紙上補齊未畫出的數(shù)據(jù)點并繪出f-m圖線; (3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板

29、與木塊之間的動摩擦因數(shù)及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f=,f-m圖線(直線)的斜率的表達式為k=; (4)取g=9.80 m/s2,由繪出的f-m圖線求得=。(保留2位有效數(shù)字),答案(1)2.75(2)如圖所示 (3)(M+m)gg(4)0.40,解析本題考查物體的平衡、滑動摩擦力的計算及分析圖像的能力。 (1)由圖可知彈簧秤的讀數(shù)為2.75 N。 (2)畫圖線時應(yīng)使盡可能多的點落在線上,不在線上的點應(yīng)均勻分布在線的兩側(cè)。 (3)以木塊和砝碼為研究對象,整體水平方向受木板的滑動摩擦力和細線的拉力,f=(M+m)g,整理得f=mg+Mg,故f-m圖線的斜率k=g。 (4)由圖知k=3.9 N

30、/kg,故==0.40。,3.(2018課標(biāo),22,6分)甲、乙兩同學(xué)通過下面的實驗測量人的反應(yīng)時間。實驗步驟如下: (1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準備用手指夾住下落的尺。 (2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應(yīng)時間為(用L、L1和g表示)。 (3)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm。乙的反應(yīng)時間為s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字) (4)寫出一條能提高測

31、量結(jié)果準確程度的建議:。,答案(2)(3)0.20(4)多次測量取平均值;初始時乙的手指盡可能接近尺子,,解析本題考查自由落體運動的應(yīng)用。 (2)(3)木尺做自由落體運動,由位移公式可得L-L1=gt2,解得t== s=0.20 s,4.(2018北京理綜,21,18分)用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。 圖1 主要實驗步驟如下: a.安裝好實驗器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復(fù)幾次。 b.選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當(dāng)作計時起點O(t=0),然后每隔相同的時間間隔T選取一個計數(shù)點,如圖2中A、B、C、D、E、F所示

32、。,圖2 c.通過測量、計算可以得到在打A、B、C、D、E點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3、 v4、v5 d.以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點,如圖3所示。 圖3,結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務(wù): (1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有和(填選項前的字母)。 A.電壓合適的50 Hz交流電源 B.電壓可調(diào)的直流電源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平(含砝碼) (2)在圖3中已標(biāo)出計數(shù)點A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點,請在該圖中標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標(biāo)點,并畫出v-t 圖像。 (3)觀察v-t圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據(jù)是。v-t圖

33、像斜率的物理意義是。 (4)描繪v-t圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度表示各計數(shù)點的瞬時 速度,從理論上講,對t的要求是(選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”);從實驗的角度看,選取的x大小與速度測量的誤差(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。,(5)早在16世紀末,伽利略就猜想落體運動的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時只能靠滴水計時,為此他設(shè)計了如圖4所示的“斜面實驗”,反復(fù)做了上百次,驗證了他的猜想。請你結(jié)合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。 圖4,答案(1)AC(2)如圖所示 (3)小車的速度隨時間均勻變化

34、加速度 (4)越小越好有關(guān) (5)如果小球的初速度為0,其速度vt,那么它通過的位移xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。,解析本題考查研究勻變速直線運動規(guī)律的實驗。 (1)打點計時器所用電源為50 Hz的交流電源,測量各計數(shù)點間距離需用刻度尺。 (2)圖見答案。 (3)因為小車的速度隨時間均勻變化,所以小車做勻加速直線運動。由勻加速直線運動中速度v=v0+at,可知v-t圖像斜率的物理意義是加速度。 (4)=,若用 表示瞬時速度,t越小越好,而選取的x大小會影響速度測量值與真實值的偏 差大小。 (5)設(shè)v0=0,v=at,而x=at2,故可

35、通過位移隨時間的變化情況,判斷速度隨時間的變化情況。,解題關(guān)鍵實驗原理的認識 (1)圖像法是實驗中常用的方法,要學(xué)會通過圖像分析問題。 (2)測量量的轉(zhuǎn)換是實驗中的常用手段,當(dāng)某一個物理量不易測量時,可通過該量與其他量的關(guān)系式,轉(zhuǎn)換成其他可測量的物理量。如將速度的測量轉(zhuǎn)換成位移的測量。,,5.2018天津理綜,9(2)某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。 具體操作前,同學(xué)們提出了如下關(guān)于實驗操作的建議,其中正確的有。 A.橡皮條應(yīng)和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上 B.重復(fù)

