高考物理通用版二輪復習講義:第一部分 第三板塊 第1講 “分門別類”重溫基礎實驗——系統方法 Word版含解析
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1、第第 1 講講|“分門別類分門別類”重溫基礎實驗重溫基礎實驗系統方法系統方法考綱實驗考綱實驗高考熱點高考熱點研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動; 探究探究彈力和彈簧伸長的關系彈力和彈簧伸長的關系; 驗證力的驗證力的平行四邊形定則平行四邊形定則; 驗證牛頓運動定驗證牛頓運動定律律;探究動能定理探究動能定理;驗證機械能驗證機械能守恒定律;守恒定律;驗證動量守恒定律。驗證動量守恒定律。高考除了對教科書中原有的學生實驗進行考查高考除了對教科書中原有的學生實驗進行考查外,還增加了對演示實驗的考查,利用學生所學過的外,還增加了對演示實驗的考查,利用學生所學過的知識,對實驗器材或實驗方法加以重組,來完成新
2、的知識,對實驗器材或實驗方法加以重組,來完成新的實驗設計。復習本講內容時要注意以下幾點:實驗設計。復習本講內容時要注意以下幾點:熟知熟知各種器材的特性;各種器材的特性;熟悉教科書中的實驗,抓住實驗熟悉教科書中的實驗,抓住實驗的靈魂的靈魂實驗原理;實驗原理;掌握數據處理的方法;掌握數據處理的方法;熟熟知兩類誤差分析知兩類誤差分析系統誤差和偶然誤差。系統誤差和偶然誤差。命題點命題點(一一)基本儀器的使用和讀數基本儀器的使用和讀數1游標卡尺讀數方法游標卡尺讀數方法刻度刻度格數格數刻度總長刻度總長度度(mm)每小格與每小格與 1 mm相差相差(mm)精確度精確度(mm)游標尺上第游標尺上第 n 條刻度
3、線與主尺上的條刻度線與主尺上的某刻度線對齊時游標卡尺的讀數某刻度線對齊時游標卡尺的讀數(mm)1090.10.1主尺上讀的毫米數主尺上讀的毫米數0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數主尺上讀的毫米數0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數主尺上讀的毫米數0.02n注意:注意:(1)讀數最后的讀數最后的“0”不能丟,且不需要估讀。不能丟,且不需要估讀。(2)讀數時主尺和游標尺所用單位要統一,都用讀數時主尺和游標尺所用單位要統一,都用 mm,最后根據題目要求轉換單位。,最后根據題目要求轉換單位。(3)游標卡尺可以測量外徑、內徑、長度、深度等。游標卡尺可以測量外徑、內徑、長度、深
4、度等。2螺旋測微器讀數方法螺旋測微器讀數方法測量值固定刻度值測量值固定刻度值(注意半毫米刻度線是否露出注意半毫米刻度線是否露出)精確度精確度可動刻度上與固定刻度可動刻度上與固定刻度水平線所對的刻度值水平線所對的刻度值(注意刻度值要估讀一位注意刻度值要估讀一位)。精確度為。精確度為 0.01 mm。注意:注意:(1)螺旋測微器讀數以螺旋測微器讀數以“mm”為單位時,小數點后面一定有三位數字。為單位時,小數點后面一定有三位數字。(2)螺旋測微器需要估讀,讀數時要估讀到螺旋測微器需要估讀,讀數時要估讀到 0.001 mm。3時間測量類儀器時間測量類儀器(1)打點計時器打點計時器計時器種類計時器種類工
5、作電源電壓工作電源電壓打點間隔打點間隔電磁打點計時器電磁打點計時器交流交流 50 Hz,46 V0.02 s電火花計時器電火花計時器交流交流 50 Hz,220 V0.02 s(2)頻閃照相機頻閃照相機其作用和處理方法與打點計時器類似,它是用等時間間隔獲取圖像信息的方法,將物其作用和處理方法與打點計時器類似,它是用等時間間隔獲取圖像信息的方法,將物體在不同時刻的位置記錄下來,使用時要明確頻閃的時間間隔。體在不同時刻的位置記錄下來,使用時要明確頻閃的時間間隔。 對點訓練對點訓練 1如圖甲、乙、丙是用游標卡尺測量時的示意圖,圖甲為如圖甲、乙、丙是用游標卡尺測量時的示意圖,圖甲為 50 分度游標卡尺
6、,圖乙分度游標卡尺,圖乙為為20 分度游標卡尺分度游標卡尺,圖丙為圖丙為 10 分度游標卡尺分度游標卡尺,它們的讀數分別為它們的讀數分別為:_;_;_。解析:解析:在題圖甲中,主尺讀數為在題圖甲中,主尺讀數為 42 mm,游標尺上第,游標尺上第 8 條刻度線與主尺上的一條刻度條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊,由于游標卡尺是線對齊,由于游標卡尺是 50 分度的,所以讀數為分度的,所以讀數為 42 mm80.02 mm42.16 mm;在題;在題圖乙中,主尺讀數為圖乙中,主尺讀數為 63 mm,游標尺上第,游標尺上第 6 條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊,由于游條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊,由
7、于游標卡尺是標卡尺是 20 分度的,所以讀數為分度的,所以讀數為 63 mm60.05 mm63.30 mm;在題圖丙中,主尺讀;在題圖丙中,主尺讀數為數為 17 mm,游標尺上第游標尺上第 7 條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊,由于游標卡尺是由于游標卡尺是 10 分度分度的,所以讀數為的,所以讀數為 17 mm70.1 mm17.7 mm。答案:答案:42.16 mm63.30 mm17.7 mm2如圖甲、乙、丙是螺旋測微器的三次測量結果,其讀數分別為:如圖甲、乙、丙是螺旋測微器的三次測量結果,其讀數分別為:_mm、_mm、_mm。解析:解析:由螺旋測微器的讀
8、數規(guī)則知,題圖甲:固定刻度讀數可動刻度讀數由螺旋測微器的讀數規(guī)則知,題圖甲:固定刻度讀數可動刻度讀數6.5 mm35.80.01 mm6.858 mm。題圖乙:固定刻度讀數可動刻度讀數。題圖乙:固定刻度讀數可動刻度讀數01.00.01 mm0.010 mm。 題圖丙題圖丙: 固定刻度讀數可動刻度讀數固定刻度讀數可動刻度讀數0.5 mm14.90.01 mm0.649 mm。答案:答案:6.8580.0100.6493.小明仿照螺旋測微器的構造小明仿照螺旋測微器的構造, 用水杯制作了一個簡易測量工具用水杯制作了一個簡易測量工具,已知杯蓋的螺距為已知杯蓋的螺距為 2.0 cm,將杯蓋一圈均勻分為將
