14力學(xué)實驗及創(chuàng)新(解析版)-2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題突破(新高考)

1、專題六物理實驗第一講力學(xué)實驗及創(chuàng)新高考真題1. （2020高考全國理綜II）一細繩跨過懸掛的左滑輪，兩端分別系有小球A和瓦如圖所示。一實驗小組用此裝巻測量小球B運動的加速度。令兩小球靜止，細繩拉緊，然后釋放小球，測得小球B釋放時的髙度加=0.590 m,下降一段距離后的髙度力=0.100 m：由加下降至力所用的時間7=0.730 So由此求得小球B加速度的大小為（匸nVs2 （保留3位有效數(shù)字）。從實驗室提供的數(shù)據(jù)得知，小球A、B的質(zhì)量分別為100.0 g和150.0 g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮槭?.80 m/s?。根據(jù)牛頓第二泄律計算可得小球B加速度的大小為/=m/s2 （保留3位有效數(shù)字）。

2、可以看出，"'與"有明顯差異，除實驗中的偶然誤差外，寫出一條可能產(chǎn)生這一結(jié)果的原因：0【答案】1.84 1.96滑輪的軸不光滑（或滑輪有質(zhì)疑）【解析】*h（rh=-aT2,解得 a=1.94m/s2o2由牛頓第二定律,（0.150-0.100） x9.8N= （0.150+0.100） a 解得 a =1.96m/s2o產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是：受到空氣阻力，滑輪摩擦阻力等。2. （2020高考全國理綜I）某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證動量左理，所用器材包括：氣 墊導(dǎo)軌、滑塊（上方安裝有寬度為d的遮光片）、兩個與計算機相連接的光電門、祛碼盤和 祛碼等。實驗步驟如下：（1

3、）開動氣泵，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，輕推滑塊，當(dāng)滑塊上的遮光片經(jīng)過兩個光電門的遮光時間時，可認為氣墊導(dǎo)軌水平；（2）用天平測璉碼與璉碼盤的總質(zhì)疑初、滑塊（含遮光片）的質(zhì)量加2：（3）用細線跨過輕質(zhì)左滑輪將滑塊與璉碼盤連接，并讓細線水平拉動滑塊：（4）令滑塊在舷碼和璉碼盤的拉動下從左邊開始運動，和汁算機連接的光電門能測疑出遮光片經(jīng)過兩處的光電門的遮光時間ri、，2及遮光片從.J運動到E所用的時間加；（5）在遮光片隨滑塊從/運動到E的過程中，如果將磁碼和舷碼盤所受重力視為滑塊所受拉力，拉力沖量的大小上，滑塊動量改變量的大小每尸:（用題中給出的物理量及重力加速度g表示）（6）某次測量得到的一組數(shù)拯為：7=1.

4、000 cm, ”h=1.50x 10 -kg. ?«2=0 400 kg» 二門=3.900x 102 s, Ar2=1 270x IO'2 s, /i2=1.50 s,取 g=9.80m/s2。計算可得/=N s, p=kg m s1；（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（7）泄義沖耳叩100%,本次實驗啟% （保留1位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）大約相等 （5） migtn. m2d （l/Zb-l/Zti）.(6) 0.221 0.212(7) 4二實驗小組每次將木板向遠離桌子的方向移動0.2m,在白紙上記錄了鋼球的4個落點，相鄰兩點之間的距離依次為15.0cm、25.

5、0cm、35.0cm,示意如圖2。重力加速度g = 10m/s2,鋼球平拋的初速度為m/s。:圖1裝置中.木板上懸掛一條鉛垂線，其作用是o【答案】AB2 方便調(diào)整木板保持在豎宜平面上【解析】二A.實驗過程中要保證鋼球水平拋出，所以要保持桌而水平，故A正確：B.為 保證鋼球拋出時速度相同，每次應(yīng)使鋼球從同一位置靜I匕釋放，故B正確：CD.實驗只要 每次鋼球拋出時速度相同即可，斜面底邊"b與桌而是否重合和鋼球與斜而間的摩擦力大小 對于每次拋岀的速度無影響，故c錯誤，D錯誤故選AB匚 二行次將木板向遠離桌子的方向移動0.2m,則在白紙上記錄鋼球的相鄰兩個落點的時間間 隔和等，剛球拋出后在豎

6、直方向做門山落休 .m = gT2可知柑鄰兩點的時間間隔為T = J 2515 X1° =Q. 1 s 剛球在水T方向上做勻速直線運動.所以小球初速儀心 V 10x 0 2v=- = .nVs=2m/s ,:懸掛鉛準(zhǔn)線的丨I的是方便調(diào)整木板保持在豎直平而上.核心突破突破1.基本儀器的使用與讀數(shù)1. 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)10分度主尺上讀的亳米數(shù)+ 0.1“20分度主尺上讀的亳米數(shù)+ 0.05“50分度主尺上讀的毫米數(shù)+ 0.02“2. 螺旋測微器的讀數(shù)測呈:值=固左刻度整亳米數(shù)+半亳米數(shù)+可動刻度讀數(shù)（含估讀）x001 nmi.3. 彈簧測力計使用前應(yīng)校零，選擇彈簧測力計時，要選力的方向通過