36、實驗再次進行驗證時,結(jié)點O的位置可以與前一次不同 C.使用測力計時,施力方向應(yīng)沿測力計軸線;讀數(shù)時視線應(yīng)正對測力計刻度 D.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計時的拉力 該小組的同學(xué)用同一套器材做了四次實驗,白紙上留下的標(biāo)注信息有結(jié)點位置O、力的標(biāo)度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是。,,解析本題考查“驗證力的平行四邊形定則”實驗。 橡皮條的彈力方向不需要在兩繩套夾角的角平分線上,選項A錯誤;重復(fù)實驗,結(jié)點O的位置與上次實驗無關(guān),可以不同,選項B正確;使用測力計時,為避免彈簧與外殼的摩擦,要求施力方向應(yīng)沿測力計軸線方向,讀

37、數(shù)時視線應(yīng)正對測力計刻度,選項C正確;拉力小于彈簧測力計的量程即可,選項D錯誤。 “驗證力的平行四邊形定則”實驗中,在不超測力計量程的前提下,拉力應(yīng)盡量大些;確定拉力方向時,所描點應(yīng)與O點的距離大些;兩繩套夾角不能過大或過小;作圖示時,所選標(biāo)度越小,精度越高。綜上所述,應(yīng)選B。,答案BCB,知識拓展在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,選取合適的標(biāo)度,按比例作平行四邊形,求F1和F2的合力,而力F方向應(yīng)與橡皮條方向共線。,,,6.(2017課標(biāo),22,5分)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動,用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實驗時,保持桌面水平

38、,用手輕推一下小車。在小車運動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴) 圖(a) 圖(b),(1)由圖(b)可知,小車在桌面上是(填“從右向左”或“從左向右”)運動的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為m/s,加速度大小為m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字),答案(1)從右向左(2)0.190.037,,解析本題考查研究勻變速直線運動。(1)由于小車獲得速度后在摩擦力作用下減

39、速運動,故相鄰水滴間的距離逐漸減小,結(jié)合圖(b)可知小車向左運動。(2)由題意知,30 s內(nèi)滴下46滴水,共45個時間間隔,故相鄰兩滴水的時間間隔T= s= s。由勻變速直線運動中平均速度等于中 間時刻的瞬時速度可得vA= mm/s=0.19 m/s。由逐差法得小車運動的加速度為a= mm/s2=0.037 m/s2。,方法技巧“紙帶”的處理 處理“紙帶”時,對于勻變速直線運動,求某點的瞬時速度需利用=,求加速度時應(yīng)利用x= aT2。當(dāng)需要考慮減小偶然誤差時,應(yīng)采用逐差法求加速度。,,7.(2017課標(biāo),22,6分)某同學(xué)研究在固定斜面上運動物體的平均速度、瞬時速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器

40、材有:斜面、滑塊、長度不同的矩形擋光片、光電計時器。 實驗步驟如下: 如圖(a),將光電門固定在斜面下端附近;將一擋光片安裝在滑塊上,記下?lián)豕馄岸讼鄬τ谛泵娴奈恢?令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑; 當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時,用光電計時器測得光線被擋光片遮住的時間t; 用s表示擋光片沿運動方向的長度如圖(b)所示,表示滑塊在擋光片遮住光線的t時間內(nèi) 的平均速度大小,求出;,將另一擋光片換到滑塊上,使滑塊上的擋光片前端與中位置相同,令滑塊由靜止開始下滑,重復(fù)步驟、; 多次重復(fù)步驟; 利用實驗中得到的數(shù)據(jù)作出-t圖,如圖(c)所示。 圖(c) 完成下列填空: (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小

41、,用vA表示擋光片前端到達光電門時滑塊的瞬時速度大小,,則與vA、a和t的關(guān)系式為=。 (2)由圖(c)可求得,vA=cm/s,a=cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),答案(1)vA+t(2)52.116.3,,解析本題考查勻變速直線運動的基本規(guī)律、利用光電門測量平均速度的實驗方法,考查學(xué)生的實驗?zāi)芰蛿?shù)據(jù)處理能力。擋光片通過光電門的平均速度等于t時間段的中間時刻的 速度 由v=v0+at可知=vA+a 即=vA+at,由圖像的截距可知vA=52.12 cm/s52.1 cm/s 其斜率k=a,故滑塊的加速度a=2k=16.3 cm/s2,審題指導(dǎo)在本實驗中,每次換不同擋光片時,題給條件要求

