(江蘇專版)版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十一 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

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1、 專題十一 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點(diǎn) 考題 考情 螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)力學(xué)基本實(shí)驗(yàn) 2017年T10考查探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系以及平衡摩擦力的方法 2016年T11考查基本測(cè)量?jī)x器如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的使用驗(yàn)證以及機(jī)械能守恒定律 2014年T11考查力的平行四邊形定則及平衡條件的應(yīng)用 高考熱點(diǎn)是(1)以打點(diǎn)紙帶的分析為載體,考查有關(guān)速度、加速度分析的實(shí)驗(yàn),以填空題為主;(2)以教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合光電門、頻閃照相和現(xiàn)代科技生活,考查實(shí)驗(yàn)分析、設(shè)計(jì)能力;(3)以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析為載體,考查學(xué)生分析評(píng)估能力. 備考時(shí)(1)強(qiáng)化基本儀器使用、讀數(shù)

2、方面的訓(xùn)練;(2)領(lǐng)會(huì)控制變量法、逐差法等在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理中的作用;(3)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)選取、實(shí)驗(yàn)情景與實(shí)驗(yàn)原理之間的因果邏輯推理. 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 2015年T11考查對(duì)紙帶運(yùn)動(dòng)情況探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 2013年T11利用自由落體運(yùn)動(dòng)考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 一、誤差與有效數(shù)字 1.誤差: 誤差 產(chǎn)生原因 大小特點(diǎn) 減小方法 系統(tǒng) 誤差 實(shí)驗(yàn)儀器不精確實(shí)驗(yàn)原理不完善實(shí)驗(yàn)方法粗略 總是偏大或偏小 更新儀器,完善原理,改進(jìn)方法 偶然 誤差 測(cè)量、讀數(shù)不準(zhǔn)確 可大可小 畫圖象或取平均值 2.有效數(shù)字: (1)有效數(shù)字的最后一位是測(cè)量者估讀出來的

3、,是偶然誤差的來源. (2)從數(shù)的左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字算起,如0.012 5為三位有效數(shù)字. 二、基本儀器的使用 1.長(zhǎng)度測(cè)量類儀器: (1)毫米刻度尺的讀數(shù):精確到毫米,估讀一位. (2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù): 游標(biāo)尺/mm 精度 /mm 測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n個(gè)刻線與主尺上的某刻度線正對(duì)時(shí))/mm 刻度 格數(shù) 刻度 總長(zhǎng)度 每小格與 1毫米差 10 9 0.1 0.1 主尺上讀的毫米數(shù)+0.1n 20 19 0.05 0.05 主尺上讀的毫米數(shù)+0.05n 50 49 0.02 0.02 主尺上讀的毫米數(shù)+0.02n (3)螺旋測(cè)微

4、器的讀數(shù):測(cè)量值=固定刻度整毫米數(shù)+半毫米數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀)×0.01 mm. 2.時(shí)間測(cè)量類儀器: (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s,一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則時(shí)間間隔為Δt=0.02×5 s=0.1 s. (2)頻閃照相機(jī):用等時(shí)間間隔獲取圖象信息的方法將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來. (3)光電計(jì)時(shí)器:記錄遮光時(shí)間. 三、兩類力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證力的平行四邊形定則,驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律. 2.探究性實(shí)驗(yàn):探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系,探究動(dòng)能定理. 3.兩種實(shí)驗(yàn)過程的比較: 類型 探究性實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 實(shí)

5、 驗(yàn) 過 程 ①提出問題 ②猜想與假設(shè) ③制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 ④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù) ⑤分析與論證 ⑥評(píng)估 ⑦交流與合作 ①實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ②實(shí)驗(yàn)器材 ③實(shí)驗(yàn)原理 ④實(shí)驗(yàn)步驟 ⑤數(shù)據(jù)分析 ⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)論 四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 1.列表法:在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí),為了簡(jiǎn)單而明顯地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系,可將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀裰校礊榱斜矸ǎ? 2.平均值法:把在同一狀態(tài)下測(cè)定的同一個(gè)物理量的若干組數(shù)據(jù)相加求和,然后除以測(cè)量次數(shù). 3.作圖法:用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便,有取平均值的效果.由圖線的斜率、截距、包圍的面積等可以研究物理量之間的關(guān)系. 考點(diǎn)

