备战2013高考物理考前30天冲刺押题.pdf

《备战2013高考物理考前30天冲刺押题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2013高考物理考前30天冲刺押题.pdf（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【备 战 2012】高 考 物 理 考 前 30天 冲 刺 押 题 系 列 2.12力 学 实 验 探 究【高 考 地 位】物 理 学 是 一 门 以 实 验 为 基 础 的 自 然 科 学，所 以 在 高 中 物 理 课 程 中 每 一 册 都 有 一 些 典 型 的 科 学 探 究 或 物 理 实 验。这 些 实 验 的 设 置 也 正 是 为 了 实 现 课 程 总 目 标：让 学 生“学 习 终 身 发 展 必 备 的 物 理 基 础 知 识 和 技 能；学 习 科 学 探 究 方 法，发 展 自 主 学 习 能 力；发 展 好 奇 心 与 求 知 欲，发 展 科 学 探 索 兴 趣；

2、了 解 科 学 与 技 术、经 济 和 社 会 的 互 动 作 用，认 识 人 与 自 然、社 会 的 关 系，有 可 持 续 发 展 意 识 和 全 球 观 念。”高 中 物 理 课 程 必 修 2 中 安 排 了 不 少 属 于 验 证 性 的 实 验,它 要 求 学 生 在 所 掌 握 知 识 经 验 的 基 础 上，设 计 出 程 式 化 实 验 方 案，再 通 过 观 察 和 操 作，并 不 断 交 流 改 进 实 验 方 案，最 终 验 证 已 知 的 科 学 规 律，以 获 得 科 学 的 探 究 方 法，同 时 培 养 好 奇 心 和 求 知 欲 以 及 发 展 科 学 探 索

3、 的 兴 趣。在 学 习 这 些 验 证 性 实 验 时，同 学 们 除 了 要 准 确 理 解 实 验 原 理、学 会 正 确 测 量 相 关 物 理 量 外，还 有 特 别 注 意 实 验 必 须 在 所 要 验 证 的 物 理 定 则 或 物 理 定 律 成 立 的 条 件 下 进 行，不 能 用 所 要 验 证 的 规 律 来 分 析、计 算 相 关 物 理 量.【突 破 策 略】一、验 证 平 抛 运 动 研 究 平 抛 运 动 规 律 的 实 验 方 法 很 多，可 以 用 小 球 研 究，也 可 以 用 水 流 研 究，还 可 以 用 DIS研 究。由 于 实 验 设 计 方 案

4、 不 同，导 致 操 作 步 骤 不 同，但 是 实 验 原 理 都 是 运 动 的 合 成 与 分 解。下 面 列 举 几 例.实 验 方 案 一：验 证 竖 直 方 向 上 的 运 动 规 律 实 验 装 置 如 图 1所 示，用 小 锤 打 击 弹 性 金 属 片，金 属 片 把 A球 沿 水 平 方 向 弹 出，同 时 B球 被 松 开 让 其 自 由 下 落，观 察 到 的 现 象 是 两 球 同 时 落 地；改 变 小 锤 打 击 的 力 度，即 改 变 A球 被 弹 出 时 的 速 度”仍 能 观 察 到 上 述 现 象，这 说 明 竖 直 方 向 上 的 分 运 动 总 是 相

5、 同 的，且 与 球 速 无 关，即“平 抛 运 动 在 竖 直 方 向 上 的 分 运 动 是 自 由 落 体 运 动”。图 1 图 2实 验 方 案 二：验 证 水 平 方 向 上 的 运 动 规 律 1实 验 装 置 如 图 2所 示，两 个 相 同 的 弧 形 轨 道 M、N,分 别 用 于 发 射 小 铁 球 P、Q,其 中 N 的 末 端 与 可 看 作 光 滑 的 水 平 板 相 切；两 轨 道 上 端 分 别 装 有 电 磁 铁 C、I)；调 节 电 磁 铁 C、D 的 高 度，使 AC=BD,从 而 保 证 小 铁 球 P、Q在 轨 道 出 口 处 的 水 平 初 速 度 V