9、杯蓋一圈均勻分為 200 份份,杯蓋擰緊時杯蓋擰緊時可動刻度的可動刻度的“0”位置與固定刻度的位置與固定刻度的“0”位置位置(固定在杯體上固定在杯體上)對齊。如圖對齊。如圖所示,測量工具顯示的讀數為所示,測量工具顯示的讀數為_cm。解析:解析:由題意可知,杯蓋的螺距是由題意可知,杯蓋的螺距是 2.0 cm,將可動刻度分為,將可動刻度分為 200 等份,則其精度為:等份,則其精度為:0.1 mm,由題圖知,固定刻度讀數為,由題圖知,固定刻度讀數為 0,可動刻度讀數為,可動刻度讀數為 0.1168.0 mm16.80 mm1.680 cm,所以最終讀數為:,所以最終讀數為:01.680 cm1.6
10、80 cm。答案:答案:1.680命題點命題點(二二)對力學基礎實驗的考查對力學基礎實驗的考查實驗一實驗一研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動利用紙帶確定時間、速度、加速度利用紙帶確定時間、速度、加速度1由紙帶確定時間由紙帶確定時間:要知道打點計時器打出的點與人為選取的計數點之間的區(qū)別與聯要知道打點計時器打出的點與人為選取的計數點之間的區(qū)別與聯系,若每五個點取一個計數點,則計數點間的時間間隔系,若每五個點取一個計數點,則計數點間的時間間隔t0.025 s0.10 s。2求解瞬時速度求解瞬時速度:利用做勻變速運動的物體在一段時間內的平均速度等于中間時刻的利用做勻變速運動的物體在一段時間內的平均速
11、度等于中間時刻的瞬時速度求某一點的瞬時速度。如圖甲所示,第瞬時速度求某一點的瞬時速度。如圖甲所示,第 n 點的速度點的速度 vnxnxn12T。3用用“逐差法逐差法”求加速度:求加速度:如圖乙所示,因為如圖乙所示,因為 a1x4x13T2,a2x5x23T2,a3x6x33T2,所以所以 aa1a2a33x4x5x6x1x2x39T2。4圖像法求加速度圖像法求加速度(1)由由 vnxnxn12T,求出相應點的速度。,求出相應點的速度。(2)確定各計數點的坐標值確定各計數點的坐標值(T,v1)、(2T,v2)、(nT,vn)。(3)畫出畫出 vt 圖像,圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度。
12、圖像,圖線的斜率為物體做勻變速直線運動的加速度。注意注意:凡是應用打點計時器的實驗凡是應用打點計時器的實驗,都必須先接通電源都必須先接通電源,等打點穩(wěn)定后等打點穩(wěn)定后,再釋放紙帶再釋放紙帶。 對點訓練對點訓練 1(2018北京高考北京高考)用圖用圖 1 所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規(guī)律。主要實驗步驟如下:主要實驗步驟如下:a安裝好實驗器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。安裝好實驗器材,接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。b選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合
13、適的點當作計時起點 O(t0),然后每隔相同,然后每隔相同的時間間隔的時間間隔 T 選取一個計數點,如圖選取一個計數點,如圖 2 中中 A、B、C、D、E、F、所示。所示。c通過測量通過測量、計算可以得到在打計算可以得到在打 A、B、C、D、E、點時小車的速度點時小車的速度,分別記作分別記作 v1、v2、v3、v4、v5、d以速度以速度 v 為縱軸、時間為縱軸、時間 t 為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖 3 所示。所示。結合上述實驗步驟,請你完成下列任務:結合上述實驗步驟,請你完成下列任務:(1)在下列儀器和器材中,還需要使用的有在下列儀器和
14、器材中,還需要使用的有_和和_(填選項前的字母填選項前的字母)。A電壓合適的電壓合適的 50 Hz 交流電源交流電源B電壓可調的直流電源電壓可調的直流電源C刻度尺刻度尺D秒表秒表E天平天平(含砝碼含砝碼)(2)在圖在圖 3 中已標出計數點中已標出計數點 A、B、D、E 對應的坐標點對應的坐標點,請在該圖中標出計數點請在該圖中標出計數點 C 對應對應的坐標點,并畫出的坐標點,并畫出 vt 圖像。圖像。(3)觀察觀察 vt 圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是_。vt 圖像斜率的物理意義是圖像斜率的物理意義是_。(4)描繪描繪 vt 圖像前,還不
15、知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度圖像前,還不知道小車是否做勻變速直線運動。用平均速度xt表示各計數表示各計數點的瞬時速度點的瞬時速度,從理論上講從理論上講,對對t 的要求是的要求是_(選填選填“越小越好越小越好”或或“與大小無與大小無關關”);從實驗的角度看,選取的;從實驗的角度看,選取的x 大小與速度測量的誤差大小與速度測量的誤差_(選填選填“有關有關”或或“無無關關”)。(5)早在早在 16 世紀末世紀末, 伽利略就猜想落體運動的速度應該是均伽利略就猜想落體運動的速度應該是均勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖勻變化的。當時只能靠滴水計時,為此他設計了如圖 4 所示的所示
16、的“斜面實驗斜面實驗”,反復做了上百次,驗證了他的猜想。請你結合,反復做了上百次,驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略勻變速直線運動的知識,分析說明如何利用伽利略“斜面實驗斜面實驗”檢驗小球的速度是隨時間檢驗小球的速度是隨時間均勻變化的。均勻變化的。解析:解析:(1)打點計時器使用的是交流電源,故打點計時器使用的是交流電源,故 A 正確,正確,B 錯誤;相鄰打點間的時間間隔錯誤;相鄰打點間的時間間隔是已知的是已知的,故故 D 錯誤錯誤;計數點間的距離需要用刻度尺測量計數點間的距離需要用刻度尺測量,故故 C 正確正確;由于不需要知道小由于不需要知道小車和重物的質量
17、,故不需要天平車和重物的質量,故不需要天平(含砝碼含砝碼),故,故 E 錯誤。錯誤。(2)C 點對應的橫坐標為點對應的橫坐標為 3T,縱坐標為縱坐標為 v3,連線時要讓盡量多的點在一條直線上連線時要讓盡量多的點在一條直線上,如圖如圖所示。所示。(3)可以依據可以依據 vt 圖像是傾斜的直線圖像是傾斜的直線(斜率一定斜率一定),即小車的速度隨時間均勻變化即小車的速度隨時間均勻變化,判斷出判斷出小車做勻變速直線運動;小車做勻變速直線運動;vt 圖像的斜率表示加速度。圖像的斜率表示加速度。(4)從理論上講從理論上講,xt表示的是表示的是t 內的平均速度內的平均速度,只有當只有當t 趨近于趨近于 0
