《(京津魯瓊專用)2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)14 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(京津魯瓊專用)2020版高考物理大三輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)題熱點(diǎn)巧練 熱點(diǎn)14 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(含解析)(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、熱點(diǎn)14 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
(建議用時(shí):20分鐘)
1.某同學(xué)用如圖甲所示裝置測(cè)小滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù).實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:一輕質(zhì)彈簧放置在粗糙水平固定桌面MN上,彈簧左端固定,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧右端恰好在桌面邊緣處,現(xiàn)用一個(gè)小滑塊壓縮彈簧并用鎖扣鎖?。阎?dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,彈簧的勁度系數(shù)為k.
(1)實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟:
①用天平測(cè)量出小滑塊的質(zhì)量m,查出勁度系數(shù)為k的彈簧的形變量為x時(shí)的彈性勢(shì)能的大小為Ep=kx2.
②測(cè)量桌面到地面的高度h和小滑塊拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s.
③測(cè)量彈簧壓縮量x后解開(kāi)鎖扣.
④計(jì)算小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù).
Ⅰ.上述步驟正確的操
2、作順序是____________(填入代表步驟的序號(hào)).
Ⅱ.上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的大小為_(kāi)___________.
(2)再通過(guò)更換材料完全相同、但大小和質(zhì)量不同的滑塊重復(fù)操作,得出一系列滑塊質(zhì)量m與它拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s.根據(jù)這些數(shù)值,作出s2-圖象,如圖乙所示.由圖象可知,滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=__________;每次彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢(shì)能大小是____________.(用b,a,x,h,g表示)
2.(2019·青島二模)如圖所示,某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究支架上力的分解,A、B為兩個(gè)相同的雙向力傳感器,該型號(hào)傳感器在
3、受到拉力時(shí)讀數(shù)為正,受到壓力時(shí)讀數(shù)為負(fù).A連接質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,可沿固定的板做圓弧形移動(dòng).B固定不動(dòng),通過(guò)光滑鉸鏈連接長(zhǎng) 0.3 m 的桿.將細(xì)繩連接在桿右端O點(diǎn)構(gòu)成支架.保持桿在水平方向,按如下步驟操作:
①測(cè)量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ
②對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)零
③用另一根繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)鉤碼,記錄兩個(gè)傳感器的讀數(shù)
④取下鉤碼,移動(dòng)傳感器A改變?chǔ)冉?
重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,得到表格.
F1
1.001
0.580
…
1.002
…
F2
-0.868
-0.291
…
0.865
…
θ
30°
60°
…
150°
…
(1)根據(jù)表格,A傳感
4、器對(duì)應(yīng)的是表中力________(選填“F1”或“F2”).鉤碼質(zhì)量為_(kāi)_______kg(g取10 m/s2,保留1位有效數(shù)字).
(2)本實(shí)驗(yàn)中多次對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零,對(duì)此操作說(shuō)明正確的是________.
A.因?yàn)槭孪韧浾{(diào)零
B.何時(shí)調(diào)零對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響
C.為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響
D.可以完全消除實(shí)驗(yàn)的誤差
3.(2019·全國(guó)押題卷二)甲、乙同學(xué)均設(shè)計(jì)了測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn),已知重力加速度為g.
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,其中A為置于水平面上的質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板,B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊,C為物塊右端連接的一個(gè)輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì),連接彈簧的細(xì)
5、繩水平,實(shí)驗(yàn)時(shí)用力向左拉動(dòng)A,當(dāng)C的示數(shù)穩(wěn)定后(B仍在A上),讀出其示數(shù)F,則該設(shè)計(jì)能測(cè)出________(填“A與B”或“A與地面”)之間的動(dòng)摩擦因數(shù),其表達(dá)式為μ=________.
(2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示,他在一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定A、B兩個(gè)光電門,與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,與跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力,長(zhǎng)木板固定在水平面上,物塊與滑輪間的細(xì)繩水平,實(shí)驗(yàn)時(shí),多次改變沙桶中沙的質(zhì)量,每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),讀出多組測(cè)力計(jì)示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t;在坐標(biāo)系中作出F-的圖線
6、如圖丙所示,圖線的斜率為k,與縱軸的截距為b,因乙同學(xué)不能測(cè)出物塊質(zhì)量,故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量為_(kāi)_______(填所測(cè)物理量及符號(hào)).根據(jù)所測(cè)物理量及圖線信息,可知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為μ=________.
