《2011届高中物理二轮复习第19讲专题9B力学实验(例4--例7)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高中物理二轮复习第19讲专题9B力学实验(例4--例7)（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理（广东）,专题九 物理实验,第1讲 力学实验,例4：启明同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系实验如图917为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为砝码，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码总重量，小车运动加速度a可用纸带上点求得：,图917,(1)图918为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz)，试由图中数据求出小车加速度值(写出计算过程)；,图918,(2)保持砝码质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m数据如下表：,根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标
2、系，并作出图线从图线中得到F不变时小车加速度a与质量之间定量关系式是_,(2)根据表中所提供的实验数据，所作的图象如下图所示为求直线的斜率，可在直线上找两个距离较远的点，如点(1.00,0.50)和点(3.00,1.50)，求得直线的斜率为：k=(1.50-0.50)/(3.00-1.00)=1/2.,点评：观察描出的各数据点，可以看出各点大体在一条直线上，由于误差的存在，不可将各数据点直接连起来，使这些点尽可能地对称分布在直线的两侧，这样可以减小实验误差，且离直线较远的点误差较大，这些误差数据可以直接舍去，然后作出实验结果图,5探究动能定理 采用如图919所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，
3、使小车获得速度后沿木板匀速滑行，当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功为W，则用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放,图919,时，实验中橡皮筋所做的功分别为2W,3W小车获得的速度根据打点计时器打出的纸带得到当得出若干组功和速度的数据后，以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小车获得的速度 v、v2、 为横坐标，以第一次实验时的功W为单位，用描点法分别作出W-v、W-v2、W- 曲线，分析曲线，得出橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系,例5：某实验小组采用图9110所示的装置探究“动能定理”图9110中小车中可放置砝码实验中，小车碰到制动装置
4、时，钩码尚未到达地面打点计时器工作频率为50Hz.,(1)实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近，_,_小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，_.改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作(2)图9111是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s,及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置,图9111,表1纸带的测量结果,(3)在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系
5、统，_做正功，_做负功(4)实验小组根据实验数据绘出了图9112中的图线(其中v2=v2-v02)根据图线可获得的结论是_.,图9112,答案： (1)先接通电源，再释放小车；断开电源，取出纸带(2)5.080.50(3)钩码的重力木板对小车的摩擦力(4)系统某计数点相对O点的速度的平方差跟各点到O点的距离成正比小车质量,【点评】“探究动能定理”是考试说明中规定必考部分实验中两个带有“探究”标志的实验之一，而实验与探究又是新课标理念下对实验考查的特色内容之一，因此，同学们必须注意相关实验题目的训练，要在理解实验的基础上解决相关的问题,6验证机械能守恒定律实验,实验装置如图9113所示在自由落体
6、运动中只有重力做功时，物体的重力势能和动能可以互相转化，但总的机械能守恒利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h及计算出瞬时速度v，从而验证物体在自由下落过程中重力势能的减少量,图9113,例6：在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量各计数点对应刻度尺上的读数如图9114所示，(O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D、E分别是每打两个点取出的计数点) 根据纸带要求计算：(1)若重锤的质量为m，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是_J；,图9114,(2)重锤下落到打B点时增加的动能是_J；(3)从(1)、(2
7、)数据可得出的结论是_；产生误差的主要原因是_,(3)可以得出在实验误差允许范围内重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒重锤减少的重力势能略大于其增加的动能的原因是：重锤在下落时要受到阻力的作用(打点计时器对纸带的摩擦阻力，空气阻力等)，重锤克服阻力做功要损失一部分机械能,【点评】本实验的误差来源主要是空气阻力和摩擦阻力对纸带和物体做功，使重力势能的减少量大于动能的增加量为尽量减少误差，除了实验操作正确、仪器选取合理外，在计算重力势能减少量时，重力加速度g一定不要取10m/s2，没有特殊说明要取9.8m/s2.,7验证动量守恒定律实验 用如图9115甲所示的装置，让小球m1从斜槽上某一
8、位置滚下，与放在斜槽末端的静止的小球m2发生正碰，根据动量守恒定律应有：m1v1=m1v1+m2v2,图9115,由平抛运动知识可知，只要小球做平抛运动的高度相同，运动的时间就相同，若直接用飞行时间作时间单位，小球的水平速度在数值上就等于小球飞出的水平距离，只要能满足m1OP=m1OM+m2ON，就能验证动量守恒定律上式中OP、OM和ON的意义如图乙所示,图9115,例7：某同学用图9116(甲)所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G无初速滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10
9、个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G无初速滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图(甲)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点B球落点痕迹如图(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐,(1)碰撞后B球的水平射程应取为_cm.(2)在下列选项中，哪些是本次实验必须进行的测量()A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离C.测量A球或B球直径D.测量G点相对于水平槽面的高度,图9116,解析:(1)图(乙)中画出了B球的1
10、0个落点位置，实验中应取平均位置，方法是：用最小的圆将所有点圈在里面，圆心位置即为落点平均位置，找准平均位置，读数时应在刻度尺的最小刻度后面再估读一位 (2)本实验的装置把被碰小球放在靠近槽末端的地方，使得被碰小球B与入射小球A都从O点开始做平抛运动，且两球平抛时间相同，以平抛时间为时间单位，则平抛的水平距离在数值上等于平抛初速度，设A未碰B时平抛的水平位移为sA，A、B相碰后，A、B两球的水平位移分别为sA，sB，A、B质量分别为mA、mB，则碰前A的动量可写成mAsA，碰后A、B总,动量为mAsA+mBsB，要验证动量是否守恒，即验证以上两动量是否相等，所以该实验应测量的物理量有：mA、mB、sA、sA、sB.,答案：(1)64.7cm(从64.2 cm到65.2 cm都正确)(2)AB,