18、時時,xt才表示瞬時速才表示瞬時速度,因此若用度,因此若用xt表示各計數點的瞬時速度,對表示各計數點的瞬時速度,對t 的要求是越小越好;從實驗的角度看,選的要求是越小越好;從實驗的角度看,選取的取的x 越小越小,用用xt計算得到的平均速度越接近計數點的瞬時速度計算得到的平均速度越接近計數點的瞬時速度,但但x 過小過小,測量誤差增測量誤差增大,因此選取的大,因此選取的x 大小與速度測量的誤差有關。大小與速度測量的誤差有關。(5)如果小球的初速度為如果小球的初速度為 0,其速度,其速度 vt,那么它通過的位移,那么它通過的位移 x0v2t,故推出,故推出 xt2。因此,只要測量小球通過不同位移所用
19、的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化?;?。答案:答案:(1)AC(2)見解析圖見解析圖(3)小車的速度隨時間均勻變化小車的速度隨時間均勻變化加速度加速度(4)越小越好越小越好有關有關(5)如果小球的初速度為如果小球的初速度為 0,其速度,其速度 vt,那么它通過的位移,那么它通過的位移 xt2。因此,只要測量。因此,只要測量小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。小球通過不同位移所用的時間,就可以檢驗小球的速度是否隨時間均勻變化。實驗二實驗二探究彈力和彈簧伸長的關系探究彈力和彈簧
20、伸長的關系1實驗數據的處理方法實驗數據的處理方法列表法列表法將測得的實驗數據填入設計好的表格中,分析兩物理量間的定性關系將測得的實驗數據填入設計好的表格中,分析兩物理量間的定性關系圖像法圖像法根據記錄的實驗數據在平面直角坐標系內作圖根據記錄的實驗數據在平面直角坐標系內作圖。若是曲線應平滑若是曲線應平滑,若是直線要讓若是直線要讓直線過盡量多的點,或各點在直線兩側均勻分布直線過盡量多的點,或各點在直線兩側均勻分布函數法函數法往往是根據圖像得到物理量間的函數關系方程式往往是根據圖像得到物理量間的函數關系方程式2Fx 和和 Fl 圖像的特點圖像的特點(1)Fx 圖線為一條過原點的直線,而圖線為一條過原
21、點的直線,而 Fl 圖線為一條傾斜直線但不過原點。圖線為一條傾斜直線但不過原點。(2)Fx 圖線和圖線和 Fl 圖線的斜率均表示彈簧圖線的斜率均表示彈簧(或橡皮筋或橡皮筋)的勁度系數。的勁度系數。(3)Fl 圖線在圖線在 l 軸的截距表示彈簧軸的截距表示彈簧(或橡皮筋或橡皮筋)的原長。的原長。(4)Fx 和和 Fl 圖線發(fā)生彎曲的原因是彈簧圖線發(fā)生彎曲的原因是彈簧(或橡皮筋或橡皮筋)超出了彈性限度。超出了彈性限度。 對點訓練對點訓練 2(2018全國卷全國卷)如圖如圖(a),一彈簧上端固定在支架頂端一彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一托盤下端懸掛一托盤;一標尺由一標尺由游標和主尺構成,主尺豎直
22、固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊游標和主尺構成,主尺豎直固定在彈簧左邊;托盤上方固定有一能與游標刻度線準確對齊的裝置,簡化為圖中的指針。的裝置,簡化為圖中的指針?,F要測量圖現要測量圖(a)中彈簧的勁度系數。當托盤內沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對中彈簧的勁度系數。當托盤內沒有砝碼時,移動游標,使其零刻度線對準指針,此時標尺讀數為準指針,此時標尺讀數為 1.950 cm;當托盤內放有質量為;當托盤內放有質量為 0.100 kg 的砝碼時,移動游標,的砝碼時,移動游標,再次使其零刻度線對準指針再次使其零刻度線對準指針,標尺示數如圖標尺示數如圖(b)所示所示,其讀數為其讀數
23、為_cm。當地的重力加當地的重力加速度大小為速度大小為 9.80 m/s2,此彈簧的勁度系數為,此彈簧的勁度系數為_N/m(保留三位有效數字保留三位有效數字)。解析解析: 標尺的游標為標尺的游標為 20 分度分度, 精確度為精確度為 0.05 mm, 游標的第游標的第 15 個刻度與主尺刻度對齊個刻度與主尺刻度對齊,則讀數為則讀數為 37 mm150.05 mm37.75 mm3.775 cm。彈簧形變量。彈簧形變量 x(3.7751.950)cm1.825 cm,砝碼平衡時,砝碼平衡時,mgkx,所以彈簧的勁度系數,所以彈簧的勁度系數 kmgx0.1009.801.825102N/m53.7
24、N/m。答案:答案:3.77553.7實驗三實驗三驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則實驗的注意點驗證力的平行四邊形定則實驗的注意點1在同一次實驗中,使橡皮筋拉長時,結點到達的位置一定要相同。在同一次實驗中,使橡皮筋拉長時,結點到達的位置一定要相同。2用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮筋時,夾角不宜太大也不宜太小用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮筋時,夾角不宜太大也不宜太小,在在 60100之間為宜。之間為宜。3讀數時應注意使彈簧測力計與木板平行讀數時應注意使彈簧測力計與木板平行,并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同一條并使細繩套與彈簧測力計的軸線在同
25、一條直線上,讀數時眼睛要正視彈簧測力計的刻度,在合力不超過量程及橡皮筋彈性限度的前直線上,讀數時眼睛要正視彈簧測力計的刻度,在合力不超過量程及橡皮筋彈性限度的前提下,拉力的數值盡量大些。提下,拉力的數值盡量大些。4細繩套應適當長一些細繩套應適當長一些,便于確定力的方向便于確定力的方向,不要直接沿細繩套的方向畫直線不要直接沿細繩套的方向畫直線,應在應在細繩套末端用鉛筆畫一個點細繩套末端用鉛筆畫一個點,去掉細繩套后去掉細繩套后,再將所標點與再將所標點與 O 點連接點連接,即可確定力的方向即可確定力的方向。5在同一次實驗中在同一次實驗中,畫力的圖示時所選定的標度要相同畫力的圖示時所選定的標度要相同,