42、下滑前,擋光片前端相對于斜面的位置都相同,且滑塊都由靜止開始下滑,這表明每次下滑實驗中擋光片開始遮光時滑塊的瞬時速度都是相同的,都是vA。因此根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,很容易可以寫出=vA+a。,,8.(2017課標(biāo),22,6分)某探究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(位于圖示部分之外),另一端P位于y軸上的A點時,橡皮筋處于原長。 (1)用一只測力計將橡皮筋的P端沿y軸從A點拉至坐標(biāo)原點O,此時拉力F的大小可由測力計讀出。測力計的示數(shù)如圖(b)所示,F的大小

43、為N。 (2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點;現(xiàn)使用兩個測力計同時拉橡皮筋,再次將P端拉至O點。此時觀察到兩個拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測力計的示數(shù)讀出兩個拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。 ()用5 mm長度的線段表示1 N的力,以O(shè)為作用點,在圖(a)中畫出力F1、F2的圖示,然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合;,圖(a) 圖(b),()F合的大小為N,F合與拉力F的夾角的正切值為。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實驗所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實驗驗證了力的平行四邊形定則。,答案(1)4.0(2)()F1、F2和F合如圖所

44、示 ()4.00.05,,解析(1)測力計讀數(shù)時需要進行估讀,此測力計分度值為0.2 N,則F的大小為4.0 N。 (2)()作力的圖示時,要選好標(biāo)度,再根據(jù)F1、F2的方向及大小作出相應(yīng)兩力的圖示,圖見答案。分別以F1、F2為鄰邊作平行四邊形,并作出對角線,即得F合。 ()表示F合的線段的長度為20.0 mm,根據(jù)標(biāo)度算出F合大小為4.0 N。實際合力F的方向沿AO方向,對角線為F合方向,則兩者夾角的正切值tan === 0.05。,命題意圖本題考查驗證力的平行四邊形定則實驗。,易錯分析測力計讀數(shù)時要注意估讀。,,9.(2016課標(biāo),22,5分)某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定

45、律,其中打點計時器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。 圖(a) 圖(b) 該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率f,需要用實驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算。,(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點計時器打出B點時,重物下落的速度大小為,打出C點時重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。 (2)已測得s1=8.89 cm,s2=9.50 cm,s3=10.10 cm;當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2,實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1

46、%。由此推算出f為Hz。,答案(1)(s1+s2)f(s2+s3)f(s3-s1)f2(2)40,,解析(1)勻變速直線運動中,某一段位移的平均速度等于中間時刻的瞬時速度:vB==(s 1+s2)f,同理vC=(s2+s3)f,加速度a==(s3-s1)f2。 (2)由牛頓第二定律可知:mg-0.01mg=ma a=0.99g 又由(1)問知:a= 聯(lián)立得f=40 Hz,解題指導(dǎo)(1)考查通過處理紙帶求瞬時速度和加速度的方法。(2)要求推算打點計時器所用電源的頻率,問題新穎,但應(yīng)注意到加速度表達式中,加速度與頻率的相關(guān)性,只要知道加速度就可求出頻率。由給出的受力情況,根據(jù)牛頓第二定律可求出加速

47、度,再代入第(1)問中加速度的表達式求出頻率。,,10.(2016課標(biāo),23,10分)某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中,置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010 kg。實驗步驟如下: 圖(a) (1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車,并使

48、輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。 (3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示;由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。,(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a-n圖像。從圖像可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。 圖(b),圖(c) (5)利用a-n圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8 ms-2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)

49、,下列說法正確的是(填入正確選項前的標(biāo)號)。 A.a-n圖線不再是直線 B.a-n圖線仍是直線,但該直線不過原點,C.a-n圖線仍是直線,但該直線的斜率變大,答案(3)0.39(2分。在0.370.49范圍內(nèi)都給分) (4)如圖所示(3分) (5)0.45(3分。在0.430.47范圍內(nèi)都給分) (6)BC(2分。選對一個給1分,有選錯的不給這2分),解析(3)由s=at2得:a=,在s-t圖像中找一點坐標(biāo),代入公式即可求出a。 (5)對小車和鉤碼組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律:nmg=(M+Nm)a,則a==,a-n圖 像的斜率k=,從而可解出M。 (6)對于已平衡摩擦力的情況,對整體應(yīng)用牛頓第