6、1| 螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 難度:低檔題 題型:實(shí)驗(yàn)題 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第57頁(yè)) 1.螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要估讀,以毫米為單位,小數(shù)點(diǎn)后必須為3位,同時(shí)注意固定刻度上的半刻度是否露出,如第1題中圖丁半刻度線露出,圖甲、乙、丙沒露出. 2.游標(biāo)卡尺不估讀,以毫米為單位,10分度卡尺,小數(shù)點(diǎn)后只有1位;20分度和50分度卡尺,小數(shù)點(diǎn)后有2位. 3.注意題目要求的單位是否為mm,若不是則要先以mm為單位讀數(shù),然后再轉(zhuǎn)變?yōu)轭}目要求的單位.第1、2題中毫米和厘米各半. ●考向1 螺旋測(cè)微器的讀數(shù) 1.(2017·成都檢測(cè))用螺旋測(cè)微器測(cè)不同規(guī)格的金屬絲的直徑,示數(shù)如圖11-1所示.

7、由圖可讀出金屬絲的直徑為 圖甲________mm 圖乙________cm 圖丙________mm 圖丁________cm. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214176】 甲       乙 丙       丁 圖11-1 【解析】 根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法:螺旋測(cè)微器的讀數(shù)值=固定刻度值+可動(dòng)刻度×0.01 mm,讀出甲、乙、丙、丁四圖的讀數(shù)值分別是10.002(1~3) mm、0.536 5(4~6) cm、9.205(4~6) mm、0.570 0 cm 【答案】 10.002  0.536 5 9.205 0.570 0 ●考向2 游標(biāo)卡尺的讀數(shù) 2.某同學(xué)用游標(biāo)卡

8、尺游標(biāo)卡尺測(cè)定四個(gè)不同規(guī)格金屬桿的直徑,示數(shù)如圖11-2甲、乙 、丙、丁所示,則該金屬桿直徑分別為 甲圖:________mm 乙圖:________cm 丙圖:________cm 丁圖:________mm. 甲 乙 丙 丁 圖11-2 【解析】 根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法:游標(biāo)卡尺的讀數(shù)值=主尺整毫米數(shù)值+對(duì)齊格數(shù)×精度(mm),讀出甲、乙、丙、丁四圖的讀數(shù)值分別是 甲圖:d=4 mm+10×0.02 mm=4.20 mm 乙圖:d=12 mm+4×0.05 mm=12.20 mm=1.220 cm 丙圖:d=11 mm+5×0.1 mm=11.5 mm

9、=1.15 cm 丁圖:d=5 mm+5×0.05 mm=5.25 mm. 【答案】 4.20 mm 1.220 cm 1.15 cm 5.25 mm 考點(diǎn)2| 力學(xué)基本實(shí)驗(yàn) 難度:中低檔 題型:實(shí)驗(yàn)題 五年3考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第57頁(yè)) 1.(2016·江蘇高考T11)某同學(xué)用如圖11-3所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.一根細(xì)線系住鋼球,懸掛在鐵架臺(tái)上,鋼球靜止于A點(diǎn).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(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出,取v=作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t

10、,計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk,就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒. 圖11-3 (1)用ΔEp=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到________之間的豎直距離. A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端 B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心 C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端 (2)用ΔEk=mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大?。每潭瘸邷y(cè)量遮光條寬度,示數(shù)如圖11-4所示,其讀數(shù)為________cm.某次測(cè)量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.010 0 s.則鋼球的速度為v=________ m/s. 圖11-4 (3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果: ΔE

11、p(×10-2J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk(×10-2J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異,認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)說明理由. (4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議. 【解題關(guān)鍵】 解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)小球下落的高度h可以由釋放時(shí)的鋼球球心測(cè)到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心,也可以是釋放時(shí)的鋼球頂端測(cè)到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端. (2)空氣阻力造成機(jī)械能減少,應(yīng)有ΔEp>ΔEk的結(jié)果. (3)改進(jìn)建議應(yīng)從造成誤差的原因角度思考. 【解