7、彈簧軸線的，必要時要選對拉時 讀數(shù)相同的彈簧測力計。4. 打點計時器電火花汁時器使用的是220 V交流電源：電磁打點汁時器使用的是6V以下低壓交流電 源。例題1.（2020東北三校棋擬）一位同學(xué)為驗證機械能守恒泄律，利用光電門等裝置設(shè)計了 如下實驗。使用的器材有：鐵架臺、光電門1和2、輕質(zhì)左滑輪、通過不可伸長的輕繩連接 的鉤碼A和B（B左側(cè)安裝擋光片）。實驗步驟如下:二如圖1，將實臉器材安裝好，英中鉤碼A的質(zhì)量比B大，實驗開始前用一細繩將鉤碼 B與桌而相連接，細繩都處于豎直方向，使系統(tǒng)靜止。匚用剪刀剪斷鉤碼B下方的細繩，使B在A帶動下先后經(jīng)過光電門1和2,測得擋光 時間分別為H、如匚用螺旋測微

8、器測量擋光片沿運動方向的寬度d,如圖2,貝加=nrnio:用擋光片寬度與擋光時間求平均速度，當(dāng)擋光片寬度很小時，可以將平均速度當(dāng)成瞬 時速度。二用刻度尺測量光電門1和2間的距離L（Ld）.二查表得到當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間°匚為驗證機械能守恒宦律，請寫出還需測量的物理量（并給出相應(yīng)的字母表 示），用以上物理量寫出驗證方程O例題2. （2020屆福建省南平市高三第一次合質(zhì)檢）某實驗小組用圖甲實驗裝置驗證鉤碼與 滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，主要步驟如下：二鉤碼的質(zhì)量為加，用天平測量滑塊和遮光條的總質(zhì)雖為M用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度乩 用刻度尺測量兩光電門之間的距離s； 二調(diào)右旋鈕使氣墊導(dǎo)軌水

9、平，同時調(diào)節(jié)輕滑輪使細線水平: 二釋放滑塊，用計時器分別測出遮光條經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間二匚和二 請回答下列問題:測遮光條的寬度d時，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，則力cm.（2）若系統(tǒng)機械能守恒，則tngs= （用M、加、d、 tA和二tB表示）【答案】0.52*?。╆幰豁崱窘馕觥?1)1由圖可知 J=0.5cm+0.lmmx2=0.52cm：2遮光條經(jīng)過光電門A和光電門B的速度分別為:要驗證的關(guān)系式為:mgs = - (M +一 (M + ?疋2 2即 mgs = (M + /?)(d1 d1突破2-“紙帶“類實驗紙帶的三大應(yīng)用1. 由紙帶確定時間要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的

10、訃數(shù)點之間的區(qū)別與聯(lián)系，便于測量和計算， 一般每5個點取1個計數(shù)點，這樣時間間隔"=0.02x5 s=0.1 so2. 求解瞬時速度利用做勻變速運動的物體在一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。如圖所示, 求打某一點的瞬時速度，只需在這一點的前后各取相同時間間隔T的兩段位移s”和s”+i，則 打“點時的速度巾=氣尹-，(丄3. 用、逐差法"求加速度如圖所示:因為a尸導(dǎo)4=宗6。1 + 匕2 +。33尸'S4 + S5+S6S0 G例題3. (2020屆福建泉州市普通髙中高三第一次質(zhì)量檢測)某同學(xué)在驗證機械能守恒立律 的實驗中，設(shè)計了如圖甲所示的拓展實驗裝這，其

11、中d、b、c是三個質(zhì)量均為500g的重物， 它們掛在跨過左滑輪的一條輕繩上三個適當(dāng)位置，c的下方拖著一條穿過打點計時器的紙帶。 實驗時，先把c移到靠近打點計時器的地方，并測出此時a離地而的高度為25.00cm,接著 接通電源，釋放c,得到如圖乙所示的紙帶，電源頻率為50Hz,其中相鄰兩計數(shù)點間還有4 個點未畫出，重力加速度為9.8m/s2：(1) 由圖乙可知，a落地后，c做運動:(2)從開始下落到a將要落地的過程中，-b、c系統(tǒng)減少的重力勢能為 J,增加的動能 為J (結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)，在實驗誤差允許的范國內(nèi)，機械能守恒泄律得到驗【答案】勻速直線1.231. 17.【解析】(1) 1由

12、圖乙可知AB. BC、CD間的距離相等，且運動時間相同，故段c做勻速直線:2從開始下落到“將要落地的過程中，-b、c系統(tǒng)減少的重力勢能為Ep = 5gh = 0.5 x 9.8 x 0.25J = 1.23JX V =:0.125 z=ni/s=l .25m/s3重物c的速度t 0重物a、b、c增加的動能為E. =3-mv下列操作中對減小實驗誤差有利的是:A二精確測量出重物的質(zhì)疑BH兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正C：重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘D二用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋放重物 打點計時器接到打點周期為T的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，紙帶上各點是打點計時器打出的計時點

