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1、2014 届高考物理第二轮复习方案新题之力学实验 11.小明所在学习小组，用中学实验室常见器材设计了如图所 示的装置来验证机械能守恒定律。 图中 a、b 为两重物，用轻绳相连， b 的质量大于 a的质量，滑轮为轻质光滑滑轮。实验时从图示位置静 止释放 b, b下降且落到桌面后不再反弹，a 上升但不与滑轮相碰。小明的学习小 组已测量了 a上升的总高度 h1,要研究 b 从下落到刚要与桌面相碰这一过 程中，a、b 组成系统的机械能是否守恒，他们还需要测量的物理量有：_、_、_。(填被测的三个物理量，及表示这三个物理量的字母)。若表达式 _ _成立（用设定的字母表示） ，即可验证机械能守恒定律成立。
2、2因为手边没有天平，小王同学思考如何利用一已知劲度系数为 k 的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量他从资料上查得弹簧的弹性势能 Ep kx2（其中 x 为弹簧形变量）后，设计了1如下实验：将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端紧靠小球，弹簧为原长时小球恰好在桌边，然后用小球压缩弹簧并测得压缩量 x，释放小球，小球飞出后落在水平地面上，测出桌高 h 以及小球落地点到桌面边缘的水平距离 s（1）小球质量的表达式为_（2）如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素，那么小球质量的测量值将_（填偏大” 、 “偏小”或“准确” ） 3某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料
3、，完成后面问题。第 1 小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离， t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现不知道当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计 算出重力加速度 。时刻 t1 t2 t3 t4 t5速度 v(m/s) 4.52 4.04 3.56 3.08 2.60v2(m2/s2) 20.43 16.32 12.67 9.49 6.76来源:学.科.网（1）在所给的坐标纸上作出 v2h 图象；来源:Z,xx,k.Com来源:Zxxk.Com（2）分析说明，图象斜
4、率的绝对 值表示的物理意义是：_；（3）由图象求 得的重力加速度是 _m/s2（结果保留三位有效数字） 。第 2 小组：DIS 实验是利用现代信息技术进行的实验。 “用 DIS 研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球 从很光洁的曲面上滚下，选择 DIS 以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距 d 点（最低点）的高度 h，纵轴表示小铁球的重力势能 EP、动能 Ek或机械能 E。试回答下列问题：（1）图乙的图象中，表示小球的重力势能 EP、动能 Ek、机械能 E 随小球距 d 点的高度h 变化关系的图线分别是_（按顺序填写相应图线所对应
5、的文字） ；（2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：_。答案：第 1 小组：（1）图示（2 分） ；（说明：不用刻度尺，随手画的不给分）（2）重力加速度的二倍（或 2g） （ 2 分） ；（3）9.419.85（2 分） 。 （说明：填 9.80 不给分)第 2 小组：（1）乙、丙、甲（2 分） ；（2）忽略阻力作用，小球下落过程机械能守恒（2 分） 。解析：将各个时刻对应的高度和速度二次方数据标在坐标图中，用描点法作出 v2h 图象；由 mgh= mv2，可得 v2h 图象的斜率等于 2g。根据小球下滑动能增大、重力势能减小、1机械能不变可知表示小球的重力势能 EP、动能 Ek、机械
6、能 E 随小球距 d 点的高度 h 变化关系的图线分别是乙、丙、甲。4用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。斜面的末端与水平桌面相切，小球从离桌面高 h 处由静止释放，小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用 s 表示，桌面高 H。改变小球释放的位置，记录多组 h、 s 值。（1）若小球在运动的过程中机械能守恒，则 h 与 s2间应满足的关系是_ （2）某同学根据实验结果，画出了 h s2图象如上图所示。图象不过原点，并且随着 s 的增大图象有弯曲的迹象。下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是 a.小球与斜 面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面和桌面b.