12、析】 (1)高度變化要比較鋼球球心的高度變化. (2)毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米下一位,由v=代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出相應(yīng)速度.(3)從表中數(shù)據(jù)可知ΔEk>ΔEp,若有空氣阻力,則應(yīng)為ΔEk<ΔEp,所以不同意他的觀點(diǎn). (4)實(shí)驗(yàn)中遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度大于鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度,因此由ΔEk=mv2計(jì)算得到的ΔEk偏大,要減小ΔEp與ΔEk的差異可考慮將遮光條的速度折算為鋼球的速度. 【答案】 (1)B (2)1.50(1.49~1.51都算對(duì)) 1.50(1.49~1.51都算對(duì)) (3)不同意,因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp,但表中ΔEk大于ΔEp (4)分別測(cè)出光電門和球心到懸點(diǎn)

13、的長(zhǎng)度L和l,計(jì)算ΔEk時(shí),將v折算成鋼球的速度v′=v 2.(2014·江蘇高考T11)小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則. 圖11-5 (1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖11-5所示,O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置,兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí),拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn);一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí),拉力F3的方向過P3點(diǎn).三個(gè)力的大小分別為:F1=3.30 N、F2=3.85 N和F3=4.25 N.請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力. (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn),小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.他用彈簧測(cè)力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)

14、不相同,于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對(duì)橡皮筋彈性的影響. 實(shí)驗(yàn)裝置如圖11-6甲所示,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(diǎn),下端N掛一重物.用與白紙平行的水平力緩慢地移動(dòng)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. 甲 乙 圖11-6 兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖11-6乙所示.過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn),則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為________. (3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn),可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有________.(填寫選項(xiàng)前的字母) A.橡皮筋的長(zhǎng)度與受到的拉力成正比 B.兩次受到的拉力相同時(shí)

15、,橡皮筋第2次的長(zhǎng)度較長(zhǎng) C.兩次被拉伸到相同長(zhǎng)度時(shí),橡皮筋第2次受到的拉力較大 D.兩次受到的拉力相同時(shí),拉力越大,橡皮筋兩次的長(zhǎng)度之差越大 (4)根據(jù)小明的上述實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)對(duì)驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)提出兩點(diǎn)注意事項(xiàng). 【解題關(guān)鍵】 解答此題應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)拉力F1和F2的方向分別過P1、P2兩點(diǎn),但、并不代表F1和F2. (2)由平行四邊形定則求出的合力并不一定與F3相等. (3)重物重力一定和橡皮筋拉力與水平拉力方向一定時(shí),橡皮筋拉力大小也是一定的. 【解析】 根據(jù)力的合成法則及平衡條件解題. (1)作出的圖示如圖所示. (2)重物受力情況如圖所示,由于

16、重力不變,兩次實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋拉力T的方向相同,故水平拉力F大小相等,即Fa=Fb. (3)根據(jù)題圖乙可知,選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤. (4)橡皮筋拉伸不宜過長(zhǎng),選用新橡皮筋等可減小誤差. 【答案】 (1)如解析圖所示(F合=4.6~4.9 N都算對(duì)) (2)Fa=Fb (3)BD (4)橡皮筋拉伸不宜過長(zhǎng);選用新橡皮筋.(或:拉力不宜過大;選用彈性好的橡皮筋;換用彈性好的彈簧). 3.(2017·江蘇高考T10)利用如圖11-7所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電

17、. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214177】 圖11-7 (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)掛上鉤碼,按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖11-8所示,選擇某一點(diǎn)為O,依次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx,記錄在紙帶上.計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v,其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1=________m/s. 圖11-8 (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=mgΔx算出拉力對(duì)小車做的功W.利用Ek=Mv2算出小車動(dòng)能,并求出動(dòng)能的變化量ΔEk.計(jì)算結(jié)

18、果見下表. W/×10-3J 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26 ΔEk/×10-3J 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在圖11-9中作出ΔEk-W圖象. 圖11-9 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,ΔEk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)可算出小車受到的實(shí)際拉力F=________N. 【解析】 (1)完全平衡摩擦力的標(biāo)志是輕推小車,小車做勻速運(yùn)動(dòng). (2)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=5×0.02 s=0.1 s v1== m/s=0.228 m/s. (3)確定