13、，其中o點為紙帶上打出的第一個點B、C、D、E、 = 1.17J2例題4. (2020屆四川省綿陽市髙三四模)如圖甲所示，打點計時器固左在鐵架臺上，重物 帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置測疑本地重力加速度。F、G是連續(xù)且淸晰的點，如圖乙所示。:若測得肋占的長度為小BC的長度為S2.則本地重力加速度的訃算式* 二若測得加的長度為S3, EG的長度為S,則本地重力加速度的汁算式【答案】BC耳【解析】(1) 1本實驗中不用測量重物的質(zhì)量，故A錯誤：為了減小紙帶與限位孔之間的摩擦圖甲中 兩限位孔必須在同一豎直線，這樣可以減小紙帶與限位孔的摩擦，從而減小實驗誤差，故B 正確：實驗供選擇的重物應(yīng)該相

14、對質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少空氣阻力的影響, 從而減小實驗誤差，故C正確：實驗時，先接通打點計時器電源再放手松開紙帶.對減小 實驗誤差沒有影響，故D錯誤。故選BC：(2) 2根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律可得C點的速度為F點的速度為則有vF =vc + a 3T聯(lián)立解得突破3“彈簧X橡皮條八碰撞”類實驗1橡皮條、彈簧的彈力大小與伸長量之間的關(guān)系滿足胡克泄律，實驗數(shù)據(jù)處理時一般 選用圖像法。2.胡克左律描述的是在彈性限度內(nèi)，橡皮條（彈簧）的彈力與形變量成正比，如果超岀 彈性限度，正比關(guān)系不再成立。3動疑守恒實驗裝置圖操作要領(lǐng)驗證動量 守恒 定律:安裝：斜槽末端切 線必須沿水平方向二起點：斜槽末

15、端上 方/處匚速度：應(yīng)用小球平 拋的水平位移替代考查熱點二考裝置：器材安裝、 小球選取、O點確泄二考測量:小球質(zhì)量的測量和小球平拋運動的水平位移的測疑二考結(jié)論：根據(jù)實驗 數(shù)據(jù)判斷兩球碰撞過 程中動量是否守恒例題5. （2020屆廣東省廣州、深圳市學(xué)調(diào)聯(lián)盟高三第二次調(diào)研）在探究彈力和彈簧伸長的 關(guān)系時，某同學(xué)先按圖1對彈簧甲進行探究，然后把彈簧甲和彈簧乙并聯(lián)起來按圖2進行探 究在彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為加= 50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，分別測得圖卬、圖乙中彈 簧的長度厶、厶如下表所示.鉤碼個數(shù)1234厶 /C11130.0031.0432.0233.02Ln /cm29.3329.6529.973

16、0.30已知重力加速度&=98血貳 要求盡可能多地利用測量數(shù)據(jù)，計算禪簧甲的勁度系數(shù)k=N/m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.由表中數(shù)拯（填“能“或“不能“川算出彈簧乙的勁度系數(shù).【答案】49 能【解析】第一空分析圖1中，鉤碼數(shù)量和彈簧常量的關(guān)系為鉤碼每增加一個，彈簧長度伸長lcm.匕=竺=蘭覚= 49N/m厶厶 0.01m第二空.分析圖2可得，每增加一個鉤碼，彈簧長度伸長約0.3cm，即0.003+ Ar2x0.003 = /ng ,根抵彈簧甲的勁度系數(shù)可以求出彈簧乙的勁度例題6某同學(xué)用如圖甲所示的裝巻通過半徑相同的/、B兩球的碰撞來驗證動量守 恒泄律圖甲中P0是斜槽，“為水平槽.實驗時先

17、使2球從斜槽上某一固泄位苣G由靜 止開始滾下，落到位于水平地而的記錄紙上，留下痕跡.重復(fù)上述操作10次，得到10個落 點痕跡.再把E球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后,4、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復(fù)這種操作10次.圖甲 中O點是水平槽末端R在記錄紙上的豎直投影點.B球落點痕跡如圖乙所示，英中米尺水 平放程，且平行于G、R. O所在的平而，米尺的零點與O點對齊.60（單位:cm）0米尺60（單位:cm）、嚴(yán)來尺（1）碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為cm：（2）在以下選項，哪些是本次實驗必須進行的測呈:？ （填選項序號）.A. 水平槽上未放E球時，

18、測量2球落點位置到O點的距離B. A球與E球碰撞后，測量2球落點位置到O點的距離C. 測量*球或E球的直徑D. 測量丿球和E球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)戢之比）E. 測量水平槽面相對于O點的高度（3）實驗中，關(guān)于入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正確的是A. 釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B. 釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確C釋放點越髙，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越D.釋放點越髙，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，軌道對被碰小球的阻力越小【答案?1)65.7 (2)ABD (3)C【解