6、。相 等，现 将 小 铁 球 P、Q分 别 吸 在 电 磁 铁 C、D上，然 后 切 断 电 源，使 两 小 铁 球 能 以 相 同 的 初 速 度 V。同 时 分 别 从 轨 道 M、N 的 下 端 射 出。实 验 可 观 察 到 的 现 象 是 两 球 相 碰，仅 改 变 弧 形 轨 道 M 与 平 板 的 高 度，重 复 上 述 实 验，仍 能 观 察 到 相 同 的 现 象，这 说 明 P在 空 中 平 抛 与 Q 在 平 板 上 匀 速 滚 动 的 速 度 总 是 相 同 的，即“平 抛 运 动 在 水 平 方 向 上 的 分 运 动 是 匀 速 直 线 运 动”。实 验 方 案 三

7、：描 绘 平 抛 运 动 的 轨 迹 并 计 算 初 速 度(1)描 绘 出 平 抛 运 动 的 轨 迹 实 验 装 置 如 图 3 所 示，将 固 定 有 斜 槽 的 木 板 放 在 实 验 桌 上，实 验 前 要 检 查 斜 槽 末 端 的 切 线 是 否 水 平；用 图 钉 把 坐 标 纸 钉 在 竖 直 的 木 板 上，固 定 时 要 用 重 锤 线 检 查 坐 标 纸 上 的 竖 线 是 否 竖 直;选 定 斜 槽 末 端 上 方 小 球 球 心 处 为 坐 标 原 点 0,从 坐 标 原 点 0 画 出 水 平 向 右 的 x 轴 和 竖 直 向 下 的 y 轴;使 小 球 从 斜

8、 槽 的 某 一 固 定 位 置 由 静 止 滚 下，并 由 0 点 开 始 做 平 抛 运 动。先 用 眼 睛 粗 略 地 确 定 做 平 抛 运 动 的 小 球 在 某 一 x值 处 的 y值，然 后 使 小 球 从 固 定 位 置 由 静 止 滚 下，在 粗 略 确 定 的 位 置 附 近 用 铅 笔 较 准 确 地 确 定 小 球 通 过 对 位 置，并 在 坐 标 纸 上 记 下 这 一 点;依 次 改 变 x的 值，用 同 样 的 方 法 确 定 其 他 各 点 的 位 置；取 下 坐 标 纸，根 据 记 下 的 一 系 列 位 置，用 平 滑 的 曲 线 画 出 小 球 做 平

9、抛 运 动 的 轨 迹。(2)计 算 出 平 抛 运 动 的 初 速 度 在 轨 迹 上 选 取 几 个 不 同 的 点，测 出 它 们 的 横 坐 标 x和 纵 坐 标 y,根 据 重 力 加 速 度 g 的 数 值，利 用 公 式 v0=x 求 出 小 球 做 平 抛 运 动 的 初 速 度，最 后 求 出 v。的 平 均 值。注 意：小 球 初 速 度 是 否 水 平、运 动 轨 迹 是 否 与 木 板 平 行 和 空 气 阻 力 是 产 生 系 统 误 差 的 原 因。为 了 减 小 系 统 误 差，实 验 中 注 意 以 下 几 点：2（1）固 定 斜 槽 时，要 保 证 斜 槽 末

10、 端 的 切 线 呈 水 平。检 查 斜 槽 末 端 的 切 线 呈 水 平 的 方 法 是：是 否 能 使 小 球 稳 定 的 停 留 在 槽 口 附 近；（2）木 板 必 须 处 在 竖 直 面 内 且 与 小 球 运 动 轨 迹 所 在 竖 直 平 面 平 行，并 使 小 球 的 运 动 靠 近 木 板 但 不 接 触；（3）要 在 斜 槽 上 适 当 高 度 释 放 小 球，使 它 以 适 当 的 初 速 度 平 抛，其 轨 迹 从 木 板 的 左 上 角 到 达 右 下 角，可 以 减 小 测 量 误 差。实 验 方 案 四：水 滴 平 抛 描 轨 迹 如 图 4所 示，我 们 可

11、以 用“已 用 过 的 医 用 吊 针（整 套），竖 直 木 板 一 块，厚 0.5cm的 光 滑 小 木 条，钉 子，白 纸 一 张，图 钉 四 枚，小 钢 球 一 个，圆 珠 笔 笔 帽 一 个，重 锤 线，直 尺 一 把，铁 加 台，混 入 少 量 红 墨 水 的 水”等，设 计 制 作 了 一 个“平 抛 运 动 扫 描 仪”实 验 方 案 和 步 骤 如 下：将 红 墨 水 装 入 吊 瓶 中，并 将 开 关 关 闭；在 竖 直 放 置 的 木 板 上 方 水 平 地 钉 小 木 条（将 小 钢 球 放 在 其 上 不 左 右 滚 动 为 准）；将 吊 瓶 用 铁 架 台 挂 在 木