19、標(biāo)度,根據(jù)給出數(shù)據(jù)描點(diǎn).作圖如圖所示. (4)從圖線上取兩個(gè)點(diǎn)(4.5,4.24),(2.15,2.0) 圖線的斜率是k=≈0.953① 又有k==② 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2=2aΔx③ 根據(jù)牛頓第二定律有 F=Ma④ 由①②③④式解得F≈0.093 N. 【答案】 (1)小車做勻速運(yùn)動(dòng) (2)0.228 (3)見解析圖 (4)0.093 紙帶的三大應(yīng)用 (1)確定時(shí)間 要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系,為便于測(cè)量和計(jì)算,一般每五個(gè)點(diǎn)(或每隔四個(gè)點(diǎn))取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),這樣時(shí)間間隔為Δt=0.02×5 s=0.1 s. (2)求瞬時(shí)速度 做勻

20、變速運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.如圖11-10a所示,求紙帶上某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度,只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移xn和xn+1,則打n點(diǎn)時(shí)的速度vn=. a b 圖11-10 (3)求加速度 ①利用a=求解:在已經(jīng)判斷出物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況下,可利用Δx=xn+1-xn=aT2求加速度a. ②逐差法: a== ③兩段法:把圖11-10b中x1、x2、x3、x4、x5、x6分成時(shí)間相等(均為3T)的兩大段,則由xⅡ-xⅠ=aT2得:(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)=a(3T)2,解出的a與上面逐差法結(jié)果相等,但卻要

21、簡(jiǎn)單得多. ④圖象法: a.由vn=,求出相應(yīng)點(diǎn)的速度. b.確定各計(jì)數(shù)點(diǎn)的坐標(biāo)值(v1,T)、(v2,2T)、…(vn,nT). c.畫出v-t圖象,圖線的斜率為物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度. ●考向1 “紙帶”類實(shí)驗(yàn) 3.(2017·南京一模)(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖11-11甲、乙所示.測(cè)量方法正確的是________(選填“甲”或“乙”). 甲          乙 丙 圖11-11 (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑,此示數(shù)為______mm. (3)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中,交流電源頻率為50 Hz,打出一段紙帶如圖11-12所示

22、.紙帶經(jīng)過2號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí),測(cè)得的瞬時(shí)速度v=________m/s.若實(shí)驗(yàn)時(shí)交流電源頻率大于50 Hz,則紙帶經(jīng)過2號(hào)點(diǎn)的實(shí)際速度________(選填“大于”“小于”“等于”)測(cè)量速度. 圖11-12 【解析】 (1)游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑時(shí),應(yīng)將小球卡在外爪的刀口上,故選甲; (2)螺旋測(cè)微器的固定刻度為6.5 mm,可動(dòng)刻度為:20.0×0.01 mm=0.200 mm,所以最終讀數(shù)為:6.5 mm+0.200 mm=6.700 mm. (3)從0點(diǎn)開始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),所以相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02×5 s=0.1 s根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的

23、平均速度,可以求出打紙帶上2點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小. 小車到計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度v2==×10-2 m/s=0.36 m/s,如果在某次實(shí)驗(yàn)中,交流電的頻率大于50 Hz,那么實(shí)際打點(diǎn)周期變小,據(jù)v=可知,測(cè)出的速度數(shù)值將比真實(shí)值偏?。? 【答案】 (1)甲 (2)6.700 (3)0.36;大于 ●考向2 “彈簧”“橡皮條”類實(shí)驗(yàn) 4.(2017·鎮(zhèn)江一模)在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用兩把彈簧秤將橡皮筋的端點(diǎn)拉到點(diǎn)O,作出這兩個(gè)拉力F1、F2的圖示(圖11-13甲),然后用一把彈簧秤將橡皮筋的端點(diǎn)仍然拉到O,彈簧秤示數(shù)F如圖乙所示. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214178】

24、甲       乙 圖11-13 (1)彈簧秤的示數(shù)F=________N; (2)請(qǐng)幫他在圖甲中畫出力F的圖示(圖中a為記錄F方向時(shí)所記錄的一點(diǎn)); (3)該同學(xué)用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來.他觀察圖形后受到了啟發(fā).你認(rèn)為他緊接著應(yīng)進(jìn)行的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟是________. (A) 整理實(shí)驗(yàn)器材 (B) 提出求合力方法的猜想 (C) 改變F1、F2的大小和方向,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn) (D) 與同學(xué)交流討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論 【解析】 (1)彈簧秤的最小刻度為0.2 N,可知彈簧秤的示數(shù)F=2.8 N. (2)根據(jù)圖示法作出F的圖示,如圖所示. (3)用虛