19、析】(1) 如題圖所示，用盡可能小的圓把小球落點圈在里面，由此可見風(fēng)心的位置是65.7cm.(2) 小球做平拋運動時飛行時間相同，所以可以用水平位移的大小關(guān)系表示速度的大小關(guān) 系.實臉中要測量的數(shù)據(jù)有：兩小球的質(zhì)董勸、W2,三個落點到O點的距離；X2> "所 以選項A. B、D正確.(3) 入射小球的釋放點越高.入射小球碰前速度越大，相碰時內(nèi)力越大阻力影響越小. 可以較好地滿足動量守恒的條件，有利于減小誤差，故選項C正確.突破4.驗證牛頓第二定律和機械能守恒上律1驗證牛頓第二左律實驗裝置圖操作要領(lǐng)考查熱點驗證牛頓第二 定律細繩紙帯/勿 I1 /二平衡：必須平衡摩 擦力(改變小車

20、或重 物質(zhì)呈:，無須重新平 衡)匚質(zhì)量：重物的總質(zhì) 量遠小于小車質(zhì)量 (若使用力傳感器，或 以小車與重物的系統(tǒng) 為研究對象無須滿足 此要求)匚其他：細繩與長木 板平行：小車靠近打 點計時器的位置釋 放；實驗時先接通電 源，后釋放小車:考裝置：器材安裝 正誤：平衡摩擦力的 方法、標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)星控 制要求匚測定d:根據(jù)紙帶或 光電門數(shù)據(jù)計算加速 度:求結(jié)論：描點作a 一 F或“一令圖象，并 得出結(jié)論匚判成因:給定異常a 一F圖象，判斷苴可 能成因的長木板小車打點2.驗證機械能守恒的三種方法(1) 利用起始點和第"點計算，代入g屁和胡，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，g”=昴， 則說明機械能守恒定

21、律是正確的.(2) 任取兩點川、B測出皿,算出gh.B和(*忌一*砧)的值，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)， g腫=£誠一*訶，則說明機械能守恒定律是正確的.(3) 圖象法，從紙帶上選取多個點，測疑從第一點到其余各點的下落高度力，并計算各點 速度的平方v2,然后以少為縱軸，以力為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出yh圖線.若在誤差 允許的范圍內(nèi)圖線是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒.例題7.某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗證機械能守恒立律時，所用交流電源的頻率為50Hz,得 到如圖乙所示的紙帶.選取紙帶上打?qū)绲倪B續(xù)五個點2、B、C、D、£,測出2點距起點O 的距離為0= 19.00c

22、m,點丄C間的距離為6 = 8.36 cm,點C、E間的距離為=9.88 cm, g取9.8 m/s2,測得重物的質(zhì)量為m=lkg.甲乙(1) 下列做法正確的有A. 圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上B. 實驗前，手應(yīng)提住紙帶上端，使紙帶豎直C. 實驗時，先放開紙帶，再接通打點計時器的電源D. 數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置(2) 選取O、C兩點為初、末位置驗證機械能守恒泄律，重物減少的重力勢能是J,打下C點時重物的速度大小是m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3) 根據(jù)紙帶算岀打下各點時重物的速度v,量出下落距離s,則以亍為縱坐標(biāo)、以s為橫坐標(biāo)畫出的圖象應(yīng)是下而的V2C重物

23、減少的重力勢能總是略大于增加的動能，產(chǎn)生這一現(xiàn)彖的原因是(寫出條即可)【答案】(1)AB (2)2.68 2.28 (3)C 重物受到空氣阻力(或紙帶與打點il時器之間 存在阻力)【解析】(1)圖甲中兩限位孔必須在同一豎直線上，實驗前手應(yīng)提住紙帶上端.并使 紙帶豎直，這是為了減小打點計時器與紙帶之間的摩擦，選項A. B正確；實臉時，應(yīng)先接 通打點計吋器的電源再放開紙帶，選項C錯誤：數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)選擇紙帶上距離較遠的兩 點作為初、末位置，以減小長度的測量誤差，選項D錯誤.(2) 重物城少的重力勢能為="以so+g)=2.68J,由于重物下落時做勻變速運動，根 扌居勻變速直線運動任意時間

24、段中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度可知打下C51點時重揚的速度為vc=萬=2.28 m/s.物體自由下落過程中機械能守恒，可以得出 忖=如込 即gs=,所以y-5圖線 應(yīng)是一條過原點的傾斜直線，選項C正確.(4) 在買驗過程中，紙帶與打點計時器之間的摩擦阻力、空氣阻力是存在的.克服阻力 做功損失了部分機械能，因此實驗中重物減小的重力勢能總是略大于增加的動能.例題8.某物理課外小組利用圖甲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，其右端固左一輕滑輪：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，

25、每個質(zhì)量均為0.010 畑實驗步驟如下：(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(依次取”=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)：用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻/相對于 其起始位置的位移S,繪制sr圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度G(3) 對應(yīng)于不同的的a值見下表”=2時的s圖象如圖乙所示：由圖乙求出此時小 車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表.0.600.400.40 O.MU 1.20 1.60 2.00 "

