高三物理二輪復(fù)習(xí)專題五物理實(shí)驗(yàn)第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)逐題對(duì)點(diǎn)特訓(xùn)

PAGEPAGE4第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)1．(2017·福建福州質(zhì)檢)圖甲為在氣墊導(dǎo)軌上研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的示意圖，滑塊上裝有寬度為d(很小)的遮光條，滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個(gè)光電門，用光電計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過光電門1的時(shí)間Δt以及遮光條從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的時(shí)間t，用刻度尺測(cè)出兩個(gè)光電門之間的距離x.(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙，則d＝__0.75__cm.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑塊從光電門1的右側(cè)某處由靜止釋放，測(cè)得Δt＝50ms，則遮光條經(jīng)過光電門1時(shí)的速度v＝__0.15__m/s.(3)保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，只調(diào)節(jié)光電門2的位置，滑塊每次都從同一位置由靜止釋放，記錄幾組x及其對(duì)應(yīng)的t，作出eq\f(x,t)－t圖象如圖丙，其斜率為k，則滑塊加速度的大小a與k的關(guān)系可表達(dá)為a＝__2k__.解析(1)由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，讀數(shù)應(yīng)為d＝7mm＋5×0.1mm＝7.5mm＝0.75cm.(2)由于擋光時(shí)間極短，因此滑塊通過光電門的速度等于擋光時(shí)間內(nèi)的平均速度，則v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.75×10－2m,50×10－3s)＝0.15m/s.(3)滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，由位移公式x＝vt＋eq\f(1,2)at2，整理得eq\f(x,t)＝eq\f(1,2)at＋v，因此可知圖象的斜率k＝eq\f(1,2)a，則加速度a＝2k.2．(2017·安徽師大附中模擬)如圖甲所示是某實(shí)驗(yàn)小組利用水平氣墊導(dǎo)軌等實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是否守恒．(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d＝__0.52__cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由光電計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt＝1.2×10－2s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為__0.43__m/s.在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離x和__滑塊與遮光條的總質(zhì)量M__.(文字說明并用相應(yīng)的字母表示)(2)本實(shí)驗(yàn)通過比較mgx和eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．解析(1)遮光條的寬度d＝5mm＋2×0.1mm＝5.2mm＝0.52cm；滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度為v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.52×10－2m,1.2×10－2s)≈0.43m/s；實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量還有滑塊與遮光條的總質(zhì)量M.(2)本實(shí)驗(yàn)通過比較mgx與eq\f(1,2)(m＋M)v2，即mgx與eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)相等，從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．3．(2017·山東重點(diǎn)中學(xué)模擬)某同學(xué)使用有透光狹縫的鋼條和光電計(jì)時(shí)器的裝置測(cè)量重力加速度，如圖甲所示．在鋼條下落過程中，鋼條擋住光源發(fā)出的光時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，透光時(shí)停止計(jì)時(shí)，若再次擋光，計(jì)時(shí)器將重新計(jì)時(shí)．實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)將鋼條豎直置于一定高度(下端A高于光控開關(guān))，由靜止釋放，測(cè)得先后兩段擋光時(shí)間t1和t2.(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量AB、AC的長(zhǎng)度，其中AB的長(zhǎng)度如圖乙所示，其值為__74.3__mm.(3)該同學(xué)接下來探究在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力的關(guān)系．他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個(gè)放在砝碼盤中，用天平測(cè)得砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m，并通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出加速度．得到多組數(shù)據(jù)后，繪出a－F圖象，發(fā)現(xiàn)圖象是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，如圖丙所示．圖象中直線的斜率表示eq\f(1,m＋M).(用本實(shí)驗(yàn)中可測(cè)量的量表示)(4)該同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)思想方法為__B__.A．理想化模型法B．控制變量法C．極限法D．比值法解析(1)運(yùn)用Δx＝aT2和逐差法可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度表達(dá)式為a＝eq\f(s6＋s5＋s4－s3－s2－s1,9T2).(2)平衡摩擦力時(shí)，要把裝砝碼的砝碼盤去掉，把木板不帶滑輪的一端緩緩抬起，反復(fù)調(diào)節(jié)直到紙帶上打出的點(diǎn)跡均勻?yàn)橹?，A錯(cuò)誤；每次改變小車質(zhì)量不需要重新平衡摩擦力，B錯(cuò)誤；小車運(yùn)動(dòng)的加速度需要根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)跡，經(jīng)過計(jì)算的車，不能直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出，C錯(cuò)誤；在改變小車質(zhì)量時(shí)，小車質(zhì)量M越大，小車所受拉力與盤中砝碼和砝碼盤的總重力相差越小，實(shí)驗(yàn)誤差越小，D正確．(3)把小車、砝碼和砝碼盤看作整體，