50、二定律:nmg=(M+Nm)a,則a=n;對于 木板水平的情況,對整體應(yīng)用牛頓第二定律:nmg-M+(N-n)mg=(M+Nm)a,整理得:a=n -g,比較可見,B、C均正確。,易錯點撥(3)(5)中的計算結(jié)果一定要按照有效數(shù)字的位數(shù)要求填寫。畫a-n圖像時,所畫直線要符合以下要求:讓盡可能多的點落在直線上;不能落在直線上的點要均勻分布于直線的兩側(cè);一定要利用直尺畫線。,,11.(2016課標(biāo),22,6分)某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進行探究,實驗裝置如圖(a)所示:輕彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一物塊接觸而不連接,紙帶穿過打點計時器并與物塊連接。向左推物塊使彈簧壓縮一段距

51、離,由靜止釋放物塊,通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。 圖(a) (1)實驗中涉及下列操作步驟: 把紙帶向左拉直 松手釋放物塊,接通打點計時器電源 向左推物塊使彈簧壓縮,并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是(填入代表步驟的序號)。 (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實際打點結(jié)果。打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz。由M紙帶所給的數(shù)據(jù),可求出在該紙帶對應(yīng)的實驗中物塊脫離彈簧時的速度為m/s。比較兩紙帶可知,(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實驗中彈簧被壓縮后的彈性勢能大。 圖(b),答案(1)(2

52、)1.29M,,解析(1)實驗步驟中,一定要注意接通打點計時器電源之后再松手釋放物塊。若次序搞反,可能造成物塊已離開桌面但打點計時器還沒有開始工作。 (2)從紙帶上看,最后兩個數(shù)據(jù)2.58 cm、2.57 cm相差不大,表示物塊已經(jīng)脫離彈簧,所以速度v=10-2 m/s1.29 m/s,同理可計算出打下L紙帶時物塊脫離彈簧的速度要小一些。,1.(2016浙江理綜,21,10分)某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實驗中,測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m。如圖1所示,用彈簧OC和彈簧秤a、b做“探究求合力的方法”實驗。在保持彈簧伸長1.00 cm不變的條件下, (1)若彈簧秤a、b間

53、夾角為90,彈簧秤a的讀數(shù)是N(圖2中所示),則彈簧秤b的讀數(shù)可,C組教師專用題組,能為N。 (2)若彈簧秤a、b間夾角大于90,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,則彈簧秤a的讀數(shù)、彈簧秤b的讀數(shù)(填“變大”、“變小”或“不變”)。,答案(1)3.003.023.94.1(有效數(shù)不作要求) (2)變大變大,,解析保持彈簧OC伸長1.00 cm不變,其彈力F彈=kx=5001.0010-2 N=5 N保持不變。 (1)在圖1中,彈簧秤a、b的拉力Fa、Fb的合力F=F彈,如圖所示。 讀圖2可知Fa=3.00 N 故Fb==4.00 N (2)減小彈簧秤b與彈簧OC的

54、夾角意味著增大上圖中Fb與F的夾角,根據(jù)平行四邊形定則可知Fa、Fb均變大。,疑難突破在保持Fa與合力F夾角不變的情況下,分析Fb與F夾角變化時Fa、Fb的變化情況為動態(tài)平衡的分析問題,這類問題用矢量圖分析最為簡捷,如圖所示。,,2.2016北京理綜,21(2)利用圖1所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。 圖1 為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間的。 A.動能變化量與勢能變化量 B.速度變化量與勢能變化量 C.速度變化量與高度變化量 除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是。,A.交流電源B.刻度尺C.