26、s 乙oj/m樸)o.«oMH0.600.400.200.400.20: V w V w vMS8U:« I 丙:">3SS2:工 9»f> iz I:;:旨SJsi國s!注旣B n12345a伽 s 2)0.200.580.781.00(4) 利用表中的數(shù)據(jù)在圖丙中補齊數(shù)據(jù)點，并作岀"一”圖象.從圖彖可以看出：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.(5) 利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)呈為姒保留2位有效數(shù)字，重力加速度取 g=9.8 加 s 2).(6) 若以“保持木板水平"來代替步驟(1),下列說

27、法正確的是(填入正確選項前的標(biāo)號).A. n-w圖線不再是宜線Ba “圖線仍是直線，但該直線不過原點C. a “圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【答案】039(0.37041均可)(4) i7W圖線如圖1.000.80aitzimui - r I lllnlnlfflff-UUU= 60 O40 Oo O2O.!?：:345:USS；(5) 0.45(0.430.47 均可)(6)BC【解析】(3)實驗中小車做勻加連直線運動，由于小車初速度為零，結(jié)合勻變速直線運 動規(guī)律有結(jié)合圖乙得加速度a=0.39m/s2.(5) 由(4)知，當(dāng)揚體質(zhì)量一定，加速度與合外力成正比.得加速Zt a與成正比，即a

28、一圖象為過原點的直線.圖象的斜率it=0.196m/s2,平衡摩擦力后，下端所掛鉤碼的 總重力提供小車枷速度.嘶=(”切訕解得心譙界則匸歳可得皿 =0.45 kg.(6) 若未平衡摩擦力，則下端所掛鉤碼的總重力與小車斯受摩擦力的合力提供小車的加 速度，即"加og“Af+QV扭=(A/+A加o)a,解得 a =( ； j”_“g,可見圖線截 距不為寒，其圖線仍是直線，圖線斜率相對平衡摩擦力時有所變大，B. C項正確.突破5.探究平拋運動實驗裝置圖操作要領(lǐng)考查熱點二實驗中必須調(diào)整斜 槽末端的切線水平(檢驗是否水平的方法 是：將小球放在斜槽 末端水平部分，將其 向兩邊各輕輕撥動一次，看其是

29、否有明顯的運動傾向)探究一MtsBeoeu平拋:；15動.二方木板必須處于豎直平而內(nèi)，固左時要用重垂線檢查坐標(biāo)紙豎線是否豎直二考裝置:斜槽女裝要 求、小車釋放要求二求初速度二考圖象二小球每次必須從斜 槽上同一位置滾下 二坐標(biāo)原點不是槽口 的端點，應(yīng)是小球出 槽口時球心在木板上 的投影點例題9.如圖所示，研究平拋運動規(guī)律的實驗裝置放置在水平桌而上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間，底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移.保持水平槽口距底板髙度力= 0.420 m不變.改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置, 測岀小球做平拋運動的初速度代、飛行時間和水平位移d，記錄在表中.Vq/(?

30、H S 1)0.7411.0341.3181.584t/ms292.7293.0292.8292.9d!c)n21.730.338.646.4(1) 由表中數(shù)據(jù)可知，在方一泄時，小球水平位移與英初速度巾成關(guān)系，與無關(guān).(2) 位同學(xué)計算岀小球飛行時間的理論值解 5=289.8ms,發(fā)現(xiàn)理論值與測量值之差約為3 ms.經(jīng)檢查，實驗及測量無誤，其原因是(3) 另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，重新做了這個實驗，竟發(fā)現(xiàn)測量值十依然大于 自己得到的理論值*,但二者之差在3 ms7 ms,且初速度越大差值越小.對實驗裝置的 安裝進行檢查，確認斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是【答案】(1)正比 時

31、間(2)重力加速度取值不正確(3) 光電門傳感器巻于槽口的內(nèi)側(cè)【解析】(1)給出的四組數(shù)據(jù),d與比的比值分別為0.293、0.293、0.293、0.293,可見，水 平位移與初速度成正比，與吋間無關(guān).(2) 1邑力加速度應(yīng)取當(dāng)?shù)氐恼鎸嵵担蛉?.8m©不能取10 nVs2.(3) 測量值大于理論計算值的原因可能有兩個.一是光電門傳感器置于槽口的內(nèi)側(cè)，將 小球水平運動的時間記錄在內(nèi)了，二是空氣阻力的影響，使運動時間比理論值偏大.由題意 知初速度越大差值越小，故導(dǎo)致偏差的原因是光電門傳感器置于槽口的內(nèi)側(cè).例題10. (2020屆廣西南寧市髙三第一次適應(yīng)性測試)利用如圖所示的裝置探究動能

32、立理。 將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固泄位置，在木板上依次固泄好白紙、復(fù)寫紙，將小 球從不同的標(biāo)記點由靜止釋放。記錄標(biāo)記點到斜槽底端的髙度并根據(jù)落點位宜測量出小 球離開斜槽后的豎直位移“改變小球在斜槽上的釋放位垃，在斜槽比較光滑的情況下進行 多次測量，已知重力加速度為g,記錄數(shù)據(jù)如下：高度HQ為單位氏度h2h4h5h6/i7A豎直位移y/cm30.015.010.07.56.05.04.3(1) 小球從標(biāo)記點滑到斜槽底端的過程，速度的變化量為 (用X、八g表示)：(2) 已知木板與斜槽末端的水平距離為X,小球從標(biāo)記點到達斜槽底端的高度為H,測得小球 在離開斜槽后的豎直位移為X不計小球與槽