12、 板 的 左 上 方；将 针 头 用 透 明 胶 贴 在 小 木 条 的 外 边 缘，确 保 针 头 与 小 木 条 平 行；将 白 纸 用 四 个 图 钉 固 定 在 针 头 右 则 的 木 板 上；在 针 头 出 口 处 下 方 挂 重 锤 线；打 开 输 水 管 上 的 开 关，待 水 流 稳 定 时，看 到 红 色 的 水 滴 呈 线 性 水 平 射 出，并 靠 近 但 不 接 触 白 纸 做 平 抛 运 动。实 验 方 案 五：频 闪 照 相 法 数 码 相 机 大 多 具 有 摄 像 功 能，每 秒 钟 拍 摄 约 1 5帖 照 片。用 它 拍 摄 小 球 从 水 平 桌 面 飞

13、出 后 做 平 抛 运 动 的 几 张 连 续 照 片，分 析 这 些 照 片 在 水 平 方 向 和 竖 起 方 向 的 运 动 特 点，从 而 归 纳 总 结 出 平 抛 运 动 的 规 律。方 法 一 比 较 法 探 究 平 抛 运 动 的 规 律 如 图 5所 示，为 用 频 闪 摄 影 方 法 拍 摄 的 研 究 物 体 做 平 抛 运 动 规 律 的 照 片，图 中 A、B、C 为 三 个 同 时 由 同 一 点 出 发 的 小 球。A A 为 A 球 在 光 滑 水 平 面 上 以 速 度 U运 动 的 轨 迹；3 5 为 B 球 以 速 度 U被 水 平 抛 出 后 的 运 动

14、 轨 迹；C C 为 C球 自 由 下 落 的 运 动 轨 迹。通 过 分 析 比 较 上 述 三 条 轨 迹 可 以 看 出：3CB：i.图 5L 水 平 方 向 小 球 A、B 在 相 同 时 间 内 的 位 移 相 同，而 A 球 做 匀 速 直 线 运 动，所 以 球 3 在 水 平 方 向 与 A 球 以 相 同 的 速 度 做 匀 速 直 线 运 动；2.竖 直 方 向，小 球 C 做 自 由 落 体 运 动，由 图 可 以 看 出，小 球 8 与 C 在 相 同 时 间 内 下 降 的 位 移 也 相 同，即 说 明 小 球 8 在 竖 直 方 向 也 做 自 由 落 体 运 动

15、。方 法 二 计 算 法 探 究 平 抛 运 动 的 规 律 如 图 6 所 示，为 用 频 闪 摄 影 方 法 拍 摄 的 研 究 物 体 做 平 抛 运 动 规 律 的 照 片，图 中 图 中 小 方 格 为 边 长 为 L 的 正 方 形。由 图 可 以 看 出，在 每 个 曝 光 时 间 内，水 平 方 向 小 球 运 动 的 位 移 都 为 2 L,则 说 明 小 球 在 水 平 方 向 做 匀 速 直 线 运 动；竖 直 方 向 有 一：h=L,h=2 L,h=3L,即 有：ab be cdh-h=h-h=L，根 据 匀 变 速 直 线 运 动 中，连 续 相 等 的 时 间 内

16、he ab cd he相 邻 位 移 之 差 相 等，都 等 于。2,可 以 得 知 该 小 球 在 竖 直 方 向 做 匀 加 速 直 线 运 动，而 竖 直 方 向 的 初 速 度 为 零，故 平 抛 运 动 的 物 体 在 竖 直 方 向 做 自 由 落 体 运 动。二、验 证 动 能 定 理 实 验 方 案 一：探 究 恒 力 做 功 与 物 体 动 能 变 化 的 关 系 实 验 装 置 如 图 7所 示，所 用 器 材 有 长 木 板、小 车、橡 皮 筋、打 点 计 时 器 及 电 源、纸 带 等。我 们 通 过 橡 皮 筋 带 动 小 车 运 动 来 探 究 对 物 体 做 的

