（江苏专用）高考物理 考前三个月 专题十二 力学实验（二）精讲课件 新人教.ppt

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1、专题12力学实验（二）第一部分 专题复习篇2021/8/11 星期三1目录索引考题1探究动能定理 考题2验证机械能守恒定律 考题3力学创新实验的分析技巧 2021/8/11 星期三2考题1探究动能定理 (2014天津天津9(2)某同学把附有滑某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关关系系.此此外外还还准准备备了了打打点点计计时时器

2、器及及配配套套的的电电源源、导导线线、复复写写纸纸、纸纸带、小木块等带、小木块等.组装的实验装置如图组装的实验装置如图1所示所示.例 1图图12021/8/11 星期三3若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_.(单单选选)实实验验开开始始时时，他他先先调调节节木木板板上上定定滑滑轮轮的的高高度度，使使牵牵引引小小车车的的细细绳绳与与木木板板平平行行.他他这这样样做做的的目目的的是是下下列列的的哪哪个个_(填字母代号填字母代号).A.避免小车在运动过程中发生抖动避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰可使打点计时器在纸带上打出的

3、点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力2021/8/11 星期三4平平衡衡摩摩擦擦力力后后，当当他他用用多多个个钩钩码码牵牵引引小小车车时时，发发现现小小车车运运动动过过快快，致致使使打打出出的的纸纸带带上上点点数数较较少少，难难以以选选到到合合适适的的点点计计算算小小车车速速度度，在在保保证证所所挂挂钩钩码码数数目目不不变变的的条条件件下下，请请你你利利用用本本实实验验的器材提出一个解决办法：的器材提出一个解决办法：_.(多多选选)他他将将钩钩码码重重力力做做

4、的的功功当当作作细细绳绳拉拉力力做做的的功功，经经多多次次实实验验发发现现拉拉力力做做功功总总是是要要比比小小车车动动能能增增量量大大一一些些.这这一一情情况况可可能能是是下列哪些原因造成的下列哪些原因造成的_(填字母代号填字母代号).A.在接通电源的同时释放了小车在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力2021/8/11 星期三5解解析析本本实实验验需需要要知知道道小小车车的的动动能能

5、，因因此此还还需需要要用用天天平平测测出出小小车车的的质质量量，用用刻刻度度尺尺测测量量纸纸带带上上点点迹迹之之间间的的长长度度，求求出出小小车车的瞬时速度的瞬时速度.牵牵引引小小车车的的细细绳绳与与木木板板平平行行的的目目的的是是在在平平衡衡摩摩擦擦力力后后使使细细绳绳拉力等于小车受的合力，选项拉力等于小车受的合力，选项D正确正确.在在保保证证所所挂挂钩钩码码数数目目不不变变的的条条件件下下要要减减小小小小车车加加速速度度可可以以增增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码或钩码).2021/8/11 星期三6当当小小车车在在运运动动过过程程中中存存在

6、在阻阻力力时时，拉拉力力做做正正功功和和阻阻力力做做负负功功之之和和等等于于小小车车动动能能的的增增量量，故故拉拉力力做做功功总总是是要要比比小小车车动动能能增增量量大大一一些些；当当钩钩码码加加速速运运动动时时，钩钩码码重重力力大大于于细细绳绳拉拉力力，此此同同学学将将钩钩码码重重力力做做的的功功当当作作细细绳绳拉拉力力做做的的功功，则则拉拉力力做做功功要比小车动能增量大，故只有要比小车动能增量大，故只有C、D正确正确.答答案案刻刻度度尺尺、天天平平(包包括括砝砝码码)D可可在在小小车车上上加加适适量砝码量砝码(或钩码或钩码)CD2021/8/11 星期三71.某实验小组同学利用气垫导轨和光

7、电门某实验小组同学利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理计时器等装置探究动能定理.如图如图2所示，所示，他们通过改变滑轮下端的小沙盘中沙子的他们通过改变滑轮下端的小沙盘中沙子的质量来改变滑块所受水平方向的拉力；滑质量来改变滑块所受水平方向的拉力；滑块块上上安安有有宽宽度度为为d的的挡挡光光片片，实实验验中中，用用天天平平称称出出小小盘盘和和沙沙子子的的总总质质量量为为m，滑滑块块(带带挡挡光光片片)的的质质量量为为M，用用最最小小分分度度为为1 mm的的刻刻度度尺尺测测量量出出光光电电门门1和和2之之间间的的距距离离x，计计时时器器显显示示挡挡光光片片经经过过光光电电门门的时间分别为的时