33、之間的摩擦及小球從斜槽滑到切線水平的末端 的能量損失。小球從斜槽上滑到斜槽底端的過程中，若動能立理成立，則應(yīng)滿足的關(guān)系式是(3) 保持x不變?nèi)粝肜脠D像直觀得到實驗結(jié)論，最好應(yīng)以H為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo),描點畫圖?！敬鸢浮俊窘馕觥啃∏螂x開斜槽底端后做平拋運動，則x = vt解得y =(2)2由知v =在小球下滑過程中，不il小球與槽之間的摩擦，只有重力做功，則有mgH=-mv2厶（3）3為了更直觀，應(yīng)畫成直線，根據(jù)上式可知：最好應(yīng)以H為橫坐標(biāo),以丄為縱坐標(biāo)，描 y點作圖。實戰(zhàn)演練1. （2020屆河北省石家莊市第二中學(xué)高三教學(xué)質(zhì)量檢測）用圖所示實驗裝置驗證機械能守恒 立律.通過電磁鐵控制的小鐵球

34、從*點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門E時，通過與之 相連的亳秒訃時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間r，測出MB之間的距離兒實驗前應(yīng)調(diào)整 光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束.iII(1) 為了驗證機械能守恒左律，還需要測量下列哪些物理量.A. A點與地而間的距離HB. 小鐵球的質(zhì)量加C. 小鐵球從A到B的下落時間ZabD. 小鐵球的直徑d(2) 小鐵球通過光電門時的瞬時速度尸,若下落過程中機械能守恒，則A與力的關(guān)系廣式為=-r【答案】D2gh【解析】(1) 1A.根據(jù)實驗原理可知,需要測量的是/點到光電門的距離,故A錯誤:B. 根拯機械能守恒的表達式可知，方程兩邊可以約掉質(zhì)量，因此

35、不需要測疑質(zhì)量，故B錯 誤：C. 利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不需要測量下落時間，故C錯誤；D. 利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度時，需要知道擋光物體的尺寸，因此需 要測量小球的直徑，故D正確.故選D.的主要實驗步驟如下:23利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故V 根據(jù)機械能療恒的表達式有加= |/hv:即 7=Th2. （2019陜西西安市藍田縣模擬）由于空間站處于完全失重狀態(tài)，不能利用天平等儀器測呈: 質(zhì)量，為此某同學(xué)為空間站設(shè)計了如圖所示（“）的實驗裝宜，用來測量小球質(zhì)量。圖中彈 簧固左在擋板上，軌道B處裝有光電門，可以測量岀小球經(jīng)過光電門的時間。該同

36、學(xué)設(shè)計（i）用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d（ii）將彈簧固左在檔板上（iii）小球與彈簧接觸并壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x（iv）由靜止釋放小球，測量小球離開彈簧后經(jīng)過光電門的時間f,計算出小球離開彈簧的 速度v（v ）改變彈簧的壓縮量，重復(fù)步驟（iii）、（iv）多次（vi）分析數(shù)據(jù)，得出小球的質(zhì)量該同學(xué)在地面上進行了上述實驗，請回答下列問題（1）步驟（i ）中游標(biāo)卡尺示數(shù)情況如圖（b）所示，小球的直徑w；（2）某一次步驟（iii）中測得彈簧的壓縮量為對應(yīng)步驟（iv）中測得小球通過光電門的時間為7.50ms,則此次小球離開彈簧的速度v=,n/s；（3）根據(jù)實驗得到的彈簧的形變x與對應(yīng)的小球速度v

37、在圖（c）中描岀了對應(yīng)的點，請將（2）問中對應(yīng)的點描出，并畫岀圖象。（4）已知實驗所用彈簧的彈性勢能£與彈簧形變雖：*之間的關(guān)系如圖（d）所示，實驗測得小球的質(zhì)量為kg.【答案】（1） 1.50：（2） 2；（3）圖象如圖所示：（4） 0.05a【解析】（1）由圖（b）所示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為:15mm+0x0.1 mm= 15.0mm= 1.50cma（2）小球離開彈簧后做勻速直線運動，小球經(jīng)過光電門時的速度與離開彈簧時的速度相等, 小球離開憚簧時的速度：*¥=蹤需#=2仏：（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點作岀圖象如圖所示：（4）由圖示圖象可知:x=lcm時，即：xlxlOm