25、線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來.觀察圖形后受到了啟發(fā).提出求合力方法的猜想,然后改變F1、F2的大小和方向,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),故BC正確. 【答案】 (1)2.8 (2)見解析 (3)BC 5.(2017·徐州期末)如圖11-14甲所示,在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,主要過程如下: A.設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、…; B.分析紙帶,求出橡皮筋做功使小車獲得的速度v1、v2、v3、…; C.作出W-v圖象; D.分析W-v圖象.如果W-v圖象是一條直線,表明W∝v;如果不是直線,可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關(guān)系. (1)實(shí)驗(yàn)中得

26、到的一條如圖乙所示的紙帶,求小車獲得的速度應(yīng)選________(選填“AB”或“CD”)段來計(jì)算. 甲        乙 圖11-14 (2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的有(  ) A.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加 B.通過改變小車質(zhì)量可以改變橡皮筋對(duì)小車做的功 C.每次實(shí)驗(yàn)中,橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致 D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 (3)在該實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作,紙帶足夠長(zhǎng),點(diǎn)跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距的點(diǎn),造成這種情況的原因可能是________.(寫出一條即可) 【解析】 (1)由圖知:在AB之間,由于相鄰

27、計(jì)數(shù)間的距離不斷增大,而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn),所以小車做加速運(yùn)動(dòng).在CD之間相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距相等,說明小車離開橡皮筋后做勻速運(yùn)動(dòng),應(yīng)選用CD段紙帶來計(jì)算小車的速度v.求小車獲得的速度應(yīng)選CD段來計(jì)算. (2)該實(shí)驗(yàn)中利用相同橡皮筋形變量相同時(shí)對(duì)小車做功相同,通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加,故A正確,B錯(cuò)誤;為保證每根橡皮條對(duì)小車做功一樣多,每次實(shí)驗(yàn)中,橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致,故C正確;用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量時(shí)間時(shí),為有效利用紙帶,總是先接通電源后釋放紙帶,故D正確. (3)在該實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作,紙帶足夠長(zhǎng),點(diǎn)跡清晰的紙帶上并沒有出現(xiàn)一段等間距

28、的點(diǎn),造成這種情況的原因可能是沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過?。? 【答案】 (1)CD (2)ACD (3)沒有平衡摩擦力或木板的傾角過大或過小 ●考向3 應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 6.(2017·蘇州一模)為了探究物體的加速度與物體所受外力、物體質(zhì)量間的關(guān)系,某小組安裝了如圖11-15甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置并開始實(shí)驗(yàn).已知小車以及車上的砝碼質(zhì)量用M表示,盤以及盤中砝碼質(zhì)量用m表示,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214179】 甲           乙 圖11-15 (1)假如已經(jīng)平衡摩擦力,則在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過程中,繩子拉力FT=________;只有當(dāng)M與m

29、的大小關(guān)系滿足________時(shí),F(xiàn)T=mg才能成立. (2)該小組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m不變,探究加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,其具體操作步驟如下,則下列做法正確的是________.(填合適選項(xiàng)前面的符號(hào)) A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),需要重新平衡摩擦力 C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再放開小車 D.用天平測(cè)出m以及M,小車運(yùn)動(dòng)的加速度直接用公式a=求出 (3)該小組同學(xué)后來又保持小車以及車上砝碼質(zhì)量M一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,由于他們操作不當(dāng),這組同學(xué)得到的a-F關(guān)系圖象如圖乙所示,則:圖線不過

30、原點(diǎn)的原因是______________________________;圖線上端發(fā)生彎曲的原因是________________________________. 【解析】 (1)該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車,采用控制變量法研究.當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系.那么小車的合力怎么改變和測(cè)量呢?為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,可以把木板的右端適當(dāng)墊高,以使小車的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消,那么小車的合力就是繩子的拉力. 根據(jù)牛頓第二定律得:對(duì)m:mg-T=ma 對(duì)M:T=Ma 解得:T= 當(dāng)M?m時(shí),即當(dāng)砝碼和盤的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力,繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力

31、. (2)平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將繩從小車上拿去,輕輕推動(dòng)小車,使小車沿木板運(yùn)動(dòng),通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),小車的重力沿斜面的分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故B錯(cuò)誤.實(shí)驗(yàn)時(shí),若先放開小車,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,由于小車運(yùn)動(dòng)較快,可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,故C正確.小車運(yùn)動(dòng)的加速度是利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)測(cè)量并計(jì)算,如果用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M,直接用公式求出,這是在直接運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算的,而我們實(shí)驗(yàn)的目的就是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系,故D錯(cuò)誤. (4)當(dāng)F≠0時(shí),a=0.也就是說當(dāng)繩子上