8、间分别为t1和和t2.突破训练图图22021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9(3)(多选多选)为减小实验误差可采取的方法是为减小实验误差可采取的方法是_.A.适当增大挡光片的宽度适当增大挡光片的宽度dB.适当减小挡光片的宽度适当减小挡光片的宽度dC.适当增大两光电门之间的距离适当增大两光电门之间的距离xD.适当减小两光电门之间的距离适当减小两光电门之间的距离x解解析析(1)刻刻度度尺尺的的最最小小分分度度是是1 mm，所所以以用用cm做做单单位位时时小小数点后保留两位，所以数点后保留两位，所以B正确，正确，A、C、D错误；错误；2021/8/11 星期三10(2)通通过过表表达

9、达式式可可以以看看出出此此同同学学的的研研究究对对象象是是系系统统，所所以以并并不不需需要要满满足足“小小盘盘和和沙沙子子的的总总质质量量m远远远远小小于于滑滑块块(带带挡光片挡光片)的质量的质量M”这个条件；这个条件；(3)适适当当减减小小挡挡光光片片的的宽宽度度，或或适适当当增增大大光光电电门门间间的的距距离离可减小误差可减小误差.答案答案(1)B(2)否否(3)BC2021/8/11 星期三112.在在探探究究动动能能定定理理的的实实验验中中，某某实实验验小小组组组组装装了了一一套套如如图图3所所示示的的装装置置，拉拉力力传传感感器器固固定定在在小小车车上上，一一端端与与细细绳绳相相连连

10、，用用拉拉力力传传感感器器记记录录小小车车受受到到拉拉力力的的大大小小.穿穿过过打打点点计计时时器器的的纸纸带带与与小小车车尾部相连接，打点计时器打点周期为尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：，实验的部分步骤如下：图图32021/8/11 星期三12(1)平平衡衡小小车车所所受受的的阻阻力力：不不挂挂钩钩码码，调调整整木木板板右右端端的的高高度度，用用手手轻轻推推小小车车，直直到到打打点点计计时时器器在在纸纸带带上上打打出出一一系系列列_的点的点.(2)测测量量小小车车和和拉拉力力传传感感器器的的总总质质量量M，按按图图组组装装好好仪仪器器，并并连连接接好好所所需需电电路路

11、，将将小小车车停停在在打打点点计计时时器器附附近近，先先接接通通拉拉力力传传感感器器和和打打点点计计时时器器的的电电源源，然然后后_，打打出出一一条条纸纸带，关闭电源带，关闭电源.2021/8/11 星期三13(3)在在打打出出的的纸纸带带中中选选择择一一条条比比较较理理想想的的纸纸带带如如图图4所所示示，在在纸纸带带上上按按打打点点先先后后顺顺序序依依次次取取O、A、B、C、D、E等等多多个个计计数数点点，各各个个计计数数点点到到O点点间间的的距距离离分分别别用用hA、hB、hC、hD、hE、表表示示，则则小小车车和和拉拉力力传传感感器器在在计计时时器器打打下下D点点时时的的动动能能表表达达

12、式式为为_，若若拉拉力力传传感感器器的的读读数数为为F，计计时时器器打打下下A点点到到打打下下D点点过过程程中中，细细绳绳拉拉力力对对小小车车所所做做功功的的表表达达式式为为_.图图42021/8/11 星期三14(4)某某同同学学以以A点点为为起起始始点点，以以A点点到到各各个个计计数数点点动动能能的的增增量量Ek为为纵纵坐坐标标，以以A点点到到各各个个计计数数点点拉拉力力对对小小车车所所做做的的功功W为为横横坐坐标标，得得到到一一条条过过原原点点的的倾倾角角为为45的的直直线线，由由此此可可以以得得到到的的结结论论是是_.解解析析(1)当当打打点点计计时时器器能能在在纸纸带带上上打打出出一

13、一系系列列间间隔隔均均匀匀的的点点时时，小小车车做做匀匀速直线运动，受力平衡速直线运动，受力平衡.(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车.2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16 为为了了探探究究机机械械能能守守恒恒定定律律，岳岳口口高高中中的的金金金金设设计计了了如如图图5所所示示的的实实验装置，并提供了如下的实验器材：验装置，并提供了如下的实验器材：图图5A.小车小车B.钩码钩码C.一端带滑轮的木板一端带滑轮的木板D.细线细线E.电火花计时器电火花计时器F.纸带纸带G.毫米刻度尺毫米