26、并且要恰當選取標度并且要恰當選取標度,使所使所作力的圖示適當大一些。作力的圖示適當大一些。6當用一個彈簧測力計拉橡皮筋時,彈簧測力計軸線方向一定在橡皮筋所在直線上當用一個彈簧測力計拉橡皮筋時,彈簧測力計軸線方向一定在橡皮筋所在直線上,但用作圖法得到的力但用作圖法得到的力 F 和實際測量得到的力和實際測量得到的力 F可能不完全重合,原因主要是彈簧測力計可能不完全重合,原因主要是彈簧測力計讀數有誤差,確定分力方向不夠準確等。讀數有誤差,確定分力方向不夠準確等。 對點訓練對點訓練 3在探究求合力的方法時在探究求合力的方法時,先將橡皮筋的一端固定在水平木板上先將橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上
27、帶有繩另一端系上帶有繩套的兩根細繩。實驗時,需要兩次拉伸橡皮筋,一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度套的兩根細繩。實驗時,需要兩次拉伸橡皮筋,一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮筋,另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮筋。地拉橡皮筋,另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮筋。(1)實驗對兩次拉伸橡皮筋的要求中,下列說法正確的是實驗對兩次拉伸橡皮筋的要求中,下列說法正確的是_(填字母代號填字母代號)。A將橡皮筋拉伸相同長度即可將橡皮筋拉伸相同長度即可B將橡皮筋沿相同方向拉到相同長度將橡皮筋沿相同方向拉到相同長度C將彈簧秤都拉伸到相同刻度將彈簧秤都拉伸到相同刻度D將橡皮筋和細繩的結點拉到相同位置
28、將橡皮筋和細繩的結點拉到相同位置(2)同學們在操作過程中有如下議論同學們在操作過程中有如下議論,其中對減小實驗誤差有益的說法是其中對減小實驗誤差有益的說法是_(填字填字母代號母代號)。A兩細繩必須等長兩細繩必須等長B彈簧秤、細繩、橡皮筋都應與木板平行彈簧秤、細繩、橡皮筋都應與木板平行C用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數之差應盡可能大用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數之差應盡可能大D拉橡皮筋的細繩要長些,標記同一細繩方向的兩點要近些拉橡皮筋的細繩要長些,標記同一細繩方向的兩點要近些解析:解析:(1)實驗目的是為了驗證力的平行四邊形定則,即研究合力與分力的關系,根據實驗目的是為了驗證力的平行四邊形
29、定則,即研究合力與分力的關系,根據合力與分力的等效性,實驗中橡皮筋兩次要沿相同方向拉伸到相同的長度,即橡皮筋和細合力與分力的等效性,實驗中橡皮筋兩次要沿相同方向拉伸到相同的長度,即橡皮筋和細繩的結點要拉到相同位置,使兩次效果相同,即兩個拉力和一個拉力等效,故繩的結點要拉到相同位置,使兩次效果相同,即兩個拉力和一個拉力等效,故 B、D 正確正確。(2)通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮筋時,并非要求兩細繩等長,通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮筋時,并非要求兩細繩等長,A 錯誤;錯誤;測量力的實驗要求盡量準確,為了減小實驗中因摩擦造成的誤差,操作中彈簧秤、細繩、測量力的實驗要求盡量準確,
30、為了減小實驗中因摩擦造成的誤差,操作中彈簧秤、細繩、橡皮筋都應與木板平行,橡皮筋都應與木板平行,B 正確;用兩彈簧秤同時拉細繩時對彈簧秤示數之差沒有要求,正確;用兩彈簧秤同時拉細繩時對彈簧秤示數之差沒有要求,只要使得兩次橡皮筋和細繩的結點拉到相同位置即可,只要使得兩次橡皮筋和細繩的結點拉到相同位置即可,C 錯誤;為了更加準確地記錄力的錯誤;為了更加準確地記錄力的方向,拉橡皮筋的細繩要長些,標記同一細繩方向的兩點要遠些,方向,拉橡皮筋的細繩要長些,標記同一細繩方向的兩點要遠些,D 錯誤。錯誤。答案:答案:(1)BD(2)B實驗四實驗四驗證牛頓運動定律驗證牛頓運動定律1實驗中的實驗中的“兩個重要兩
31、個重要”重要重要步驟步驟實驗要求小車的合外力為細繩對小車的拉力,因此必須平衡摩擦力實驗要求小車的合外力為細繩對小車的拉力,因此必須平衡摩擦力平衡摩擦力時注意:平衡摩擦力時注意:不能在細繩的另一端掛砝碼盤;不能在細繩的另一端掛砝碼盤;必須讓小車連上紙帶且必須讓小車連上紙帶且打點計時器處于工作狀態(tài);打點計時器處于工作狀態(tài);同一次實驗中,平衡摩擦力后不必再次平衡同一次實驗中,平衡摩擦力后不必再次平衡重要重要條件條件小車所受的合外力不等于砝碼和砝碼盤所受的總重力小車所受的合外力不等于砝碼和砝碼盤所受的總重力 mg, 要想把砝碼和砝碼盤所要想把砝碼和砝碼盤所受的總重力當作小車所受的合外力受的總重力當作小
32、車所受的合外力, 則必須保證小車質量則必須保證小車質量 M 遠大于砝碼和砝碼盤遠大于砝碼和砝碼盤的總質量的總質量 m(Mm)2.對于實驗圖像問題對于實驗圖像問題, 往往要根據物理規(guī)律寫出縱軸物理量與橫縱物理量間的函數關系往往要根據物理規(guī)律寫出縱軸物理量與橫縱物理量間的函數關系式,然后進行判定。式,然后進行判定。 對點訓練對點訓練 4(2019 屆高三屆高三惠州調研惠州調研)在在“探究加速度與力探究加速度與力、質量的關系質量的關系”的實驗時的實驗時,采用了如圖采用了如圖甲所示的實驗方案。操作如下:甲所示的實驗方案。操作如下:(1)平衡摩擦力時平衡摩擦力時,若所有的操作均正確若所有的操作均正確,打
33、出的紙帶如圖乙所示打出的紙帶如圖乙所示,應應_(填填“減減小小”或或“增大增大”)木板的傾角,反復調節(jié),直到紙帶上打出的點跡木板的傾角,反復調節(jié),直到紙帶上打出的點跡_為止。為止。(2)已知小車質量為已知小車質量為 M,砝碼盤和砝碼的總質量為,砝碼盤和砝碼的總質量為 m,要使細線的拉力近似等于砝碼盤,要使細線的拉力近似等于砝碼盤和砝碼所受的總重力,應該滿足的條件是和砝碼所受的總重力,應該滿足的條件是 m_(填填“遠小于遠小于”“”“遠大于遠大于”或或“等等于于”)M。(3)圖丙為小車質量一定時,根據實驗數據描繪的小車加速度圖丙為小車質量一定時,根據實驗數據描繪的小車加速度 a 的倒數與砝碼盤和