38、2時，EP=0.1J, 由題意可知，x=lcm時，v=2m/st 由能準(zhǔn)守恒定律可知：E尸扌nur ,代入數(shù)據(jù)解得:m=0.05kg：【關(guān)鍵點撥】（1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)。（2）已知小球的宜徑與小球經(jīng)過光電門時的時間，應(yīng)用速度公式可以求出小球的速度。（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點作出圖象。（4）根據(jù)能量守恒泄律求岀小球的質(zhì)量。本題考查了胡克怎律和能雖:守恒的基本運用，知逍極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，結(jié) 合彈性勢能的表達式進行求解。3. （2020屆廣東省茂名市高三第二次綜合測試）某實驗小組在測木塊與長木板之間的動摩擦 因數(shù)時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定，調(diào)

39、整左滑輪髙度，使細線與長木板平 行.（1）實驗過程中，電火花打點計時器應(yīng)接在（選填“直流"或'交流"）電源上（2）已知重力加速度為g,測得木塊的質(zhì)量為"，祛碼盤和祛碼的總質(zhì)量為加，木塊的加速度為6則木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)“二-（3）圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打?qū)绲囊粭l紙帶的一部分，0口1匚2二3二4二5二6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫岀.從紙帶上測岀xiZ2.10cmZx2=3.62cmZx58.12 cmZx629.60 cm.則木塊加速度大小心m/s2（保留兩位有效數(shù)字）二（M +?）"一/【答案】（1）交流： （2）

40、/=-三:二3二1.5mZMg【解析】（1）電火花打點計時器應(yīng)接在交流電源上.二2）對舷碼：mg-T=ma:對木塊：T-pMg=Ma解得(M + m)a 一 mg13)因 T=O.ls,則 X46-xo2=2a(2T)2Z(X5+X6)(X1+X2)2(2T)29.60 + 82-362-2108xO.l2x10"27?/52 =.5m/ s24. （2020屆河北省厲山市髙三第一次模擬）某同學(xué)利用如圖所示實驗裝置探究橡皮筋做功與 速度變化的關(guān)系。他進行了如下操作：將長木板放在水平桌而上，調(diào)節(jié)一端髙度，平衡小車 及紙帶的摩擦力并固泄長木板：把橡皮筋一端固泄在墻上，期一端系在小車上，將

41、橡皮筋拉 長d。由靜紙帶打點計時小車橡皮筋止釋放小車，帶動穿過打點計時器的紙帶沿長木板運動, 得到一條紙帶。增加橡皮筋的條數(shù)，重復(fù)上述操作，長木板得到多條紙帶。打點訃時器電源 的頻率為50Hz。i（1）本實驗中，該同學(xué)應(yīng)怎樣判斷長木板及紙帶的摩擦力已經(jīng)被平衡:（2）實驗時得到一條紙帶.如圖所示。此次操作中應(yīng)選擇的速度大小為rn/s：（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）該同學(xué)由多次實驗數(shù)據(jù)做出2圖象如圖所示，則橡皮筋彈力做功與速度平方變化的 關(guān)系為”【答案】不掛橡皮筋，穿好紙帶打開打點訃時器，輕推小車若所得紙帶點跡均勻即平衡了摩 擦力 2.00 W oc v2【解析】（1）1根據(jù)平衡摩擦力的方法可知：

42、不掛橡皮筋，穿好紙帶打開打點計時器，輕推小車若 所得紙帶點跡均勻即平衡了摩擦力：（2）2應(yīng)選擇勻速部分求速度的大小，則速度大小為3x0.02（3）3根據(jù)做出的肌v2圖象可知橡皮筋彈力做功與速度平方變化的關(guān)系為VV oc v2 o5. （2020屆河北省石家莊市第二中學(xué)髙三教學(xué)質(zhì)疑檢測）用圖所示實驗裝宜驗證機械能守恒 定律.通過電磁鐵控制的小鐵球從*點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門E時，通過與之 相連的亳秒訃時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間r，測岀毎之間的距離辦.實驗前應(yīng)調(diào)整 光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束.II(1) 為了驗證機械能守恒左律，還需要測量下列哪些物理量.A.

43、A點與地而間的距離HB. 小鐵球的質(zhì)量加C. 小鐵球從A到B的下落時間ZabD. 小鐵球的直徑d(2) 小鐵球通過光電門時的瞬時速度尸,若下落過程中機械能守恒，則A與力的關(guān)系廣式為=-r【答案】D2gh【解析】(1) 1A.根據(jù)實驗原理可知,需要測量的是/點到光電門的距離,故A錯誤:B. 根拯機械能守恒的表達式可知，方程兩邊可以約掉質(zhì)量，因此不需要測疑質(zhì)量，故B錯 誤：C. 利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不需要測量下落時間，故C錯誤；D. 利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度時，需要知道擋光物體的尺寸，因此需 要測量小球的直徑，故D正確.故選D.23利用小球通過光電門的平均

44、速度來代替瞬時速度，故u根據(jù)機械能守恒的表達代有nigh = mv:6. (2020屆河南省焦作市高三第三次模擬)某實驗小組用如圖1所示的實驗裝宜研究勻變速 直線運動，已知固立斜而的傾角為8=37。，把木塊自斜而上某一位置由靜止釋放，測量釋 放點到斜而底端的距離X以及木塊在斜而上運動的時間人改變釋放點位置，得到多組數(shù)據(jù)，作出丄一圖象如圖2所示。已知sin37°=06 cos37°=0.8, g取10m/s根據(jù)圖象可知，木塊在斜面上運動的加速度大小為m/品 木塊與斜而之間的動摩擦因數(shù)為: 在丄一/圖象中，有一組數(shù)據(jù)偏離直線比較遠，可能的原因是匚(回t答出一條原因即可)【答案】