55、天平(含砝碼) 實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到圖2所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。 已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中,重物的重力勢能變化量Ep=,動能變化量Ek=。 圖2 大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示,重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是。 A.利用公式v=gt計算重物速度 B.利用公式v=計算重物速度 C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D.沒有采用多次實驗取平均值的方法,某同學(xué)想用下述方法研究機械能是否守恒:在紙帶上選取多個計

56、數(shù)點,測量它們到起始點O的距離h,計算對應(yīng)計數(shù)點的重物速度v,描繪v2-h圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒。請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。,答案AAB-mghBmC 見解析,,解析重物的機械能指它的動能和重力勢能,所以機械能是否守恒要看動能和重力勢能變化量是否相等,所以選A項。 因為電磁打點計時器用6 V以下交流電源,所以A項器材需要;實驗中需要用刻度尺測紙帶上點間距離,所以B項器材需要;因為動能變化、重力勢能變化都是對同一重物而言的,所以不需要測它的質(zhì)量,故C項不需要。 從打O點到打B點的過程中重物的重力勢能在減少,所以Ep=-mghB,再由=

57、得打B點時重 物的速度為vB=,故動能變化量為Ek=m-0=m。 因為做實驗時存在空氣阻力和紙帶與打點計時器間的摩擦阻力,故重物下落過程不是自由落體運動,所以|Ep|Ek,所以C項正確。 該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。在重物下落h的過程中,若阻力 f 恒定,根據(jù)mgh-fh=mv2-0v2= 2(g-)h可知,v2-h圖像就是過原點的一條直線。要想通過v2-h圖像的方法驗證機械能是否守 恒,還必須看圖像的斜率是否接近2g。,3.2016天津理綜,9(2)某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動。 實驗中,必要的措施是。 A.細線必須與長木板平行 B.先接通電源再釋放小車 C.小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的

58、質(zhì)量,D.平衡小車與長木板間的摩擦力 他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計數(shù)點如圖所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,圖中未畫出)。s1=3.59 cm,s2=4.41 cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm。則小車的加速度a=m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)),打點計時器在打B點時小車的速度vB=m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),答案AB0.800.40,,解析若細線與長木板不平行,隨著小車逐漸靠近滑輪,細線與水平方向的夾角增大,小車所受合力隨之變化,因此小車的加速度發(fā)生變化,即小車不做勻變速

59、直線運動,故細線必須與長木板平行,A選項必要。先接通電源,待打點計時器穩(wěn)定工作后再釋放小車,點跡按勻變速運動規(guī)律顯現(xiàn)在紙帶上;若先釋放小車再接通電源,則開始階段點跡不規(guī)律,誤差較大,故B項必要。該實驗研究小車的勻變速直線運動,與小車所受到的合力及合力大小的計算無關(guān),故C、D項不必要。 交流電的頻率為f=50 Hz,相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔t=0.1 s,由逐差法可求小車的加速度。 a==0.80 m/s2 vB== m/s=0.40 m/s,4.2016四川理綜,8,6分用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上,左端固定,右端在O點;在O點右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門

60、,計時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連。先用米尺測得B、C兩點間距離s,再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A,靜止釋放,計時器顯示遮光片從B到C所用的時間t,用米尺測量A、O之間的距離x。 (1)計算滑塊離開彈簧時速度大小的表達式是。 (2)為求出彈簧的彈性勢能,還需要測量。 A.彈簧原長,B.當(dāng)?shù)刂亓铀俣?C.滑塊(含遮光片)的質(zhì)量 (3)增大A、O之間的距離x,計時器顯示時間t將。 A.增大B.減小C.不變,答案(1)(2)C(3)B,解析(1)滑塊離開彈簧后做勻速運動,則速度的大小為。(2)彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化成滑 塊的動能,即Ep彈=mv2,故除了測量速度外,還要測量滑塊(含遮光

61、片)的質(zhì)量。(3)增大x,彈簧彈 性勢能增大,滑塊離開彈簧后的速度增大,故從B到C所用的時間減小。,,,5.(2015浙江理綜,21,10分)甲同學(xué)準備做“驗證機械能守恒定律”實驗,乙同學(xué)準備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。 圖1 (1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實驗器材,甲同學(xué)需在圖中選用的器材;乙同學(xué)需在圖中選用的器材。(用字母表示),圖2 (2)乙同學(xué)在實驗室選齊所需器材后,經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶和。紙帶的加速度大(填“”或“”),其加速度大小為。,答案(1)ABBDE(2)(2.50.2) m/s2,,解析(1)做“驗證機械能守恒

