（衡水萬卷）高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷三十七 力學(xué)實(shí)驗(yàn)2（含解析）.doc

力學(xué)實(shí)驗(yàn)2一 、實(shí)驗(yàn)題（本大題共6小題 ）1.現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律. 給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面(如圖所示)、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、刻度尺(1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖郑晟埔韵聦?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響)：讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)a1從靜止開始下滑至斜面底端a2，記下所用的時(shí)間t.用刻度尺測(cè)量a1與a2之間的距離s，則小車的加速度a_.用刻度尺測(cè)量a1相對(duì)于a2的高度h，設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受的合外力f_.改變_，重復(fù)上述測(cè)量以h為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖. 如能得到一條過原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律(2)在探究如何消除上述實(shí)驗(yàn)中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計(jì)的方案是：調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑，測(cè)量此時(shí)a1點(diǎn)相對(duì)于斜面底端a2的高度h0.進(jìn)行(1)中的各項(xiàng)測(cè)量計(jì)算與作圖時(shí)用(hh0)代替h.對(duì)此方案有以下幾種評(píng)論意見：a方案正確可行b方案的理論依據(jù)正確，但利用所給器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運(yùn)動(dòng)c方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)其中合理的意見是_2.（2012深圳一模）某同學(xué)利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)（1）在安裝刻度尺時(shí)，必須使刻度尺保持 狀態(tài)（2）他通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的彈力大小f與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線，由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)x0= cm，勁度系數(shù)k= n/m（3）他又利用本實(shí)驗(yàn)原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時(shí)，該彈簧的長(zhǎng)度x= cm3.用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：（1）下列說法正確的是（填字母代號(hào)） a為了平衡摩擦力，實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高，使小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)b每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長(zhǎng)度要一樣c可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值d可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值e實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源f通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度g通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的平均速度（2）若在實(shí)驗(yàn)中，我們用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行1次、2次、3次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，如果橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都相等，那么每次橡皮筋對(duì)小車做的功可記作w、2w、3w對(duì)每次打出的紙帶進(jìn)行處理，求出小車每次最后勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v，記錄數(shù)據(jù)見下表：功w0w2w3w4w5w6wv/（ms1）01.001.411.732.002.242.45據(jù)以上數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙中作出wv2圖象（3）根據(jù)（2）題中的圖象可以得出的結(jié)論是 4.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測(cè)量繩對(duì)小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的af圖象（1）圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是 （2）本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量（填“是”或“否”）（3）由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為 kg5.（2014秋重慶月考）如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖圖中a為小車，b為裝有砝碼的托盤，c為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接50hz交流電小車的質(zhì)量為m1，托盤及砝碼的質(zhì)量為m2實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)時(shí)，將托盤及砝碼的重力視為小車所受拉力下列說法正確的有 a長(zhǎng)木板c必須保持水平b實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源c實(shí)驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1d作a圖象便于得出加速度與質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測(cè)量得到的af圖象，可能是圖2中的圖線 （選填“甲、乙、丙”）圖3為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，第2段的數(shù)據(jù)被漏記了由此可求得小車的加速度的大小是 m/s2（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）6.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量重力加速度，經(jīng)正確操作后得到一條紙帶，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5、6七個(gè)測(cè)量點(diǎn)，相鄰兩測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.04s，測(cè)量出各測(cè)量點(diǎn)到0測(cè)量點(diǎn)的距離d，記入下表中，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后便可得重力加速度值測(cè)量點(diǎn)0123456d/cm01.204.168.6014.5021.9030.85時(shí)間t（s）00.040.080.120.160.200.24（m/s）0.300.520.720.911.101.29 甲 乙 （1）根據(jù)表格中的測(cè)量數(shù)據(jù)和如圖乙所示的坐標(biāo)紙（坐標(biāo)紙上已經(jīng)標(biāo)出了刻度），選擇合適的坐標(biāo)軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為 ，縱軸所代表的物理量為 并在坐標(biāo)紙上畫出實(shí)驗(yàn)圖線（2）根據(jù)你畫出的圖線，求出重力加速度g= m/s2（保留3位有效數(shù)字）0.2016萬卷作業(yè)卷（三十七）答案解析一 、實(shí)驗(yàn)題1.