32、有拉力時(shí)小車的加速度還為0,說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消了.該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足這個(gè)步驟;隨著F的增大,即盤和盤中砝碼質(zhì)量的增大,不再滿足盤和盤中砝碼遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象. 【答案】 (1) M?m (2)C (3)遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;不滿足盤和盤中砝碼遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量,因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象 7.(2017·無錫一模)某同學(xué)用如圖11-16甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,他將兩物塊A和B用輕質(zhì)細(xì)繩連接并跨過輕質(zhì)定滑輪,B下端連接紙帶,紙帶穿過固定的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.用天平測(cè)出A、B兩物塊的質(zhì)量mA=300 g、mB=100

33、 g,mA從高處由靜止開始下落,mB拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)周期為T=0.02 s,則: (1)在打點(diǎn)0~5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk=________J,系統(tǒng)勢(shì)能的減小量ΔEp=________J,由此得出的結(jié)論是________________________________;(重力加速度g取9.8 m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (2)用v表示物塊A的速度,h表示物塊A下落的高度.若某同學(xué)作出-h

34、圖象如圖丙,可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=________ m/s2. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214180】 甲     乙      丙 圖11-16 【解析】 (1)計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度v5== m/s=2.4 m/s;則系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk=(mA+mB)v=×0.4×2.42 J=1.15 J. 系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量ΔEp=(mA-mB)gx=0.2×9.8×(38.4+21.6)×10-2 J=1.18 J. 在誤差允許的范圍內(nèi),mA、mB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒. (2)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得,(mA-mB)gh=(mA+mB)v2, 解得v2=gh 圖線的斜率k=g=

35、 代入數(shù)據(jù)得,g=9.7 m/s2. 【答案】 (1)1.15 1.18 在誤差允許的范圍內(nèi),mA、mB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 (2)9.7 考點(diǎn)3| 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 難度:低檔 中檔 高檔 題型:實(shí)驗(yàn)填空題 五年2考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第61頁(yè)) 4.(2015·江蘇高考T11)某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.實(shí)驗(yàn)裝置如圖11-17a所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電. a (1)下列實(shí)驗(yàn)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

36、,然后輕輕地松開讓磁鐵下落 D.在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 b 圖11-17 (2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”),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(diǎn)為O點(diǎn),每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),標(biāo)為1,2,…,8.用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,記錄在紙帶上,如圖b所示. 計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度,粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,抄入下表.請(qǐng)將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整. 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 (cm/s) 24.5 33.8 37.8 ____ 39.5 39.8 39.8

37、39.8 (3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi),磁鐵運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)操作(記為“實(shí)驗(yàn)②”),結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同.請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)②是為了說明什么?對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論? 【解題關(guān)鍵】 解此題應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)為減小紙帶與限位孔之間的阻力,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持紙帶豎直. (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放紙帶. (3)每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的計(jì)時(shí)間

38、隔為0.04 s. 【解析】 (1)為了探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,應(yīng)讓銅管豎直地固定在限位孔正下方,避免小磁鐵下落時(shí)與銅管發(fā)生碰撞,選項(xiàng)A正確;紙帶穿過限位孔,要壓在復(fù)寫紙下面,使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)紙帶上點(diǎn)跡清晰,選項(xiàng)B正確;用手只捏住磁鐵,不能使紙帶保持豎直,磁鐵下落時(shí)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有較大阻力,故應(yīng)捏住紙帶的上端,讓磁鐵從靜止釋放,選項(xiàng)C不正確;應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再松開紙帶,選項(xiàng)D不正確. (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)“4”的速度用它兩側(cè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的平均速度來表示,故v4= cm/s=39.0 cm/s. (3)由各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度表可以看出,磁鐵運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大到39.8

39、 cm/s,表明磁鐵受到的阻尼作用也是逐漸增大的,最后和重力平衡. (4)實(shí)驗(yàn)②中磁鐵在塑料管中下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體規(guī)律幾乎相同,說明磁鐵在塑料管中下落幾乎不受阻尼作用.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②,可以看出磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用. 【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 5.(2013·江蘇高考T11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度,實(shí)驗(yàn)裝置如圖11-18所示.傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球,閉合開關(guān)K,電磁鐵吸住第1個(gè)小

