高考物理二轮复习 专题整合突破五 物理实验 第12讲 力学实验效果自评-人教版高三全册物理试题.doc

力学实验1.2015·抚顺期中某同学验证动能定理的实验装置如图1所示。水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑片，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一易拉罐相连，易拉罐和里面的细沙总质量为m；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间为t，L表示A、B两点间的距离。滑块与气垫导轨间没有摩擦，用g表示重力加速度。(1)该同学首先用游标卡尺测量了遮光片的宽度。将游标卡尺的测量爪合在一起，发现游标尺的零刻度线与主尺的零刻度线不重合，如图2甲所示。用此游标卡尺测遮光片的宽度时示数如图2乙所示读数值d测_mm，遮光片宽度的实际值d真_mm。(2)该同学首先调整导轨倾角，易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在滑块上。让滑块恰好在A点静止，此时易拉罐和里面的细沙总质量为m。剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为_。(3)为验证从AB过程中小车合外力做功与滑块动能变化的关系，需要验证的关系式为_(用题目中所给的物理量符号表示)。答案(1)1.42.0(2)mg(3)mgLM()2解析(1)乙图游标卡尺的主尺读数为：0.1 cm1 mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0.1 mm0.4 mm0.04 cm，所以最终读数为：1 mm0.4 mm1.4 mm，甲图游标尺上第6个刻度和主尺某刻度对齐，遮光片的实际宽度为：1.4 mm0.6 mm2.0 mm。(2)小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去的拉力，故其合力大小为mg。(3)小车获得的速度为：v，合外力做功为：WmgL，根据功能关系可知需要验证的表达式为：mgLMv2，即：mgLM()2。22015·淮安调研如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(Hd)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g。则：(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d_mm。(2)小球经过光电门B时的速度表达式为_。(3)多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_时，可判断小球下落过程中机械能守恒。(4)实验中发现动能增加量Ek总是稍小于重力势能减少量Ep，增加下落高度后，则EpEk将_(选填“增加”、“减小”或“不变”)。答案(1)7.25(2)(3)H0或2gH0td2(4)增加解析(1)由图根据游标卡尺的刻度可读出为：7.25 mm；(2)通过光电门认为是匀速运动，有：v。(3)由图线和在高空做自由落体运动可得：2gHv2，又v，2gH0，由此得出答案。(4)由于有空气阻力和摩擦力作用，则EpEk将增加。3如图甲，一个圆盘可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。圆盘加速转动时，纸带随圆盘运动通过打点计时器打上一系列点。用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，用此装置打出的一条纸带如图丙所示(打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，A、B、C、D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出)。 (1)根据图乙读出圆盘的直径为_cm；(2)根据图丙计算，打D点时圆盘转动的角速度为_rad/s；(3)由图丙可知，纸带运动的加速度大小为_m/s2。答案(1)6.000 (2)13(3)0.60解析(1)整数部分为60 mm，小数部分为零，由于精确度为0.05 mm，故需写到0.001 cm处，故读数为6.000 cm；故直径为6.000 cm；(2)打下计数点D时，速度为vD0.390 m/s，故13 rad/s；(3)纸带运动的加速度为a0.60 m/s2。4物理兴趣小组的同学现用如图所示的实验装置“研究匀变速直线运动”：表面粗糙的木板固定在水平桌面上，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，小车到滑轮的距离大于钩码到地面之间的距离。实验时先用手固定小车，挂上适量的钩码，接通打点计时器的电源，释放小车，小车在钩码的作用下开始做匀加速运动，打点计时器在纸带上打出一系列的点。钩码落地后，小车继续在木板上向前运动。下图是钩码落地后打点计时器打出的一段纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为T0.1 s，解答下列问题(计算结果保留两位有效数字)：(1)他们已计算出小车在通过计数点1、2、3、4、5、6的瞬时速度，并填入了下表，以0点为计时起点，根据表中的数据请你在下图中作出小车的v­t图象；各计数点的瞬时速度单位(m/s)v1v2v3v4v5v60.4120.3640.3140.2640.2150.165(2)由所作的v­t图象可判断出小车做_(选填“匀速直线运动”或“匀变速直线运动”或“不能判断”)；(3)根据图象可求得钩码落地后小车的加速度a_m/s2；(4)若小车的质量m1 kg，则小车与木板之间的动摩擦因数_(g10 m/s2)。答案(1)图见解析(2)匀变速直线运动(3)0.490.50(4)0.0490.050解析(1)由于纸带是钩码落地后打出的，可大概确定小车做匀减速直线运动，由表格中的速度画v­t图象。(2)由v­t图可判定小车做匀减速直线运动。(3)a0.49 m/s2(0.490.50 m/s2)。(4)由牛顿第二定律可知mgma0.049(0.0490.050)。5. 2015·山东高考某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤：将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向。如图甲所示，将环形橡皮筋一端挂弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：F(N)00.501.001.502.002.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05找出中F2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O，橡皮筋的拉力记为FOO。在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为FOA，OB段的拉力记为FOB。完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图丙中画出F­l图线，根据图线求得l0_cm。(2)测得OA6.00 cm，OB7.60 cm，则FOA的大小为_N。(3)在图丁中根据给出的标度，作出FOA和FOB的合力F的图示。(4)通过比较F与_的大小和方向，即可得出实验结论。答案(1)如图1所示10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.701.90均正确)(3)如图2所示(4)FOO解析(1)如图1所示，由图象知图线与横轴交点横坐标即弹簧原长，故l010.0 cm。(2)由图象知橡皮筋的劲度系数k50.0 N/m，OA、OB的长度之和是13.60 cm，原长10 cm，则形变量x3.60 cm，所以弹力Tkx1.80 N。(3)合力F的图示如图2所示。(4)橡皮筋搭在秤钩上拉至O点和把橡皮筋挂在秤钩上拉至O点效果相同，F应与FOO比较。