【答案】(1) mg 斜面傾角(或h的數(shù)值) 2.【答案】（1）豎直；（2）4，50；（3）10考點(diǎn)：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系.專題：實(shí)驗(yàn)題；彈力的存在及方向的判定專題分析：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須豎直；（2）彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零；根據(jù)胡克定律f=kx求解勁度系數(shù)；（3）直接從彈簧秤得到彈力，再?gòu)膱D象b彈簧彈簧長(zhǎng)度解答：解：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須與彈簧平行，故刻度尺要保持豎直狀態(tài)；（2）彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈力為零，故原長(zhǎng)為4cm；彈簧彈力為2n時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為8cm，伸長(zhǎng)量為4cm；根據(jù)胡克定律f=kx，有：；（3）由圖c得到彈簧的彈力為3n，根據(jù)圖b得到彈簧的長(zhǎng)度為10cm；故答案為：（1）豎直；（2）4，50；（3）10點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，然后根據(jù)胡克定律f=kx并結(jié)合圖象列式求解，不難3.考點(diǎn)：探究功與速度變化的關(guān)系.專題：實(shí)驗(yàn)題；動(dòng)能定理的應(yīng)用專題分析：1、小車在水平的平面上被橡皮筋拉動(dòng)做功，導(dǎo)致小車的動(dòng)能發(fā)生變化小車的速度由紙帶上打點(diǎn)來計(jì)算，從而能求出小車的動(dòng)能變化每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都要一致，則一根做功記為w，兩根則為2w，然后通過列表描點(diǎn)作圖探究出功與動(dòng)能變化的關(guān)系2、根據(jù)題目圖表中所給數(shù)據(jù)可以wv、計(jì)算出v2，再作出wv2圖象，依據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系可以得出w和v2的關(guān)系解答：解：（1）a、小車在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于受到摩擦阻力導(dǎo)致小車速度在變化所以適當(dāng)傾斜以平衡摩擦力小車所能獲得動(dòng)能完全來于橡皮筋做的功故選項(xiàng)a正確；b、實(shí)驗(yàn)中每根橡皮筋做功均是一樣的，所以所用橡皮筋必須相同，且伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度也相同故選項(xiàng)b正確；c、每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都要一致，則一根做功記為w，兩根則為2w，故選項(xiàng)c正確；d、是通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤；e、只要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)，都是先接通電源后釋放紙帶，故選項(xiàng)e錯(cuò)誤；f、g：由于小車在橡皮筋的作用下而運(yùn)動(dòng)，橡皮筋對(duì)小車做的功與使小車能獲得的最大速度有關(guān)，故選項(xiàng)f正確，選項(xiàng)g錯(cuò)誤；故選：abcf（2）根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)拉力做功下的v2，依次為：0，1，2，3，4，5，6用描點(diǎn)法得出圖象如下所示：（3）由wv2圖線可知，圖象為過原點(diǎn)的直線，因此w和v2成正比關(guān)系故答案為：（1）abcf；（2）wv2圖象如圖；（3）外力做功與物體速度平方成正比點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵之處：明確實(shí)驗(yàn)原理，在原理的基礎(chǔ)上，理解橡皮筋相同之外，伸長(zhǎng)也相同；同時(shí)要算出小車的最大速度本題利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的好題4.考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.專題：實(shí)驗(yàn)題；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題分析：（1）由圖象可知，當(dāng)f0時(shí)，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（3）af圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)解答：解：（1）由圖象可知，當(dāng)f0時(shí)，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（3）af圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，k=，所以質(zhì)量m=kg故答案為：沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；否；1點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對(duì)象和研究過程，明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問題的前提5.考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系專題：實(shí)驗(yàn)題分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和具體實(shí)驗(yàn)步驟可判定各個(gè)選項(xiàng)沒有平衡摩擦力時(shí)，當(dāng)存在一定的力時(shí)首先平衡摩擦力，之后才產(chǎn)生加速度；根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布，由逐差法可以得到小車的加速度解答：解：a、實(shí)驗(yàn)中要平衡摩擦力，長(zhǎng)木板的一端要墊高，a錯(cuò)誤；b、為節(jié)省紙帶增加小車運(yùn)行時(shí)間先接通電源后松小車，b錯(cuò)誤；c、以托盤作為研究對(duì)象有m2gt=m2a以小車作為研究對(duì)象有t=m1a聯(lián)立以上兩式可得t=，要使繩子拉力等于鉤碼的重力，即t=m2g，故有m2m1，c正確；d、如果作出am圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與m是否是成反比，所以我們可以作出a的圖象，只要a的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與m成反比例關(guān)系，d正確；沒用平衡摩擦力，則當(dāng)施加一定力時(shí)，首先平衡摩擦力后才會(huì)產(chǎn)生加速度，通過圖象知，當(dāng)力f不為零時(shí)，加速度為零，故丙圖對(duì)；計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，時(shí)間間隔為0.1s，有公式x=2at2得：a=0.49m/s2故答案為：cd；丙；0.49點(diǎn)評(píng)：掌握好實(shí)驗(yàn)的步驟及實(shí)驗(yàn)的原理很重要，對(duì)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及數(shù)據(jù)的處理也要做到明確和理解6.考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.專題：實(shí)驗(yàn)題；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題分析：（1）、根據(jù)題意選取坐標(biāo)的含義，再使用描點(diǎn)法描點(diǎn)，然后連線；（2）、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理：y=gt2，以及圖線