14、刻度尺H.低压交流电源低压交流电源I.220 V的交流电源的交流电源考题2验证机械能守恒定律 例 22021/8/11 星期三17(1)根根据据上上述述实实验验装装置置和和提提供供的的实实验验器器材材，你你认认为为实实验验中中不不需需要要的的器材是器材是_(填写器材序号填写器材序号)，还应补充的器材是，还应补充的器材是_.(2)实实验验中中得得到到了了一一条条纸纸带带如如图图6所所示示，选选择择点点迹迹清清晰晰且且便便于于测测量量的的连连续续7个个点点(标标号号06)，测测出出0到到1、2、3、4、5、6点点的的距距离离分分别别为为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打打点点周周期期为为T.则

15、则打打点点2时时小小车车的的速速度度v2_；若若测测得得小小车车质质量量为为M、钩钩码码质质量量为为m，打打点点1和和点点5时时小小车车的的速速度度分分别别用用v1、v5表表示示，已已知知重重力力加加速速度度为为g，则则验验证证点点1与与点点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为间系统的机械能守恒的关系式可表示为_.图图62021/8/11 星期三18(3)在在实实验验数数据据处处理理时时，如如果果以以 为为纵纵轴轴，以以d为为横横轴轴，根根据据实实验验数数据据绘绘出出 d图图象象，其其图图线线的的斜斜率率表表示示的的物物理理量量的的表表达达式式为为_.解解析析(1)电电火火花花计计时时器器需需

16、接接通通220 V交交流流电电源源，因因此此低低压压交交流流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M.(2)打点打点2时的速度等于点时的速度等于点1到点到点3之间的平均速度，即之间的平均速度，即 根根据据机机械械能能守守恒恒，整整个个系系统统减减少少的的重重力力势势能能等等于于整整个个系系统增加的动能，即统增加的动能，即2021/8/11 星期三19(3)根根据据v22ad，因因此此 d图图线线的的斜斜率率就就是是加加速速度度，而而对对钩钩码码进进行行受受力力分分析析可可知知：mgFTma，而而对对小小车车FTMa，因此可得，因此可得答案答案(

17、1)H天平天平2021/8/11 星期三203.(多多选选)在在“验验证证机机械械能能守守恒恒定定律律”的的实实验验中中，要要验验证证重重锤锤下下落落时时重重力力势势能能的的减减少少量量等等于于它它动动能能的的增增加加量量，以以下下操操作作步步骤骤中中不必要的或错误的是不必要的或错误的是()A.用天平称出重锤的质量用天平称出重锤的质量B.把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它与低压把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它与低压 交流电源连接起来交流电源连接起来C.把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，把重锤提升到一

18、定的高度把重锤提升到一定的高度D.用秒表测出重锤下落的时间用秒表测出重锤下落的时间突破训练2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三224.某实验小组利用图某实验小组利用图7所示装置验证机械能守恒所示装置验证机械能守恒定律定律.实验中先接通电磁打点计时器的低压交流实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带电源，然后释放纸带.打出的纸带如图打出的纸带如图8所示，选所示，选取纸带上打出的连续五个点取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出测出A点距起点点距起点O的距离为的距离为x0，点，点A、C间的距离间的距离为为x1，点，点C、E间的距离为间的距离为x2.已知重物

19、的质量为已知重物的质量为m，交流电的频率为，交流电的频率为f，从释放纸带到打出点，从释放纸带到打出点C：图图7图图82021/8/11 星期三23(1)重重物物减减少少的的重重力力势势能能Ep_，增增加加的的动动能能为为Ek_.若若算得的算得的Ep和和Ek值很接近，则说明：值很接近，则说明：_.(2)一一般般来来说说，实实验验中中测测得得的的Ep_Ek(填填“大大于于”、“等等于于”或或“小于小于”)，这是因为，这是因为_.(2)由于阻力的存在，所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能由于阻力的存在，所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能.2021/8/11 星期三242021/8/11 星

20、期三25 一一物物理理兴兴趣趣小小组组利利用用学学校校实实验验室室的的数数字字实实验验系系统统探探究究物物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系.(1)首首先先，让让一一砝砝码码在在一一个个比比较较光光滑滑的的平平面面上上做做半半径径r为为0.08 m的的圆圆周周运运动动，数数字字实实验验系系统统得得到到若若干干组组向向心心力力F和和对对应应的的角角速速度度，他他们们根根据据实实验验数数据据绘绘出出了了F的的关关系系图图象象如如图图9中中B图图线线所所示示，兴兴趣趣小小组组的的同同学学猜猜测测r一一定定时时，F可可能能与与2成成正正比比.你你认认为为，