40、球.手動(dòng)敲擊彈性金屬片M,M與觸頭瞬間分開,第1個(gè)小球開始下落,M迅速恢復(fù),電磁鐵又吸住第2個(gè)小球.當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊M時(shí),M與觸頭分開,第2個(gè)小球開始下落……這樣,就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間. 圖11-18 (1)在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方 C.用直尺測(cè)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(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí) (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H=1.980 m,10個(gè)小球下落的總時(shí)間T=6.5 s.可求出重力加速度g=________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)

41、字) (3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下,請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法. (4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間Δt磁性才消失,因此,每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差Δt,這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差.為此,他分別取高度H1和H2,測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T1和T2.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響?請(qǐng)推導(dǎo)說明. 【解析】 根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h=gt2解決問題. (1)若電源選用直流電源,電磁鐵可正常工作,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)時(shí)小球要撞擊M斷開電源,因此M應(yīng)在電磁鐵的正下方,選項(xiàng)B正確;小球下落的高度為電磁鐵下端到M的豎直距離與小球直徑的差,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)H=gt2,t可

42、利用累積法,即從手動(dòng)敲擊M的同時(shí)開始計(jì)時(shí),測(cè)量出落下n個(gè)小球的時(shí)間T,則一個(gè)小球下落時(shí)間t=,選項(xiàng)D正確. (2)根據(jù)H=gt2和t=,解得 g=== m/s2≈9.4 m/s2. (3)要減小實(shí)驗(yàn)誤差,可以適當(dāng)增大小球下落的高度,并多次測(cè)量取平均值. (4)根據(jù)題意,小球從H1、H2高處落下需要的時(shí)間t1=-Δt和t2=-Δt,根據(jù)H=gt2得H1=g(-Δt)2和H2=g(-Δt)2 解得g=,因此可以消除Δt的影響. 【答案】 (1)BD (2)9.4 (3)增加小球下落的高度;多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果取平均值.(其他答案只要合理也可) (4)可以消除Δt對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,推導(dǎo)過

43、程見解析 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的解法 (1)根據(jù)題目情境,提取相應(yīng)的力學(xué)模型,明確實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案; (2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù),應(yīng)用原理公式或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)結(jié)合物體實(shí)際受力情況和理論受力情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤差分析. ●考向1 實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 8.(2017·蘇錫常模擬)在探究“加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),某老師對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),其實(shí)驗(yàn)操作如下: 圖11-19 ① 如圖11-19所示,先將沙和砂桶通過滑輪懸掛于小車一端,調(diào)節(jié)平板的傾角θ,使小車沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動(dòng),測(cè)出砂和砂桶的總質(zhì)量m; ② 保持平板傾角θ不變,去掉砂和砂桶,小車即

44、在平板上沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),通過紙帶測(cè)量其加速度a; ③ 保持小車質(zhì)量M不變,多次改變砂和砂桶的總質(zhì)量m,每次重復(fù)①②兩步操作,得到小車加速度與合力的關(guān)系; ④ 多次改變小車的質(zhì)量,進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳎玫叫≤嚰铀俣群唾|(zhì)量的關(guān)系. (1)在上述實(shí)驗(yàn)操作過程中,以下說法正確的是________ A.可以用電池盒給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電 B.應(yīng)在小車開始運(yùn)動(dòng)后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 C.要保持細(xì)繩與平板平行 D.應(yīng)讓小車從靠近定滑輪處開始運(yùn)動(dòng) (2)在操作①中若打了一條如圖11-20所示的紙帶,已知紙帶左端為連接小車處,則應(yīng)將平板的傾角適當(dāng)______(選填“增大”或“減小”)些

45、; 圖11-20 (3)在操作②中,小車所受的合力大小等于________(用題中所給定的字母以及重力加速度g表示); (4)在本實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量;在操作④中,每次改變小車質(zhì)量后,________(選填“需要”或“不需要”)重新調(diào)節(jié)平板的傾角. 【解析】 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須要用交流電源供電,故不可以用電池盒給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;應(yīng)在接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后再讓小車開始運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;要保持細(xì)繩與平板平行,選項(xiàng)C正確;應(yīng)讓小車從靠近定滑輪處開始運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確;故選CD.(2)由紙帶可看出,小車做加速運(yùn)

