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文檔簡介
必考熱點14力學(xué)、熱學(xué)實驗
力學(xué)與熱學(xué)實驗是高中物理的重要部分,是歷年高考的必考點。正確
使用測量工具、合理選擇器材、規(guī)范操作步驟是解決問題的關(guān)鍵。同
時體會圖像法、逐差法等解題方法。本部分試題多與生活實際聯(lián)系,
體會應(yīng)用物理知識解決身邊問題的樂趣。
微專題41探究類實驗
7研透真題-因圖
典例(2021.河北選擇考)某同學(xué)利用圖1中的實驗裝置探究機械能變
化量與力做功的關(guān)系。所用器材有:一端帶滑輪的長木板、輕細(xì)繩、
50g的鉤碼若干、光電門2個、數(shù)字計時器、帶遮光條的滑塊(質(zhì)量
2
為200g,其上可放鉤碼)、刻度尺。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s0實
驗操作步驟如下:
遮光條光電門1光電門2
圖1
①安裝器材,調(diào)整兩個光電門距離為50.00cm,輕細(xì)繩下端懸掛4個
鉤碼,如圖1所示;
②接通電源,釋放滑塊,分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間,并
計算出滑塊通過兩個光電門的速度;
③保持最下端懸掛4個鉤碼不變,在滑塊上依次增加一個鉤碼,記錄
滑塊上所載鉤碼的質(zhì)量,重復(fù)上述步驟;
④完成5次測量后,計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質(zhì)量M、
系統(tǒng)(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細(xì)繩懸掛鉤碼)總動能的增加量
△員及系統(tǒng)總機械能的減少量AE,結(jié)果如表所示:
M/kg
AEk/J0.490
回答下列問題:
(1)實驗中輕細(xì)繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為__________J(保留
三位有效數(shù)字);
⑵步驟④中所缺數(shù)據(jù)為;
⑶若M為橫軸,AE為縱軸,選擇合適的標(biāo)度,在圖2中繪出\E-M
圖像;
若系統(tǒng)總機械能的減少量等于克服摩擦力做功,則滑塊與木板之間的
動摩擦因數(shù)為(保留兩位有效數(shù)字)。
&【題眼破譯】
①看到“重力勢能的減少量”聯(lián)想到“等于重力所做的正功”;
②看到“系統(tǒng)總機械能的減少量”聯(lián)想到“除重力之外的其他力做功引
起”;
③看到圖像”聯(lián)想到“AE-M圖像的斜率為gL”。
【解析】(1)輕細(xì)繩下端所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為4x50x10-3
2
kgx9.80m/sx0.5m=0.980Jo
(2)由表格數(shù)據(jù)可知AEk+AE=0.980J,所以表格中所缺數(shù)據(jù)為0.588
Jo
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點連線,如圖所示:
l.OOOq
由能量守恒定律得:bE-iMgs,所以\E-M圖像的斜率表示〃gs,所
以滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.40o
冬空?
7答題要素-肉陷施
1.探究類實驗常見模型
彈簧類
小車紙帶電火花計時器
紙帶類光電門類
2.探究類實驗問題的注意事項
常用逐差法處理數(shù)據(jù)
注意打的點和計數(shù)點的區(qū)別
,紙帶類)
實驗中不能掛過多的鉤碼,
探究類
避免超過彈性限度
實驗
畫圖像時不要連成折線,讓坐標(biāo)點
彈簧類
------落在直線上,或均勻分布在直線兩側(cè)
7考場練兵?褐回整
1.(探究物體的加速度跟力的關(guān)系)用如圖甲所示裝置做“探究物
體的加速度跟力的關(guān)系”的實驗。實驗時保持小車的質(zhì)量不變,用鉤
碼所受的重力作為小車受到的合力,用打點計時器和小車后端拖動的
紙帶測出小車運動的加速度。
小車紙帶電火花計時器
甲
⑴實驗時先不掛鉤碼,反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置,直到小車做勻速
直線運動,這樣做的目的是
⑵圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分,從比較清晰的點跡起,
在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E,相鄰兩個計數(shù)
點之間都有4個點跡沒有標(biāo)出,測出各計數(shù)點到A點之間的距離,如
圖乙所示。已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源兩端,則此
2
次實驗中小車運動的加速度的測量值a=m/so(結(jié)果保留兩
位有效數(shù)字)
劣3.90tB9gf?
鼻.79-IEfiTcm
---------14.70--I平/cm
-------------21.60------------J
乙
⑶實驗時改變所掛鉤碼的質(zhì)量,分別測量小車在不同外力作用下的
加速度。根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)作出。孑關(guān)系圖線,如圖丙所示。此圖
線的AB段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________(選
填下列選項的序號)。
A.小車與平面軌道之間存在摩擦
B.平面軌道傾斜角度過大
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量過大
D.所用小車的質(zhì)量過大
【解析】⑴使平面軌道的右端墊起,讓小車重力沿斜面方向的分力
與它受的摩擦阻力平衡,才能認(rèn)為在實驗中小車受的合外力就是鉤碼
的拉力,所以這樣做的目的是平衡小車在運動過程中所受的摩擦阻
力。
,—,__XDE+XCD-XAB-XBCXCE-XAC
(2)由Ax—ciT~和逐差法可知a—472='4
(21.60-8.79-8.79)xlO'2
=-------------------;---------m/s2-1.0m/s2o
4x(0.1)2
⑶在實驗中認(rèn)為細(xì)繩的張力廠等于鉤碼的重力,則a4二鷺,
這是理論值;實際上,細(xì)繩張力F'-Ma',mg-F'=加",即F'=
M-mg,a'=----mg,所以只有當(dāng)M》m時,a-F圖像為直線,
M+mM+m
當(dāng)不滿足M》m時,便有a-F圖像的斜率逐漸變小,選項C正確。
答案:(1)平衡小車在運動過程中所受的摩擦阻力
(2)1.0(3)C
2.(探究力對物體做功與物體速度的關(guān)系)如圖甲所示,是“探究力
對物體做的功與物體速度的關(guān)系”部分實驗裝置圖。貝!):
⑴先使小車不連接橡皮筋,發(fā)現(xiàn)小車在木板上加速下滑,那么,在
橡皮筋彈力的作用下,合外力對小車所做的功(選填“大
于,,“小于,,或,,等于橡皮筋彈力對小車所做的功。圖乙是在實驗中得
到的一條紙帶,那么,在A、B、C三個計數(shù)點中應(yīng)該選用
點的速度才符合實驗要求。
⑵橡皮筋對小車做的功和小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器
測出;改變橡皮筋的條數(shù),可以得到多組功和速度的數(shù)據(jù)。若以橡皮
筋對小車做的功卬為縱坐標(biāo),小車獲得的速度的平方儼為橫坐標(biāo),
那么,作出的圖像應(yīng)該是_________。(選填選項的序號)
ABCD
【解析】(1)由于小車不連接橡皮筋時,小車在木板上加速下滑,此
時小車所受合力沿斜面向下。在橡皮筋彈力的作用下,合外力對小車
所做的功大于橡皮筋
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