7、小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度小一点的空心球进行实验c.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验d.小球与斜面和桌面间有摩擦，在原基础上适当减小一下斜面的倾角 5在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套(如图 9)。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长，结点到达某一位置 0。(1)某同学在做该实验时认为：A拉橡皮条的细绳 OB、OC 长 度必须相等。B拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程
8、，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点D拉力 F1和 F2的夹角越大 越好其中正确的是 (填入相应的字母)(2)在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化?答： 。(选填“变或“ 不变”)5.B （2 分） 不变（2 分）解析：拉橡皮条的细绳 OB、OC 长度不是必须相等。实验中，不能先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到 O 点。拉力 F1和 F2的夹角适当就可，所以正确的是 B。在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是不会发生变化。6
9、如图所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。他将光电门固定在直轨道上的 O 点，用同一重物通过细线拉同一小车，每次小车都从不同位置由静止释放，各位置A、B、C、D、E、F、G（图中只标出了 O、G）离 O 点的距离 d 分别为8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm，56cm。（1）该实验是否需要测量重物的重力。 （填 “需要”或“不需要” ） ；（2）该实验是否必须平衡摩擦力？ （填“是”或“否” ） ；（3）为了探究做功与速度变化的规 律，依次得到的实验数据记录如下表所示。请选取其中最合适的两行数据在答题卷的方格纸内描点作图。（4）从图像得到的直接结论是 ，
10、从而间接得到做功与物体速度变化的规律是 。7 ）在验证“当物体质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律时，给出如下器材：倾角可以调节的长木板（如图 10 所示） ，小车一个，计时器一个，刻度尺一把。实验步骤如下： 让小车自斜面上方一固定点 A1从静止开始下滑到斜面底端 A2，记下所用的时间 t。用刻度尺测量 A1与 A2之间的距离 x。用刻度尺测量 A1相对于 A2的高度 h。改变斜面的倾角，保持 A1与 A2之间的距离不变，多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、 t。以 h 为纵坐标，1/ t2为横坐标，根据实验数据作图。若在此实验中，如能得到一条过坐标系原点的直线，则可
11、验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。根据上述实验步骤和说明回答下列问题：（不考虑摩擦力影响，用已知量和测得量符号表示）（1）设小车所受的重力为 mg，则小车的加速度大小 a= ，小车所受的合外力大小 F= 。（2）请你写出物体从斜面上释放高度 h 与下滑时间 t 的关系式 。图 10A1A27 7 分（1） 或 g （2 分） ， mg 或 m （2 分） （2） h= （3 分）2txhxht 2gtx解析：小车所受合外力为 F=mgsin=mgh/x，小车的加速度大小 a=F/m=gh/x。或由 x= at21解得 a= ，合外力为 F=ma= m 。由
12、a=gsin，sin=h/x，x= at2联立解得 h= 。2tx2tx12gtx8某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况，图 11 所示为该同学实验时打出的一条纸带中的部分计数点（后面计数点未画出） ，相邻计数点间有 4 个点迹未画出。(打点计时器每隔 0.02s 打出一个点)O A B C D E F （1）为研究小车的运动，此同学用剪刀沿虚线 方向把纸带上 OB、 BD、 DF等各段纸带剪下，将剪 下的纸带一端对齐，按顺序贴好，如图 12 所示。简 要说明怎样判断此小车是否做匀变速直线运动。方法： （2）在图 12 中 x1=7.05cm、 x2=7.68cm、 x3=8
13、.31cm、 x4=8.94cm、 x5=9.57cm、 x6=10.20cm，则打下点迹 A 时，小车运动的速度大小是_m/s，小车运动的加速度大小是_m/s2。 （本小题计算结果保留两位有效数字）8 8 分（1）连接纸带左上角（上方中点或纸带中点）为一条直线或每条纸带比前一条纸带长度增加量相等。 （写出一条即可） （2 分） （2）0.74（3 分） ，0.63（3 分）图 11x2 x3 x4 x5 x6x1图 12OBBDDFFHHJJL解析：T=50.02s=0.1s，打下点迹 A 时，小车运动的速度大小是 vA= =0.74m/s。由12+xTx=aT2，和逐差法可得小车运动的加速
14、度大小是 a=0.63m/s2。9.如图，用小锤轻击弹簧金属片，A 球向水平方向飞出，同时 B 球被松开，竖直向下运动。用不同的力打击弹簧金属片，可以观察到_。A.A 球的运动线路不同，B 球的运动线路相同B.A, B 两球运动线路相同 C. A、 B 两球同时落地来源:Zxxk.ComD.力越大，A , B 两球落地时间间隔越大 用频闪照相的方法研究 A、B 两球的运动，如图是它们运动过程的频闪照片。仅从照 片上看,相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为_A.小球在水平方向做匀速运动B. 小球在水平方向做匀加速运动C.小球在竖直方向做匀速运 动D.小球在竖直方向
15、做匀加速运动 9.（1）答案：AC（3 分） ；A（3 分） 。解析：用不同的力打击弹簧金属片，A 球做平抛运动的初速度不同，运动线路不同，而 B 球做自由落体，其运动线路相同，A 、 B 两球同时落地，选项 AC 正确 BD 错误；频闪照片相邻竖直线之间的距离相等，相邻水平线之间的距离不相等，据此，可以认为小球在水平方向做匀速运动，小球在竖直方向做加速运动，但不能确定做匀加速运动，选项 A 正确 BCD 错误。10 在“验证机械能守恒定律”的实验中：下列操作正确且必要的有_。A.用秒表测出重物下落的时间B.用天平称出重物的质量C. 装配好器材，接通电源，松开纸带，让重物自由下落D.在点迹清晰的纸带上，沿重物下落的方向，依次取若干个连续的