21、可可以以通通过过进进一一步步转转换换，做做出出_关关系系图图象象来来确确定定他他们们的的猜猜测测是是否否正确正确.考题3力学创新实验的分析技巧例 32021/8/11 星期三26(2)将将同同一一砝砝码码做做圆圆周周运运动动的的半半径径r再再分分别别调调整整为为0.04 m、0.12 m，又又得得到到了了两两条条F图图象象，如如图图中中A、C图图线线所所示示.通通过过对对三三条条图图线线的的比比较较、分分析析、讨讨论论，他他们们得得出出一一定定时时，Fr的的结结论论，你认为他们的依据是你认为他们的依据是_.(3)通过上述实验，他们得出：做圆周运动通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向

22、心力的物体受到的向心力F与角速度与角速度、半径、半径r的数学关系式是的数学关系式是Fk2r，其中比例系数，其中比例系数k的单位是的单位是_.图图92021/8/11 星期三27解解析析(1)通通过过对对图图象象的的观观察察，兴兴趣趣小小组组的的同同学学猜猜测测F与与2成成正正比比.可可以以通通过过进进一一步步的的转转换换，通通过过绘绘出出F与与2关关系系图图象象来来确确定定他他们们的的猜猜测测是是否否正正确确，如如果果猜猜测测正正确确，做做出出的的F与与2的的关关系系式式应应当是一条过原点的倾斜直线当是一条过原点的倾斜直线.(2)在在证证实实了了F2之之后后，他他们们将将砝砝码码做做圆圆周周运

23、运动动的的半半径径r再再分分别别调调整整为为0.04 m、0.12 m，又又得得到到了了两两条条F图图象象，取取任任意意相相同同，A、B、C三三图图线线对对应应向向心心力力之之比比均均约约为为321，与与其其对对应应半半径径之之比比相相同同.如如果果比比例例成成立立则则说说明明向向心心力力与与物物体体做做圆圆周周运运动动的的半半径成正比径成正比.2021/8/11 星期三28(3)表表达达式式Fk2r中中F、r的的单单位位分分别别是是N、rad/s、m，又又由由vr有：有：1 m/s1(rad/s)m，由，由Fma，有，有1 N1 kgm/s2，则则得得：1 Nk(1 rad/s)21 mkm

24、/s2；则则得得k的的单单位位是是kg.答案答案(1)F与与2(2)取取任任意意相相同同，A、B、C三三图图线线对对应应向向心心力力之之比比均均约约为为3 2 1，与与其对应半径之比相同其对应半径之比相同(3)kg2021/8/11 星期三295.(2014广广东东34(2)某某同同学学根根据据机机械械能能守守恒恒定定律律，设设计计实实验验探探究究弹簧的弹性势能与压缩量的关系弹簧的弹性势能与压缩量的关系.如如图图10(a)所所示示，将将轻轻质质弹弹簧簧下下端端固固定定于于铁铁架架台台，在在上上端端的的托托盘盘中中依依次次增增加加砝砝码码，测测量量相相应应的的弹弹簧簧长长度度，部部分分数数据据如

25、如下下表表，由数据算得劲度系数由数据算得劲度系数k_ N/m.(g取取9.8 m/s2)图图102021/8/11 星期三30砝码质量砝码质量/g50100150弹簧长度弹簧长度/cm8.627.636.66取取下下弹弹簧簧，将将其其一一端端固固定定于于气气垫垫导导轨轨左左侧侧，如如图图(b)所所示示，调调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_.用用滑滑块块压压缩缩弹弹簧簧，记记录录弹弹簧簧的的压压缩缩量量x；释释放放滑滑块块，记记录录滑滑块块脱脱离离弹弹簧簧后后的的速速度度v，释释放放滑滑块块过过程程中中，弹弹簧簧的的弹弹性性势势能

26、能转转化化为为_.重重复复中中的的操操作作，得得到到v与与x的的关关系系如如图图(c)，由由图图可可知知，v与与x成成_关关系系.由由上上述述实实验验可可得得结结论论：对对同同一一根根弹弹簧簧，弹弹性性势势能与弹簧的能与弹簧的_成正比成正比.2021/8/11 星期三31解解析析加加50 g砝砝码码时时，弹弹簧簧弹弹力力F1mgk(l0l1)，加加100 g砝砝码码时时F22mgk(l0l2)，FF2F1k(l1l2)，则则k49.5 N/m，同同理理由由加加100 g砝砝码码和和加加150 g砝砝码码的的情情况况可可求求得得k50.5 N/m，则劲度系数，则劲度系数使使滑滑块块通通过过两两个个光光电电门门时时的的速速度度大大小小相相等等，就就可可以以认认为为滑滑块块离开弹簧后做匀速直线运动离开弹簧后做匀速直线运动.弹性势能转化为滑块的动能弹性势能转化为滑块的动能.2021/8/11 星期三322021/8/11 星期三332021/8/11 星期三34