《（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 實驗題提分技巧 熱點14 力學(xué)創(chuàng)新實驗（含解析）-人教版高三全冊物理試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 實驗題提分技巧 熱點14 力學(xué)創(chuàng)新實驗（含解析）-人教版高三全冊物理試題（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、熱點14 力學(xué)創(chuàng)新實驗
(建議用時：30分鐘)
1．(2019·廣東華南師大附中月考)某同學(xué)利用圖示裝置來研究A和C組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．A、B是質(zhì)量均為m的小物塊，C是質(zhì)量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連、A、C間由輕繩相連．在物塊B下放置一壓力傳感器，重物C下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連．當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時，就觸發(fā)速度傳感器測定此時重物C的速度．整個實驗中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g.實驗操作如下：
①開始時，系統(tǒng)在外力作用下保持靜止，輕繩拉直但張力為零．現(xiàn)釋放C，使其向下運動，當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時，觸發(fā)速度傳感器測出C的速度為v；
②在實驗中
2、保持A、B質(zhì)量不變，改變C的質(zhì)量M，多次重復(fù)第①步．
回答下列問題：
(1)該實驗中，M和m大小關(guān)系必須滿足M________m(選填“<”“＝”或“>”)．
(2)為便于研究速度v與質(zhì)量M的關(guān)系，每次測重物的速度時，其已下降的高度應(yīng)________(選填“相同”或“不同”)．
(3)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為得到線性關(guān)系圖線，應(yīng)作出________(選填“v2-M”“v2-”或“v2-”)圖線．
(4)若第(3)問中所作出的圖線在縱軸上的截距為b，則彈簧的勁度系數(shù)為________(用題給的已知量表示)．
解析 (1)由題意可知，當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)為零時，C仍然有向下的速度v，所以必須滿足
3、M>m.
(2)必須保證重物每次下降高度相同才能研究速度v與質(zhì)量M的關(guān)系．
(3)因剛開始時彈簧被壓縮，彈力為mg；而壓力傳感器示數(shù)為零時，彈簧被拉伸，彈力大小仍為mg，即彈簧彈性勢能在始、末狀態(tài)相同，為此需要驗證(m＋M)v2＝(M－m)g·2x，x為彈簧彈力大小為mg時彈簧的形變量，化簡得v2＝－8mg·x·＋4gx，所以要想得到線性關(guān)系圖線，應(yīng)作v2-圖線．
(4)由題意知，當(dāng)＝0時有b＝4gx，而mg＝kx，聯(lián)立得k＝.
答案 (1)> (2)相同 (3)v2 (4)
2．(2019·廣西柳鐵一中期中)某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系．
(
4、1)如圖甲所示，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測得相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k＝________N/m.(g取9.8 m/s2)
砝碼質(zhì)量/g
50
100
150
彈簧長度/cm
8.62
7.63
6.66
(2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖乙所示；調(diào)整導(dǎo)軌，當(dāng)滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度大小________．
(3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為____________．
(4)重復(fù)(3)中的操作，得到v與x的關(guān)
5、系如圖丙所示．由圖可知，v與x成________關(guān)系，由上述實驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的________成正比．
解析 (1)由f＝kx得Δf＝k·Δx，代入表中數(shù)據(jù)可得出k值．
(2)滑塊滑行過程中無摩擦阻力，自由滑動時導(dǎo)軌已調(diào)整到水平狀態(tài)，故滑塊此時勻速運動．
(3)當(dāng)不考慮空氣阻力、摩擦等因素且導(dǎo)軌又調(diào)到水平狀態(tài)時，釋放滑塊的過程中只涉及彈性勢能與滑塊的動能，即能量只在這兩種形式的能量之間轉(zhuǎn)化．
(4)vx圖線是過原點的直線，故v∝x.因Ep＝Ek＝mv2∝v2∝x2，故Ep∝x2.
答案 (1)49.5～50.5 (2)相等 (3)滑塊的動能 (4)壓縮量的二
6、次方
3．(2019·廣東深圳耀華實驗學(xué)校月考)為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器質(zhì)量，丙圖中M包括小車和與小車相連的滑輪質(zhì)量)，鉤碼總質(zhì)量用m表示．
(1)三組實驗中需要平衡小車與長木板間摩擦力的是______(用甲、乙、丙表示)．
(2)三組實驗中需滿足M?m關(guān)系的是________．
(3)若采用圖甲所示方法研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”，M為小車總質(zhì)量(其中小車自身質(zhì)量用M0表示，車上所加砝碼質(zhì)量用m0表示)，所畫出的實驗圖象如圖所示．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱
7、軸上的截距為b，則小車受到的拉力為F＝________，小車的質(zhì)量為M0＝________.
解析 (1)三組實驗都是用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，所以都需要平衡摩擦力．
(2)甲圖中鉤碼的總質(zhì)量對應(yīng)的重力大小表示小車受到的合外力大小，乙圖中小車受到的合外力用力傳感器測出，丙圖中小車受到的合外力則是測力計示數(shù)的2倍，因此三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件．
(3)根據(jù)牛頓第二定律得F＝(M0＋m0)a，變形得＝m0＋，所以-m0圖線的斜率為，則k＝ ，解得F＝；縱軸截距＝b，解得小車質(zhì)量M0＝ .
答案 (1)甲、乙、丙 (2)甲 (3)
4．
8、(2019·全國押題卷二)甲、乙同學(xué)均設(shè)計了測定動摩擦因數(shù)的實驗，已知重力加速度為g.
(1)甲同學(xué)設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示，其中A為置于水平面上的質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接一個輕質(zhì)彈簧測力計，連接彈簧的細(xì)繩水平，實驗時用力向左拉動A，當(dāng)C的示數(shù)穩(wěn)定后(B仍在A上)，讀出其示數(shù)F，則該設(shè)計能測出________(選填“A與B”或“A與地面”)之間的動摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為μ＝________.
(2)乙同學(xué)的設(shè)計如圖乙所示，他在一端帶有定滑輪的長木板上固定A、B兩個光電門，與光電門相連的計時器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運動時間，與跨過定滑輪
9、的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力，長木板固定在水平面上，物塊與滑輪間的細(xì)繩水平，實驗時，多次改變砂桶中砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開始運動，讀出多組測力計示數(shù)F及對應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運動時間t；在坐標(biāo)系中作出F-的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，因乙同學(xué)不能測出物塊質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)該測出的物理量為________(填所測物理量及符號)．根據(jù)所測物理量及圖線信息，可知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)表達(dá)式為μ＝________.
解析 (1)當(dāng)A達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，B處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計的讀數(shù)F與B所受的滑動摩擦力f大小相等．B對木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由f＝μfN得μ＝，由C上讀取F，即可求出A與B間的動摩擦因數(shù)μ.
(2)小車由靜止開始做勻加速運動，根據(jù)勻加速直線運動位移公式得x＝at2，解得a＝，根據(jù)牛頓第二定律得，對于小車有F－μmg＝ma，則F＝μmg＋ma＝μmg＋，圖線的斜率為k＝2mx，縱軸的截距為b＝μmg，k與摩擦力是否存在無關(guān)，小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝＝＝，故該同學(xué)還應(yīng)該測出的物理量是光電門A、B之間的距離x.
答案 (1)A與B (2)光電門A、B之間的距離x
（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 實驗題提分技巧 熱點14 力學(xué)創(chuàng)新實驗（含解析）-人教版高三全冊物理試題