62、定律”實驗時,需在圖中選用:A重錘,B電火花打點計時器;做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時,需在圖中選用:B電火花打點計時器,D小車,E鉤碼。 (2)在紙帶中x1=1.0 mm。 在紙帶中x2=0.5 mm。 所以x1x2再由x=aT2可得紙帶的加速度大,其值為a== m/s2=2.5 m/s2。,6.2015重慶理綜,6(1)同學(xué)們利用如圖所示方法估測反應(yīng)時間。 首先,甲同學(xué)捏住直尺上端,使直尺保持豎直狀態(tài),直尺零刻度線位于乙同學(xué)的兩指之間。當(dāng)乙看見甲放開直尺時,立即用手指捏直尺,若捏住位置的刻度讀數(shù)為x,則乙同學(xué)的反應(yīng)時間為(重力加速度為g)。 基于上述原理,某同學(xué)用直尺制作測量反應(yīng)時

63、間的工具,若測量范圍為00.4 s,則所用直尺的長度至少為cm(g取10 m/s2);若以相等時間間隔在該直尺的另一面標(biāo)記出表示反應(yīng)時間的刻度線,則每個時間間隔在直尺上對應(yīng)的長度是的(選填“相等”或“不相等”)。,答案80不相等,,解析由x=gt2得乙同學(xué)的反應(yīng)時間為t=。當(dāng)t=0.4 s時,x=100.42 m=0.8 m=80 cm。 因為x=gt2,即x與t不是成線性關(guān)系,故對應(yīng)相同的時間間隔發(fā)生的位移不相等。,7.(2014大綱全國,22,6分)現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動。在一小物塊沿斜面向下運動的過程中,用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示。拍攝時頻閃頻率是10 Hz

64、;通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s。數(shù)據(jù)如下表所示。重力加速度大小g=9.80 m/s2。,單位:cm,根據(jù)表中數(shù)據(jù),完成下列填空: (1)物塊的加速度a=m/s2(保留3位有效數(shù)字)。 (2)因為,可知斜面是粗糙的。,答案(1)4.30(4分,填“4.29”或“4.31”同樣給分)(2)物塊加速度小于g=5.88 m/s2(或:物 塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)(2分),解析(1)a===4.30 m/s2 (2)見答案。,,,8.2014天津理綜,9(2),8分某同學(xué)把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,

65、將細繩一端拴在小車上,另一端繞過定滑輪,掛上適當(dāng)?shù)你^碼,使小車在鉤碼的牽引下運動,以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關(guān)系。此外還準備了打點計時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實驗裝置如圖所示。 若要完成該實驗,必需的實驗器材還有哪些。 實驗開始時,他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募毨K與木板平行。他這樣做的目的是下列的哪個(填字母代號)。,A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動 B.可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰 C.可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動 D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力 平衡摩擦力后,當(dāng)他用多個鉤碼牽引小車時,發(fā)現(xiàn)小車運動過快,致使

66、打出的紙帶上點數(shù)較少,難以選到合適的點計算小車速度。在保證所掛鉤碼數(shù)目不變的條件下,請你利用本實驗的器材提出一個解決辦法:。 他將鉤碼重力做的功當(dāng)做細繩拉力做的功,經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些。這一情況可能是下列哪些原因造成的(填字母代號)。 A.在接通電源的同時釋放了小車 B.小車釋放時離打點計時器太近 C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉 D.鉤碼做勻加速運動,鉤碼重力大于細繩拉力,答案刻度尺、天平(包括砝碼)D可在小車上加適量的砝碼(或鉤碼)CD,,解析計算小車的動能變化需用天平測質(zhì)量;在計算小車通過的位移、小車的瞬時速度時都需用刻度尺測距離。只有繩與板面平行時,才能保證小車運動中與板面間的壓力不變,才能保證小車所受摩擦力不變,才能保證平衡摩擦力后繩的拉力等于小車所受合力,故D正確。要增加紙帶上所打下點的數(shù)目,只有減小小車運動的加速度。在所掛鉤碼數(shù)目不變的情況下只有增大小車的質(zhì)量,即在車上增加砝碼或鉤碼。當(dāng)將鉤碼重力作為小車所受合力時,需滿足幾個條件:一是摩擦力被平衡,二是繩與板面平行,此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合力,但車加速運動時鉤碼加速下