34、砝碼的倒數與砝碼盤和砝碼的總質量的總質量 m 的倒數之間的實驗關系圖像。若牛頓第二定律成立,則小車的質量的倒數之間的實驗關系圖像。若牛頓第二定律成立,則小車的質量 M_kg(g 取取 10 m/s2)。解析:解析:(1)根據題圖乙可知,小車做減速運動,說明平衡摩擦力不足,因此需要增大木根據題圖乙可知,小車做減速運動,說明平衡摩擦力不足,因此需要增大木板的傾角,直到紙帶上打出的點跡均勻為止。板的傾角,直到紙帶上打出的點跡均勻為止。(2)對整體對整體:mg(Mm)a,小車的拉力小車的拉力:FMaMmgMmmg1mM,當當 Mm 時時,可以可以認為小車受到的合力等于砝碼盤和砝碼所受的總重力,故填遠小
35、于。認為小車受到的合力等于砝碼盤和砝碼所受的總重力,故填遠小于。(3)由由 mg(Mm)a 得得1aMg1m1g,題圖丙中圖線斜率,題圖丙中圖線斜率 kMg0.90.1100,得,得 M0.08 kg。答案:答案:(1)增大增大均勻均勻(2)遠小于遠小于(3)0.08實驗五實驗五探究動能定理探究動能定理1注意平衡摩擦力注意平衡摩擦力將木板一端墊高,使小車所受的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡。輕推小車,由將木板一端墊高,使小車所受的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡。輕推小車,由打點計時器打在紙帶上的點是否均勻判斷小車是否做勻速運動。打點計時器打在紙帶上的點是否均勻判斷小車是否做勻速運動。2用比
36、例法表示功用比例法表示功橡皮筋應選規(guī)格一樣的,彈力對小車做的功以一根橡皮筋做的功為單位即可,不必計橡皮筋應選規(guī)格一樣的,彈力對小車做的功以一根橡皮筋做的功為單位即可,不必計算出具體數值,這是本實驗的技巧之一,通過轉換的方法巧妙地表示了功。算出具體數值,這是本實驗的技巧之一,通過轉換的方法巧妙地表示了功。3實驗數據的處理實驗數據的處理在研究在研究 W 與與 v 的關系時的關系時,通常有定性分析和定量計算兩種考查方式通常有定性分析和定量計算兩種考查方式。定性分析時一般定性分析時一般要求作出要求作出 Wv2圖像,如果是一條過原點的直線,則圖像,如果是一條過原點的直線,則 W 與與 v2成正比;定量計
37、算時需要利用成正比;定量計算時需要利用WFx 計算出合外力做的功,再利用計算出合外力做的功,再利用Ek12mv212mv02計算出動能的變化量,然后比較計算出動能的變化量,然后比較W 與與Ek。 對點訓練對點訓練 5利用如圖利用如圖 1 所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系。小車的質量為所示的實驗裝置探究恒力做功與物體動能變化的關系。小車的質量為M200.0 g,鉤碼的質量為,鉤碼的質量為 m10.0 g,打點計時器的電源為,打點計時器的電源為 50 Hz 的交流電。的交流電。(1)掛鉤碼前,為了消除摩擦力的影響,應調節(jié)木板右側的高度,直至向左輕推小車觀掛鉤碼前,為了消除摩擦力的影響
38、,應調節(jié)木板右側的高度,直至向左輕推小車觀察到察到_。(2)掛上鉤碼,按實驗要求打出的一條紙帶如圖掛上鉤碼,按實驗要求打出的一條紙帶如圖 2 所示。選擇某一點為所示。選擇某一點為 O,依次每隔,依次每隔 4個計時點取一個計數點。用刻度尺量出相鄰計數點間的距離個計時點取一個計數點。用刻度尺量出相鄰計數點間的距離x,記錄在紙帶上。計算打出,記錄在紙帶上。計算打出各計數點時小車的速度各計數點時小車的速度 v,其中打出計數點,其中打出計數點“1”時小車的速度時小車的速度 v1_m/s。(3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力將鉤碼的重力視為小車受到的拉力,取取 g9.80 m/s2,利用利用 Wmgx 算
39、出拉力對小算出拉力對小車做的功車做的功 W。利用利用 Ek12Mv2算出小車動能算出小車動能,并求出動能的變化量并求出動能的變化量Ek。計算結果如表所示計算結果如表所示。W/(103J)2.452.923.353.814.26Ek/(103J)2.312.733.123.614.00請根據表中的數據,在圖請根據表中的數據,在圖 3 中作出中作出EkW 圖像。圖像。(4)實驗結果表明,實驗結果表明,Ek總是略小于總是略小于 W。某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力。某同學猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的。用題中小車和鉤碼質量的數據可算出小車受到的實際拉力造成的。用題中小車和鉤碼質量的
40、數據可算出小車受到的實際拉力 F_N。解析:解析:(1)掛鉤碼前,調節(jié)木板右側的高度,直至向左輕推小車,小車做勻速運動,表掛鉤碼前,調節(jié)木板右側的高度,直至向左輕推小車,小車做勻速運動,表明此時已消除了摩擦力的影響。明此時已消除了摩擦力的影響。(2)打出計數點打出計數點“1”時小車的速度時小車的速度v1 2.062.50 1020.2m/s0.228 m/s。(3)根據表格中的數據,描點作圖,如圖所示。根據表格中的數據,描點作圖,如圖所示。(4)由于由于 Wmgx,EkFx,則有,則有 FEkWmg4.242.004.502.1410.01039.80 N0.093 N。答案:答案:(1)小車
41、做勻速運動小車做勻速運動(2)0.228(3)見解析圖見解析圖(4)0.093實驗六實驗六驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律1驗證機械能守恒定律的數據處理驗證機械能守恒定律的數據處理方法一:利用起始點和第方法一:利用起始點和第 n 點計算。代入點計算。代入 ghn和和12vn2,如果在實驗誤差允許的范圍內,如果在實驗誤差允許的范圍內,ghn12vn2,則驗證了機械能守恒定律。,則驗證了機械能守恒定律。方法二:任取兩點計算。任取兩點方法二:任取兩點計算。任取兩點 A、B 測出測出 hAB,算出,算出 ghAB、12vB212vA2的值;在實的值;在實驗誤差允許的范圍內,若驗誤差允許的范圍內,若
42、 ghAB12vB212vA2,則驗證了機械能守恒定律。,則驗證了機械能守恒定律。方法三方法三:圖像法圖像法。從紙帶上選取多個點從紙帶上選取多個點,測量從第一點到其余各點的下落高度測量從第一點到其余各點的下落高度 h,并計并計算各點速度的平方算各點速度的平方 v2,然后以然后以12v2為縱軸為縱軸,以以 h 為橫軸為橫軸,根據實驗數據繪出根據實驗數據繪出12v2h 圖線圖線。若若在實驗誤差允許的范圍內圖線是一條過原點且斜率為在實驗誤差允許的范圍內圖線是一條過原點且斜率為 g 的直線的直線,則驗證了機械能守恒定律則驗證了機械能守恒定律。2誤差分析誤差分析教科書中驗證機械能守恒定律的實驗是利用自由