17、功 与 物 体 速 度 变 化 的 关 系。小 车 在 橡 皮 筋 的 作 用 下 弹 出，沿 木 板 滑 行.当 我 们 用 2 条、3 条 同 样 的 橡 皮 筋 进 行 第 2 次、第 3 次 实 验 时，每 次 橡 皮 筋 拉 的 长 度 都 保 持 一 样，那 么，第 2 次、第 3 次 实 验 中 橡 皮 筋 对 小 车 做 的 功 就 是 第 一 次 的 2 倍、3倍 如 果 把 第 一 次 实 验 时 橡 皮 筋 的 功 记 为 W,以 后 各 次 的 功 就 是 2 W、3 W 4图 7由 于 橡 皮 筋 做 功 而 使 小 车 获 得 的 速 度 可 以 由 纸 带 和 打

18、 点 计 时 器 测 出，也 可 以 用 其 他 的 方 法 测 出.这 样，进 行 若 干 次 测 量，就 得 到 若 干 组 功 和 速 度 的 数 据。实 验 方 案 二：探 究 功 与 质 量、速 度 间 定 量 关 系 实 验 装 置 如 图 8 所 示，实 验 器 材 有 天 平、气 垫 导 轨、数 字 计 时 器 及 计 算 机 辅 助 设 备.滑 块 在 气 垫 导 轨 上 受 重 力 和 支 持 力 两 个 力 的 作 用，当 滑 块 沿 导 轨 滑 行 时，滑 块 重 力 沿 倾 斜 导 轨 方 向 的 分 力 对 滑 块 做 功。这 一 分 力 为 尸=：，在 滑 块 经

19、 过 两 光 电 门 的 过 程 中，这 一 分 力 所 做 的 功 为 IW=f s=,式 中 m 为 滑 块(连 同 遮 光 条)的 质 量，可 用 天 平 测 出；h 为 垫 块 的 高 度，L 为 垫 1 I块 与 导 轨 接 触 点 到 导 轨 底 端 的 距 离，s 为 两 光 电 门 间 的 距 离，均 可 用 刻 度 尺 测 出。图 8以 匕、V?分 别 表 示 滑 块 经 过 光 电 门 G?时 的 速 度，根 据 固 定 在 滑 块 上 的 两 遮 光 条 的 间 距 和 由 数 字 计 时 器 显 示 的 滑 块 经 过 光 电 门 G 的 时 间，即 可 算 出 匕、V

20、,。由 m、v、v 组 成 的 式 子 可 能 为 m(v v)、m(v v)2、m(v 2 v 2)m(v v)3、m(v 3 v 3).I 2 2 1 2 1 2 1 2 I 2 1将 实 验 数 据 分 别 代 入 以 上 各 式，运 用 计 算 机 辅 助 设 备 进 行 数 据 处 理，即 可 发 现 功 与 质 量、速 度 间 的 定 量 关 系。实 验 方 案 三：探 究 功 与 物 体 速 度 变 化 的 关 系 实 验 装 置 如 图 9 所 示，实 验 器 材 有 打 点 计 时 器、学 生 电 源、导 线、复 写 纸、钩 码、刻 度 尺、纸 带、小 车 等.小 车 在 绳

21、 子 拉 力 作 用 下 滑 行，由 于 拉 力 做 功 而 使 小 车 获 得 的 速 度，可 以 由 纸 带 和 打 点 计 时 器 测 出，利 用 纸 带 就 可 以 得 出 若 干 组 速 度 和 相 应 的 功 的 数 据。5图 9在 钩 码 质 量 m 远 小 于 小 车 质 量 M 的 情 况 下，可 认 为 对 小 车 的 拉 力 F=mg,以 拉 力 对 小 车 做 的 功 W 为 纵 坐 标，小 车 获 得 的 速 度 v 为 横 坐 标，作 出 v W 曲 线，从 图 象 曲 线 可 以 得 出 v 与 W 关 系，作 出 vW 图 象 后，可 以 看 到 V-W 图 象

22、 不 一 定 是 直 线，而 可 能 是 讨 8 v，计 算 各 数 据 中 v 2和 相 应 的 外 力 做 功 W 的 数 值,然 后 作 出 v2-W 图”象，如 果 这 样 作 出 图 象 是 一 条 直 线,说 明 外 力 做 功 W 与 物 体 的 速 度 的 平 方 V2成 正 比，即 W 8 训。三、验 证 机 械 能 守 恒 定 律 实 验 方 案 一：落 体 法 验 证 机 械 能 守 恒 定 律 实 验 装 置 如 图 10所 示，所 需 实 验 器 材 有 铁 架 台（带 铁 夹）、打 点 计 时 器、重 物（带 纸 带 夹 子）、纸 带 数 条、毫 米 刻 度 尺、学