46、動(dòng),說明木板傾角過大,故應(yīng)該減小木板傾角;(3)在操作②中,因開始時(shí)小車拖著砂和砂桶勻速運(yùn)動(dòng),故去掉砂桶后,小車所受的合力大小等于砂和砂桶的重力mg;(4)在本實(shí)驗(yàn)中,因小車加速下滑時(shí)不帶砂和砂桶,故不需要滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量;因平衡摩擦力要調(diào)節(jié)砂和砂桶的重力,故在操作④中,每次改變小車質(zhì)量后,需要重新調(diào)節(jié)平板的傾角. 【答案】 (1)CD (2)減小 (3)mg (4)不需要 需要 ●考向2 實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換 9.(2017·南通三模)在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖11-21甲所示的裝置,在水平氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個(gè)光電門M、N,滑塊上固定一遮光條,細(xì)線

47、繞過定滑輪將滑塊與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼.已知遮光條的寬度為d,滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214181】 甲 乙 圖11-21 (1)接通氣源,滑塊從A位置由靜止釋放,讀出遮光條通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2,力傳感器的示數(shù)F,改變鉤碼質(zhì)量,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn). ①為探究在M、N間運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線拉力對(duì)滑塊做的功W和滑塊動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系,還需要測(cè)量的物理量是________(寫出名稱及符號(hào)); ②利用上述實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)量的物理量表示需探究的關(guān)系式為____________. (2)保持鉤碼質(zhì)量不變,改變光電門N的位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)

48、據(jù)作出從M到N過程中細(xì)線拉力對(duì)滑塊做的功W與滑塊到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度二次方v2的關(guān)系圖象,如圖乙所示,則圖線的斜率表示________,圖線在橫軸上的截距表示________. (3)下列不必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有________ (請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母). A.測(cè)量鉤碼的質(zhì)量 B.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平 C.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 D.保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 【解析】 (1)①根據(jù)動(dòng)能定理的表達(dá)式:FL=mv-mv,還需要測(cè)出光電門M、N間的距離L.②v1=,v2=,利用實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)量的物理量表示需探究的動(dòng)能定理的表達(dá)式為:FL=md2 (2)根據(jù)動(dòng)能定理的表達(dá)式:

49、W=mv2-mv=m(v2-v),W與滑塊到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度二次方v2的關(guān)系圖象中,圖線的斜率表示m/2,圖線在橫軸上的截距表示滑塊經(jīng)過光電門M時(shí)速度的二次方. (3)因?yàn)橛辛鞲衅鳒y(cè)量滑塊受到的拉力,所以不必測(cè)量鉤碼的質(zhì)量,也不必保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量. 【答案】 (1)①光電門M、N間的距離L?、贔L=md2 (2)m 滑塊經(jīng)過光電門M時(shí)速度的二次方 (3)AD ●考向3 數(shù)據(jù)處理方法的創(chuàng)新和拓展 10.(2017·河西區(qū)一模)某活動(dòng)小組利用圖11-22甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.鋼球自由下落過程中,先后通過光電門A、B,計(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A、B的時(shí)間分別為tA、tB

50、.用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度.測(cè)出兩光電門間的距離為h,鋼球直徑為D,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):17214182】 甲        乙 圖11-22 (1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑,讀數(shù)如圖乙所示,鋼球直徑為D=________cm. (2)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒,只要比較________. A.D2與gh是否相等 B.D2與2gh是否相等 C.D2與gh是否相等 D.D2與2gh是否相等 (3)鋼球通過光電門的平均速度________(選填“>”或“<”)鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤差________(選填

51、“能”或“不能”)通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減?。? 【解析】 (1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為:0.9 cm,游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10 mm=0.50 mm,所以最終讀數(shù)為:0.950 cm. (2)利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時(shí)速度,故:v=, 根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式有:mgh=mD2 即只要比較D2與2gh是否相等. (3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得鋼球通過光電門的平均速度等于這個(gè)過程中中間時(shí)刻速度,所以鋼球通過光電門的平均速度<鋼球球心通過光電門的瞬時(shí)速度,由此產(chǎn)生的誤差不能通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減?。? 【答案】 (1)0.950 (2)D (3)< 不能 22

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