4.某興趣小組的同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,輕繩一端固定在光滑固定轉(zhuǎn)軸O處,另一端系一小球.
(1)小明同學(xué)在小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)附近分別放置了一組光電門,用螺旋測(cè)微器測(cè)出了小球的直徑,如圖乙所示,則小球的直徑d=________ mm.使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),測(cè)出小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的擋光時(shí)間為Δt1,經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的擋光時(shí)間為Δt2.
(2)小軍同學(xué)
7、在光滑水平轉(zhuǎn)軸O處安裝了一個(gè)拉力傳感器,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)拉力傳感器讀出小球在最高點(diǎn)時(shí)繩上的拉力大小是F1,在最低點(diǎn)時(shí)繩上的拉力大小是F2.
(3)如果要驗(yàn)證小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)機(jī)械能守恒,小明同學(xué)還需要測(cè)量的物理量有________(填字母代號(hào)).小軍同學(xué)還需要測(cè)量的物理量有________(填字母代號(hào)).
A.小球的質(zhì)量m
B.輕繩的長(zhǎng)度l
C.小球運(yùn)行一周所需要的時(shí)間T
(4)根據(jù)小明同學(xué)的思路,請(qǐng)你寫出驗(yàn)證小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式:_______________________________________
8、__________.
(5)根據(jù)小軍同學(xué)的思路,請(qǐng)你寫出驗(yàn)證小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式:_________________________________________________.
熱點(diǎn)14 力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
1.解析:(1)Ⅱ.由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,s=vt,h=gt2,解得v=s.設(shè)彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能為Ep,由功能關(guān)系可知Ep-μmgx=mv2,而Ep=kx2,解得μ=-.
(2)Ep-μmgx=mv2,而v=s,有Ep=μmgx+,對(duì)照題給s2-圖象,變形得s2=·-4μhx.由s2-圖象可知,圖線斜率=,圖線在縱軸上的截距b=4μhx,解得滑塊與水平
9、桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=;彈性勢(shì)能大小為Ep=.
答案:(1)Ⅰ.①③②④ Ⅱ.-
(2)
2.解析:(1)A傳感器中的力均為拉力,為正值,故A傳感器對(duì)應(yīng)的是表中力F1,平衡時(shí),mg=F1sin θ,當(dāng)θ=30°時(shí),F(xiàn)1=1.001 N,可求得m=0.05 kg.
(2)在掛鉤碼之前,對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)零,是為了消除橫桿自身重力對(duì)結(jié)果的影響,故C正確.
答案:(1)F1 0.05 (2)C
3.解析:(1)當(dāng)A達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),B處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動(dòng)摩擦力f大小相等.B對(duì)木塊A的壓力大小等于B的重力mg,由f=μFN得:μ=,由C上讀取F,即可求出A與B間的動(dòng)
10、摩擦因數(shù)μ;
(2)小車由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移公式得:x=at2,解得:a=,根據(jù)牛頓第二定律得:對(duì)于小車F-μmg=ma,則F=μmg+ma=μmg+,圖線的斜率為k=2mx,縱軸的截距為b=μmg,k與摩擦力是否存在無(wú)關(guān),小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ===,故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量是光電門A、B之間的距離x.
答案:(1)A與B (2)光電門A、B之間的距離x
4.解析:(1)螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為5.5 mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為20.0×0.01 mm,故最終讀數(shù)為兩者相加,即5.700 mm.
(3)根據(jù)小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v1
11、=,小球在最低點(diǎn)的速度大小為v2=,設(shè)輕繩長(zhǎng)度為l,則從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)依據(jù)機(jī)械能守恒定律有m+mg·2l=m,化簡(jiǎn)得-=4gl,所以小明同學(xué)還需要測(cè)量的物理量是輕繩的長(zhǎng)度l;根據(jù)小軍同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則小球在最低點(diǎn)有F2-mg=m,在最高點(diǎn)有F1+mg=m,從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)依據(jù)機(jī)械能守恒定律有mv=mv+2mgr,聯(lián)立方程化簡(jiǎn)得F2-F1=6mg,所以小軍同學(xué)還需要測(cè)量的物理量就是小球的質(zhì)量m.
(4)由(3)可知,根據(jù)小明同學(xué)的思路,驗(yàn)證小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式為-=4gl.
(5)由(3)可知,根據(jù)小軍同學(xué)的思路,驗(yàn)證小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式為F2-F1=6mg.
答案:(1)5.700 (3)B A (4)-=4gl (5)F2-F1=6mg
- 5 -