45、040.7木塊釋放點到斜而底端的距離x測大了(或木塊在斜而上運動的時間測小了：或木塊不是由靜止釋放)【解析】利用加速度得肚義即速度與時間的變化量可以求出對應(yīng)得加速度：根據(jù)牛頓第二九 律町以耙摩擦力計算出來，從而求出動摩擦因數(shù)：根據(jù)實驗原理可以得出實驗誤差出現(xiàn)得原 因。.(1) 由公式可得x = at2m.H； -t圖像的斜率就是加速度的一半，所以求得d = 0.4m/s2: t(2) 由牛頓第二定律可得pmg cos 6 一 mg sin 0 = ma帶入數(shù)值算得“ =07：X(3) 偏離直線的數(shù)據(jù)可以從蘭一 r中得出原伙I。t7. (2020屆黑龍江省哈爾濱市三中髙三第二次模擬)某實驗小組利

46、用圖1所示的裝置探究加 速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。圖1(1)實驗中下列做法正確的是(A3電火花計時器連接在電壓為46V,頻率為50HZ的交流電源上B二實驗時先放開小車再接通電火花i|時器C二將裝有袪碼的托盤用細線通過定滑輪拴在小車上然后平衡小車所受的摩擦力D二平衡好摩擦力后，每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力 (2)在探究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時，同一正確裝宜和實驗步驟得到兩組實驗數(shù)據(jù)，做岀甲、乙兩個丄圖像如圖2所示，則由圖像可知兩組實驗中小車所受拉力的大小的關(guān)m系是()A.2F V=FB 二F 中F/.CZFF.z.D二不確定（3）某同學(xué)在實驗中，由于操作不當(dāng)?shù)玫降腶F關(guān)系圖像如圖3

47、所示，則產(chǎn)生這樣結(jié)果的原 因是（）A二圖線沒有過坐標(biāo)原點可能是在平衡摩擦力時將木板的右端墊的過高造成的B二圖線沒有過坐標(biāo)原點可能是在平衡摩擦力時將木板的右端墊的過低造成的C：圖線彎曲可能是實驗時托盤和磁碼的質(zhì)量過大D二圖線彎曲可能是實驗時托盤和祛碼的質(zhì)呈:過小【答案】D B BC【解析】（1）1電火花汁時器連接在電壓為220V,頻率為50Hz的交流電源上，故A錯誤：實驗時先 接通電火花汁時器再放開小車，故B錯誤：平衡摩擦力時，不需要將裝有磁碼的托盤通過 左滑輪拴在小車上，故C錯誤：增減小車質(zhì)量后，由于下滑分力和摩擦力同比例變化，所以一次平衡后不需另外平衡，故D 正確。故選D：（2）2iinv;

48、« = -可知，圖線的斜率為合外力即小車所受的拉力，山圖像町知你佼，故mB正確，ACD錯誤。故選B；3由圖示圖象可知，a_F圖象在F軸上有截距，這是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力 不足造成的，即平衡摩擦力時將木板的右端墊的過低造成的，故A錯誤，B正確：當(dāng)小車質(zhì) 量M遠大于砂與砂桶質(zhì)量加時可以近似認為小車受到的介力等于砂與砂桶的重力，當(dāng)不滿 足M遠大于加時小車受到的拉力明顯小于砂與砂桶重力，a_F圖象發(fā)生彎曲，故C正確， D錯誤。故選BC。8. （2020屆陜四省西安中學(xué)高三四模）為了探究質(zhì)量一泄時加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，加為砂和

49、砂桶的質(zhì)量。（滑輪質(zhì)量不計）（1）實驗時，一立要進行的操作或保證的條件是（兒A：用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B：2將帶滑輪的長木板右端墊髙，以平衡摩擦力CZ!小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打?qū)缫粭l紙帶，同時記錄彈簧測力計的示數(shù)DH改變砂和砂桶的質(zhì)量.打出幾條紙帶E. 為減小誤差，實驗中一立要保證砂和砂桶的質(zhì)量加遠小于小車的質(zhì)量M（2）該同學(xué)在實驗中得到如圖乙所示的一條紙帶（相鄰兩汁數(shù)點間還有兩個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求岀小車的加速度為m/s2 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的d-F圖象是一條直線，圖 線與橫軸的夾角為0,求得圖線的斜率為則小車的質(zhì)量為（）12AH2tan6> BHClk DZ-tan 0k【答案】BD1.3 D【解析】(1) 1J.本實驗中細線的拉力由彈簧測力計直接測出，不需要用天平測岀砂和砂桶的質(zhì)量， 也就不需要使砂和砂桶的質(zhì)量加遠小于小車的質(zhì)呈M,故AE錯誤