43、落體運動進行研究的,在重物和紙帶教科書中驗證機械能守恒定律的實驗是利用自由落體運動進行研究的,在重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功,故動能的增加量一定略小于重力勢能的減少量,這是不可避下落過程中要克服阻力做功,故動能的增加量一定略小于重力勢能的減少量,這是不可避免的,屬于系統誤差。而利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律,動能的減少量略大于重免的,屬于系統誤差。而利用豎直上拋運動驗證機械能守恒定律,動能的減少量略大于重力勢能的增加量,所以在對誤差進行分析時,要根據實驗方法和條件合理分析,不能盲目力勢能的增加量,所以在對誤差進行分析時,要根據實驗方法和條件合理分析,不能盲目套用公式或結論。套用公式或
44、結論。對點訓練對點訓練6用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗時接通電源,質量為用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗時接通電源,質量為 m2的重的重物從高處由靜止釋放物從高處由靜止釋放,質量為質量為 m1的重物拖著紙帶打出一系列的點的重物拖著紙帶打出一系列的點,圖乙是實驗中打出的一圖乙是實驗中打出的一條紙帶,條紙帶,A 是打下的第是打下的第 1 個點,量出計數點個點,量出計數點 E、F、G 到到 A 點的距離分別為點的距離分別為 d1、d2、d3,每,每相鄰兩計數點的時間間隔為相鄰兩計數點的時間間隔為 T,當地重力加速度為,當地重力加速度為 g。(以下所求物理量均用已知符號表
45、達以下所求物理量均用已知符號表達)(1)在打下點在打下點 AF 的過程中,系統動能的增加量的過程中,系統動能的增加量Ek_,系統重力勢,系統重力勢能的減少量能的減少量Ep_,若,若Ek、Ep近似相等,即可驗證機械能守恒定律。近似相等,即可驗證機械能守恒定律。(2)某同學根據紙帶算出打下各計數點時的速度,并作出某同學根據紙帶算出打下各計數點時的速度,并作出v22d 圖像如圖丙所示,若圖線圖像如圖丙所示,若圖線的斜率的斜率 k_,即可驗證機械能守恒定律。,即可驗證機械能守恒定律。解析:解析:(1)由于每相鄰兩計數點的時間間隔為由于每相鄰兩計數點的時間間隔為 T,根據某段時間內的平均速度等于中間,根
46、據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度時刻的瞬時速度,可求出點可求出點 F 的瞬時速度的瞬時速度:vFd3d12T,在打下點在打下點 AF 過程中系統動能的過程中系統動能的增加量:增加量:Ek12(m1m2)vF2 m1m2 d3d1 28T2,系統重力勢能的減少量:,系統重力勢能的減少量:Ep(m2m1)gd2。(2)根據機械能守恒定律可知,根據機械能守恒定律可知,(m2m1)gd12(m1m2)v2,即有:,即有:v22m2m1m1m2gd,所,所以以12v2d 圖像中圖線的斜率圖像中圖線的斜率 km2m1m1m2g。答案:答案:(1) m1m2 d3d1 28T2(m2m1)gd2
47、(2)m2m1m1m2g實驗七實驗七驗證動量守恒定律驗證動量守恒定律1在一維碰撞中,測出物體的質量和碰撞前后物體的速度,計算出碰撞前的動量在一維碰撞中,測出物體的質量和碰撞前后物體的速度,計算出碰撞前的動量 pm1v1m2v2及碰撞后的動量及碰撞后的動量 pm1v1m2v2,判斷碰撞前后動量是否守恒。,判斷碰撞前后動量是否守恒。2誤差分析誤差分析(1)系統誤差:主要來源于裝置本身是否符合要求。系統誤差:主要來源于裝置本身是否符合要求。碰撞是否為一維碰撞。碰撞是否為一維碰撞。實驗是否滿足動量守恒的條件,如氣墊導軌是否水平,兩球是否等大,用長木板實實驗是否滿足動量守恒的條件,如氣墊導軌是否水平,兩
48、球是否等大,用長木板實驗時是否平衡掉摩擦力。驗時是否平衡掉摩擦力。(2)偶然誤差:主要來源于質量偶然誤差:主要來源于質量 m 和速度和速度 v 的測量。的測量。對點訓練對點訓練7某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞過程中動量變化規(guī)律的實驗某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞過程中動量變化規(guī)律的實驗:在小車在小車 A 的的前端粘有橡皮泥,推動小車前端粘有橡皮泥,推動小車 A 使之做勻速直線運動,然后與原來靜止在前方的小車使之做勻速直線運動,然后與原來靜止在前方的小車 B 相碰相碰并粘合成一體,繼續(xù)做勻速直線運動,他設計的具體裝置如圖甲所示,在小車并粘合成一體,繼續(xù)做勻速直線運動,他設計的具體裝置
49、如圖甲所示,在小車 A 后連著紙后連著紙帶,電磁打點計時器電源頻率為帶,電磁打點計時器電源頻率為 50 Hz,長木板右端下面墊著小木片以平衡摩擦力。,長木板右端下面墊著小木片以平衡摩擦力。(1)實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示,測得各計數點間距離已在圖乙中標出,點實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示,測得各計數點間距離已在圖乙中標出,點 1 為為打下的第一點,則應選打下的第一點,則應選_段來計算小車段來計算小車 A 的碰前速度,應選的碰前速度,應選_段來計算小段來計算小車車A 和小車和小車 B 碰后的共同速度。碰后的共同速度。(均選填均選填“12”“”“23”“”“34”或或“45”)(2)已測得小車
50、已測得小車 A 的質量的質量 mA0.40 kg,小車小車 B 的質量的質量 mB0.20 kg,由以上測量結果可由以上測量結果可得得:碰前兩小車的總動量為碰前兩小車的總動量為_kgm/s,碰后兩小車的總動量為碰后兩小車的總動量為_kgm/s,由此可由此可得出的實驗結論是得出的實驗結論是_。解析:解析:(1)因小車因小車 A 碰前做勻速運動,應取紙帶上點跡均勻的一段來計算速度,從題圖碰前做勻速運動,應取紙帶上點跡均勻的一段來計算速度,從題圖乙可以看出碰前乙可以看出碰前 23 段點跡均勻段點跡均勻,碰后碰后 45 段點跡均勻段點跡均勻,故取故取 23 段計算小車段計算小車 A 的碰前的碰前速度,
