《通用版2020版高考物理二轮复习专题分层突破练14力学实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通用版2020版高考物理二轮复习专题分层突破练14力学实验（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题分层突破练专题分层突破练 1414 力学实验力学实验 1 1 某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上的运动时的加速度 实 验过程如下 在斜面上铺上白纸 用图钉钉住 把滴水计时器固定在小车的末端 调节滴水计时器的 滴水速度 使其每 0 2 s 滴一滴 以滴水计时器内盛满水为准 在斜面顶端放置一浅盘 把小车放在 斜面顶端 把调好的滴水计时器盛满水 使水滴能滴入浅盘内 随即在撤去浅盘的同时放开小车 于 是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹 小车到达斜面底端时立即将小车移开 图乙为实验得到的一条纸带 用刻度尺量出相邻点之间的距离是 s01 1 40 cm s12 2 1
2、5 cm s23 2 91 cm s34 3 65 cm s45 4 41 cm s56 5 15 cm 试问 1 滴水计时器的原理与课本上介绍的 原理类似 2 由纸带数据计算可得计数点 4 所代表时间的瞬时速度v4 m s 计算小车的加速度a的 表达式为 计算结果为 m s2 结果均保留两位有效数字 2 2 如图所示装置可以用来 探究加速度与合外力 质量的关系 也可以用来 探究功与速度变化 的关系 和 验证机械能守恒定律 等 1 某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速度 用游标卡尺测量遮光条的宽度d 其示数如图 所示 则d mm 测出小车静止时遮光条到光电门的距离为x 光电计时器读出遮光条
3、通过 光电门的时间是t 则小车的加速度是 用测量的符号表示 2 该同学继续用此装置做 探究功与速度变化的关系 的实验 他通过改变小车释放点到光电门 的距离成倍增加进行多次实验 每次实验时要求小车都由静止释放 如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为t 通过描点作出线性图象来反映合力做功与t的关 系 则下图中符合实验事实的是 下列实验操作中必要的是 A 调整轨道的倾角 在未挂重物时使小车能在轨道上做匀速直线运动 B 必须满足重物的质量远小于小车的质量 C 必须保证小车由静止状态开始释放 D 保持小车 包括遮光条 和重物的质量不变 3 3 2019 河南郑州一中测试 在利用碰撞做 验证动量守恒定律
4、的实验中 实验装置如图甲所示 图甲中斜槽PQ与水平槽QR平滑连接 按要求安装好仪器后开始实验 先不放被碰小球 使入射小 球从斜槽上的A点由静止滚下 重复实验若干次 然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边 缘B处 槽口 再使入射小球从斜槽上的A点由静止滚下 再重复实验若干次 在白纸上记录下挂于 槽口B的重垂线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置 从左至右依次为 O M P N点 测得两小球直径相等 入射小球和被碰小球的质量分别为m1 m2 且m1 2m2 则 1 两小球的直径用螺旋测微器测得 测量结果如图乙 则两小球的直径均为 mm 2 入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初
5、速度释放 其目的是 A 使入射小球每次都能水平飞出槽口 B 使入射小球每次都以相同的动量到达槽口 C 使入射小球在空中飞行的时间不变 D 使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞 3 若未放被碰小球和放了被碰小球 入射小球的落点分别是P M 在误差允许的范围内若测得 ON MP 填倍数 则表明碰撞过程中两小球组成的系统满足动量守恒定律 4 4 2019 四川泸州二诊 某同学利用图示装置来验证机械能守恒定律 A B是质量均为m的小物块 C 是质量为M的重物 A B间由轻弹簧相连 A C间由轻质细绳相连 在物块B下放置一压力传感器 重 物C下放置一速度传感器 压力传感器与速度传感器相连 整个实验中弹簧
6、均处于弹性限度内 重 力加速度大小为g 实验操作如下 a 开始时 系统在一外力作用下保持静止 细绳拉直但张力为零 现释放C 使其向下运动 当压力传 感器示数为零时 速度传感器测出C的速度为v b 在实验中保持A B质量不变 改变C的质量M 多次重复步骤 a 回答下列问题 1 该实验中 M和m大小关系必满足M m 选填 小于 等于 或 大于 2 为便于研究速度v与质量M的关系 每次测C的速度时 C已下降的高度应 选填 相 同 或 不同 3 根据所测数据 为了更直观地验证机械能守恒定律 应作出 选填 v2 M v2 1 M 或 v2 图线 1 M m 4 根据 3 中的图线 若图线在纵轴上的截距为