51、速度,45 段計算小車段計算小車 A、B 碰后的共同速度。碰后的共同速度。(2)碰前小車碰前小車 A 的速度的速度 vAs23T10.501020.025m/s1.05 m/s,其動量,其動量 pAmAvA0.420 kgm/s;碰后兩小車的共同速度為;碰后兩小車的共同速度為 vABs45T6.951020.025m/s0.695 m/s,其總動量,其總動量pAB(mAmB)vAB0.417 kgm/s,由計算結果可知:在實驗誤差允許的范圍內,碰撞前后,由計算結果可知:在實驗誤差允許的范圍內,碰撞前后兩小車組成的系統總動量不變。兩小車組成的系統總動量不變。答案答案:(1)2345(2)0.42
52、00.417在實驗誤差允許的范圍內在實驗誤差允許的范圍內,碰撞前后兩小車組碰撞前后兩小車組成的系統總動量不變成的系統總動量不變專題強訓提能專題強訓提能1在做在做“研究勻變速直線運動研究勻變速直線運動”的實驗時的實驗時,某同學得到一條用電火花計時器打下的紙某同學得到一條用電火花計時器打下的紙帶,如圖甲所示,并在其上選取帶,如圖甲所示,并在其上選取 A、B、C、D、E、F、G 7 個計數點,每相鄰兩個計數點個計數點,每相鄰兩個計數點間還有間還有 4 個點在圖中沒有畫出,電火花計時器接個點在圖中沒有畫出,電火花計時器接 220 V、50 Hz 交流電源。交流電源。(1)設電火花計時器的打點周期為設電
53、火花計時器的打點周期為 T,計算打下,計算打下 F 點時物體的瞬時速度點時物體的瞬時速度 vF的表達式為的表達式為vF_。(2)他經過測量并計算得到電火花計時器在打他經過測量并計算得到電火花計時器在打 B、C、D、E、F 各點時物體的瞬時速度各點時物體的瞬時速度如表所示如表所示。以以 A 點對應的時刻為點對應的時刻為 t0 時刻時刻,試在如圖乙所示坐標系中作出物體的試在如圖乙所示坐標系中作出物體的 vt 圖像圖像,并利用該圖像求出物體的加速度大小并利用該圖像求出物體的加速度大小 a_m/s2(計算結果保留一位有效數字計算結果保留一位有效數字)。對應點對應點BCDEF速度速度/(ms1)0.14
54、10.1800.2180.2620.301(3)計數點計數點 A 對應的速度大小是對應的速度大小是_m/s(計算結果保留一位有效數字計算結果保留一位有效數字)。(4)如果當時電網中交變電流的電壓變成如果當時電網中交變電流的電壓變成 210 V, 而做實驗的同學并不知道而做實驗的同學并不知道, 那么加速度那么加速度的測量值與實際值相比的測量值與實際值相比_(選填選填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不變不變”)。解析:解析:(1)打下打下 F 點時物體的瞬時速度點時物體的瞬時速度 vF的表達式為:的表達式為:vFxEGtEGd6d410T。(2)物體的物體的 vt 圖像如圖所示,則圖像的斜率為物
55、體的加速度大小,即圖像如圖所示,則圖像的斜率為物體的加速度大小,即 avt0.30.10.5m/s20.4 m/s2。(3)由由 vt 圖像可知計數點圖像可知計數點 A 對應的速度大小為對應的速度大小為 0.1 m/s。(4)若當時電網中交變電流的電壓變成若當時電網中交變電流的電壓變成 210 V, 對打點的時間間隔無影響對打點的時間間隔無影響, 則加速度的測則加速度的測量值與實際值相比不變。量值與實際值相比不變。答案:答案:(1)d6d410T(2)見解析圖見解析圖0.4(3)0.1(4)不變不變2 (2018江蘇高考江蘇高考)某同學利用如圖所示的實驗裝置來測量重力某同學利用如圖所示的實驗裝
56、置來測量重力加速度加速度 g。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪,兩端各懸掛一只。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪,兩端各懸掛一只質量為質量為 M 的重錘。實驗操作如下:的重錘。實驗操作如下:用米尺量出重錘用米尺量出重錘 1 底端距地面的高度底端距地面的高度 H;在重錘在重錘 1 上加上質量為上加上質量為 m 的小鉤碼;的小鉤碼;左手將重錘左手將重錘 2 壓在地面上壓在地面上,保持系統靜止保持系統靜止。釋放重錘釋放重錘 2,同時右手開啟秒表同時右手開啟秒表,在重在重錘錘1 落地時停止計時,記錄下落時間;落地時停止計時,記錄下落時間;重復測量重復測量 3 次下落時間,取其平均值作為測量值次下落時間
57、,取其平均值作為測量值 t。請回答下列問題:請回答下列問題:(1)步驟步驟可以減小對下落時間可以減小對下落時間 t 測量的測量的_(選填選填“偶然偶然”或或“系統系統”)誤差。誤差。(2)實驗要求小鉤碼的質量實驗要求小鉤碼的質量 m 要比重錘的質量要比重錘的質量 M 小很多,主要是為了小很多,主要是為了_。A使使 H 測得更準確測得更準確B使重錘使重錘 1 下落的時間長一些下落的時間長一些C使系統的總質量近似等于使系統的總質量近似等于 2MD使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等使細繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等(3)滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差。 現提供一些橡皮泥用于
58、減小該誤差現提供一些橡皮泥用于減小該誤差, 可以怎么做?可以怎么做?(4)使用橡皮泥改進實驗后使用橡皮泥改進實驗后,重新進行實驗測量重新進行實驗測量,并測出所用橡皮泥的質量為并測出所用橡皮泥的質量為 m0。用實用實驗中的測量量和已知量表示驗中的測量量和已知量表示 g,得,得 g_。解析:解析:(1)對同一物理量多次測量取平均值的目的是減小偶然誤差。對同一物理量多次測量取平均值的目的是減小偶然誤差。(2)設系統運動的加速度為設系統運動的加速度為 a,則根據牛頓第二定律得,則根據牛頓第二定律得 mg(2Mm)a,即,即 amg2Mm,而而 H12at2,在,在 H 一定時,一定時,a 越小,則越小
59、,則 t 越長,這時測量時間越長,這時測量時間 t 的誤差越小。因此實驗要求的誤差越小。因此實驗要求小鉤碼的質量小鉤碼的質量 m 要比重錘的質量要比重錘的質量 M 小很多小很多,主要是為了使重錘主要是為了使重錘 1 下落的時間長一些下落的時間長一些,選選項項B 正確。正確。(3)可利用橡皮泥平衡摩擦阻力,其方法為在重錘可利用橡皮泥平衡摩擦阻力,其方法為在重錘 1 上粘上橡皮泥,調整橡皮泥的質量上粘上橡皮泥,調整橡皮泥的質量直至輕拉重錘直至輕拉重錘 1 能觀察到其勻速下落。能觀察到其勻速下落。(4)根據牛頓第二定律得根據牛頓第二定律得 mg(2Mmm0)a,又,又 H12at2,解得,解得 g2
60、 2Mmm0 Hmt2。答案:答案:(1)偶然偶然(2)B(3)在重錘在重錘 1 上粘上橡皮泥,調整橡皮泥質量直至輕拉重錘上粘上橡皮泥,調整橡皮泥質量直至輕拉重錘 1 能能觀察到其勻速下落。觀察到其勻速下落。(4)2 2Mmm0 Hmt23.某同學用如圖所示裝置來驗證機械能守恒定律。質量均為某同學用如圖所示裝置來驗證機械能守恒定律。質量均為 M的物體的物體 A、B 通過細繩連在一起通過細繩連在一起,物體物體 B 上放置質量為上放置質量為 m 的金屬的金屬片片C,在其正下方,在其正下方 h 處固定一個圓環(huán),處固定一個圓環(huán),P1、P2是相距為是相距為 d 的兩個光電的兩個光電門門。釋放后釋放后,系
61、統由靜止開始運動系統由靜止開始運動,當物體當物體 B 穿過圓環(huán)時穿過圓環(huán)時,金屬金屬片片C 被擱置在圓環(huán)上,數字計時器測出物體被擱置在圓環(huán)上,數字計時器測出物體 B 通過通過 P1、P2的時間為的時間為 t。(1)物體物體 B 剛穿過圓環(huán)后的速度剛穿過圓環(huán)后的速度 v_。(2)實驗中只要驗證實驗中只要驗證_(填正確選項的序號填正確選項的序號)等式成立,即可驗證機械能守恒定律等式成立,即可驗證機械能守恒定律。Amgh12Mv2BmghMv2Cmgh12(2Mm)v2Dmgh12(Mm)v2(3)本實驗中的測量儀器除了圖中器材和刻度尺、電源外,還需要本實驗中的測量儀器除了圖中器材和刻度尺、電源外,
62、還需要_。解析:解析:(1)物體物體 B 穿過圓環(huán)后做勻速直線運動,速度穿過圓環(huán)后做勻速直線運動,速度 vdt。(2)由題意可知,系統由題意可知,系統 A、B、C 減小的重力勢能轉化為系統增加的動能,即:減小的重力勢能轉化為系統增加的動能,即:mghMghMgh12(2Mm)v2,得:,得:mgh12(2Mm)v2,故,故 C 對。對。(3)由由 mgh12(2Mm)v2知知,除了刻度尺除了刻度尺、光電門光電門、數字計時器數字計時器、電源外電源外,還需要天平還需要天平稱出各物體的質量。稱出各物體的質量。答案:答案:(1)dt(2)C(3)天平天平4(2019 屆高三屆高三太原模擬太原模擬)在在
63、“驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則”的實驗中的實驗中,實驗小組找到一實驗小組找到一根橡皮筋和一個彈簧測力計,他們進行了如下操作,請將實驗操作和處理補充完整。根橡皮筋和一個彈簧測力計,他們進行了如下操作,請將實驗操作和處理補充完整。(1)用刻度尺測量橡皮筋的自然長度用刻度尺測量橡皮筋的自然長度 L20 cm。(2)將橡皮筋一端固定在水平面上,用彈簧測力計沿水平方向拉橡皮筋的另一端,測量將橡皮筋一端固定在水平面上,用彈簧測力計沿水平方向拉橡皮筋的另一端,測量橡皮筋的長度,記錄測力計的示數,分析數據,得出結論:橡皮筋的彈力與其伸長量成正橡皮筋的長度,記錄測力計的示數,分析數據,得出結論:
64、橡皮筋的彈力與其伸長量成正比,且比例系數為比,且比例系數為 k0.20 N/cm。(3)將橡皮筋的兩端固定在水平面上的將橡皮筋的兩端固定在水平面上的 A、B 兩點,兩點,A、B 兩點間距為兩點間距為 20 cm。(4)在彈簧測力計掛鉤上涂抹少許潤滑油,將掛鉤搭在橡皮筋的中點,用手在水平面內在彈簧測力計掛鉤上涂抹少許潤滑油,將掛鉤搭在橡皮筋的中點,用手在水平面內沿沿 AB 的垂直方向拉測力計的垂直方向拉測力計,穩(wěn)定后如圖甲所示穩(wěn)定后如圖甲所示,測得橡皮筋的總長度為測得橡皮筋的總長度為 30 cm。彈簧測力彈簧測力計的示數如圖乙所示,則讀數為計的示數如圖乙所示,則讀數為 F_N。(5)根據上述數據
65、可求得橡皮筋此時的彈力根據上述數據可求得橡皮筋此時的彈力 T_N。(6)在圖甲中根據給出的標度,作出橡皮筋對彈簧測力計掛鉤拉力的合力在圖甲中根據給出的標度,作出橡皮筋對彈簧測力計掛鉤拉力的合力 F的圖示。的圖示。(7)比較比較 F與與_(填物理量的符號填物理量的符號)的大小是否相等的大小是否相等、方向是否相反方向是否相反,即可驗證實即可驗證實驗結論。驗結論。解析:解析:(4)由題圖乙可知彈簧測力計讀數為由題圖乙可知彈簧測力計讀數為 3.46 N。(5)橡皮筋伸長量橡皮筋伸長量 x30 cm20 cm10 cm,橡皮筋此時彈力,橡皮筋此時彈力 Tkx2.0 N。(6)橡皮筋兩側的夾角為橡皮筋兩側
66、的夾角為 60,F1F22.0 N,合力,合力 F的圖示如圖所示。的圖示如圖所示。(7)理論上橡皮筋對彈簧測力計掛鉤拉力的合力與彈簧測力計對橡皮筋的拉力等大反理論上橡皮筋對彈簧測力計掛鉤拉力的合力與彈簧測力計對橡皮筋的拉力等大反向,所以要比較向,所以要比較 F與與 F 的大小是否相等、方向是否相反。的大小是否相等、方向是否相反。答案:答案:(4)3.46(3.453.47 均可均可)(5)2.0(2 或或 2.00 均可均可)(6)見解析圖見解析圖(7)F5為了用實驗驗證牛頓第二定律,現提供如圖甲所示的實驗裝置。請回答下列問題為了用實驗驗證牛頓第二定律,現提供如圖甲所示的實驗裝置。請回答下列問題:(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響,應采取的做法是為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響,應采取的做法是()A將木板不帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動將木板不帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動B將木板帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動將木板帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動C將木板不帶滑輪的一端適當墊高
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