7、b 则弹簧的劲度系数为 用题给的已知 量表示 5 5 2018 北京卷 用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律 甲 主要实验步骤如下 a 安装好实验器材 接通电源后 让拖着纸带的小车沿长木板运动 重复几次 b 选出一条点迹清晰的纸带 找一个合适的点当作计时起点O t 0 然后每隔相同的时间间隔T选 取一个计数点 如图乙中A B C D E F 所示 乙 c 通过测量 计算可以得到在打A B C D E 点时小车的速度 分别记作 v1 v2 v3 v4 v5 d 以速度v为纵轴 时间t为横轴建立直角坐标系 在坐标纸上描点 如图丙所示 丙 结合上述实验步骤 请你完成下列任务 1 在下列仪
8、器和器材中 还需要使用的有 和 填选项前的字母 A 电压合适的 50 Hz 交流电源 B 电压可调的直流电源 C 刻度尺 D 秒表 E 天平 含砝码 2 在图丙中已标出计数点A B D E对应的坐标点 请在该图中标出计数点C对应的坐标点 并 画出v t图象 3 观察v t图象 可以判断小车做匀变速直线运动 其依据是 v t图象斜率的物理意义 是 4 描绘v t图象前 还不知道小车是否做匀变速直线运动 用平均速度表示各计数点的瞬时速 x t 度 从理论上讲 对 t的要求是 选填 越小越好 或 与大小无关 从实验的角度 看 选取的 x大小与速度测量的误差 选填 有关 或 无关 5 早在 16 世纪
9、末 伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的 当时只能靠滴水计时 为此 他设计了如图丁所示的 斜面实验 反复做了上百次 验证了他的猜想 请你结合匀变速直线运动 的知识 分析说明如何利用伽利略 斜面实验 检验小球的速度是随时间均匀变化的 丁 专题分层突破练 1414 力学实验 1 1 答案 1 打点计时器 2 0 20 0 19 x56 x45 x34 x23 x12 x01 9T2 解析 1 滴水计时器的原理与课本上介绍的打点计时器原理类似 2 计数点 4 所代表时间的瞬时速度 v4 s34 s45 t35 m s 3 65 4 41 10 2 2 0 2 0 2015m s 0 20m s
10、 计算小车的加速度a的表达式为 a x56 x45 x34 x23 x12 x01 9T2 代入数据可得 a 0 19m s2 2 2 答案 1 5 50 2 D CD d2 2xt2 解析 1 游标卡尺的主尺读数为 5mm 游标读数为 0 05 10mm 0 50mm 所以最终读数 d 5mm 0 50mm 5 50mm 由题意可知 该实验中小车做匀加速直线运动 因此有 v2 2ax 速度为 v d t 联立可得 a d2 2xt2 2 据题意可知 探究合力的功与动能改变关系 的实验 他通过成倍增加位移的方法来进行 验证 所以需要先表示出小车的速度 小车的速度用平均速度代替即 v 根据动能定
11、理可得 d t W mv2 由此可知W 故选 D 由于该实验是通过成倍增加位移的方法来进行验证 只要W 1 2 1 2m d2 t2 1 t2 的关系即可 所以不需平衡摩擦力 不需要满足重物的质量远小于小车的质量 但必须保证每次小 1 t2 车由静止释放且保持小车 包括遮光条 和重物的质量不变 故 AB 错误 CD 正确 3 3 答案 1 12 895 2 B 3 2 解析 1 螺旋测微器的主尺部分长度为 12 5mm 转动部分读数为 39 5 0 01mm 故小球的直径为 12 5 0 395 mm 12 895mm 2 入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放 是为了使小 球每次都以
12、相同的速度飞出槽口 即为了保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口 B 正确 3 设 入射小球碰前瞬间的速度为v1 碰后瞬间的速度为v1 碰后瞬间被碰小球的速度为v2 则 m1v1 m1v1 m2v2 由于m1 2m2 则有 2 v1 v1 v2 设平抛时间为t 则OM v1 t ON v2 t OP v1t 所 以若系统碰撞的过程中动量守恒 则满足 ON 2 MP 4 4 答案 1 大于 2 相同 3 v2 4 1 M m 4mg2 b 解析 1 实验过程中需要测定压力传感器示数为零时 C向下运动的速度v 所以必须满足M m 2 因刚开始时弹簧被压缩 弹力大小为mg 而压力传感器示数为零时 弹
13、簧被拉伸 弹力大小仍为mg 弹簧的形变量x 不论C的质量如何 测C的速度时 C已下降的高度相同 为 3 mg k mg k 2mg k 2mg k 弹性势能在始末状态相同 为此只需验证 m M v2 M m gx 化简得v2 4mgx 2gx 所以应作 1 2 1 M m v2 图线 4 由题意知b 2gx 而mg k 联立得k 1 M m x 2 4mg2 b 5 5 答案 1 A C 2 图见解析 3 小车的速度随时间均匀变化 加速度 4 越小越好 有关 5 如果小球的初速度为 0 其速度v t 那么它通过的位移x t2 因此 只要测量小球通过不 同位移所用的时间 就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化 解析 1 打点计时器需要使用交流电源 选 A 不选 B 由于需要测量长度 所以选 C 本实验用打点计 时器计时 故不需要秒表 本实验不需要测量质量 故不需要天平 2 如图所示 3 v t图线是一条倾斜的直线 小车的速度随时间均匀变化 斜率的物理意义是小车的加速度 4 用平均速度求瞬时速度 t越小越好 x t 5 如果速度随时间是均匀变化的 那么位移x将与时间t的二次方成正比 所以只要测出不同 时间内的位移和时间 看 是否成立 如果成立就可以检验小球的速度是随时间均匀 x1 t12 x2 t22 x3 t32 变化的