23、 生 电 源 等。按 图 示 装 置，将 检 查、调 整 好 的 打 点 计 时 器 竖 直 固 定 在 铁 架 台 上 并 与 学 生 电 源（电 压 不 超 过 10 V）连 接 好；把 纸 带 的 一 端 用 夹 子 固 定 在 重 物 上，另 一 端 穿 过 打 点 计 时 器 的 限 位 孔，用 手 竖 直 提 起 纸 带，使 重 物 停 靠 在 打 点 计 时 器 附 近；然 后 接 通 电 源，待 打 点 计 时 器 打 点 稳 定 后 再 松 开 纸 带，让 重 物 自 由 落 下，打 点 计 时 器 在 纸 带 上 打 下 一 系 列 的 点；取 下 纸 带，换 上 新 的

24、纸 带 重 打 几 条（3 5 条）纸 带 从 几 条 打 下 点 的 纸 带 中 挑 选 第 一、二 两 点 间 距 离 接 近 2mm、点 迹 清 晰 且 打 点 呈 一 条 直 线 的 纸 带 进 行 测 量，先 记 下 第 一 个 点 的 位 置，再 用 刻 度 尺 测 出 其 余 各 计 数 h-h点 到 第 一 个 点 间 的 距 离、h、h 再 利 用 公 式 v=2 计 算 出 各 点 对 应 的 瞬 时 速 度 v、I 2 3 2T 6实 验 注 意 事 项：打 点 计 时 器 安 装 时，必 须 使 两 纸 带 限 位 空 在 同 一 竖 直 线 上，以 减 小 摩 擦 阻

25、 力；实 验 中，需 保 持 提 纸 带 的 手 不 动，待 接 通 电 源，打 点 计 时 器 工 作 稳 定 后 再 松 开 纸 带 让 重 物 下 落；选 取 纸 带 时，应 本 着 点 迹 清 晰 且 第 1、2 两 点 间 距 离 接 近 2 m m 的 原 则，这 样 可 以 基 本 确 定 v=0,0因 为 做 自 由 落 体 运 动 的 物 体 在 前 0.02s内 的 位 移 为=gf2=1x9.8x(0.02)2加 三 2根 机；测 量 下 落 高 度 时，须 从 起 点 量 起，为 了 减 少 值 的 相 对 误 差，选 取 的 各 计 数 点 应 离 起 始 点 远 一

26、 些，但 也 不 宜 过 长，约 40cm-60cm即 可，并 且 要 一 次 测 量 完；根 据 m=；机 也 可 知 只 需 验 证 g/z=；v2是 否 成 立 即 可，所 以 本 实 验 不 需 测 量 重 物 的 质 量 即 不 需 要 天 平；(6)应 选 用 质 量 和 密 度 较 大 的 重 物.增 大 质 量 可 以 使 阻 力 的 影 响 相 对 减 小；增 大 密 度 可 以 减 小 体 积，可 使 空 气 阻 力 减 小.实 验 方 案 二：利 用 单 摆 探 究 机 械 能 守 恒 定 律 实 验 装 置 如 图 11(a)所 示，让 一 个 摆 球 由 静 止 开

27、始 从 A 位 置 摆 到 B 位 置，若 不 考 虑 空 气 阻 力，小 球 的 机 械 能 应 该 守 恒，即 J_mv2=mgh.直 接 测 量 摆 球 到 达 B 点 的 速 度 v 比 较 困 难.现 让 小 球 在 2B 点 处 脱 离 悬 线 做 平 抛 运 动，利 用 平 抛 的 特 性 来 间 接 地 测 出 v.如 图 11(a)中，悬 点 正 下 方 P 点 处 放 有 水 平 放 置 炽 热 的 电 热 丝，当 悬 线 摆 至 电 热 丝 处 时 能 轻 易 被 烧 断，小 球 由 于 惯 性 向 前 飞 出 作 平 抛 运 动.在 地 面 上 放 上 白 纸，上 面

28、覆 盖 着 复 写 纸，当 小 球 落 在 复 写 纸 上 时，会 在 下 面 白 纸 上 留 下 痕 迹.用 重 锤 线 确 定 出 A、B 点 的 投 影 点 N、M.重 复 实 验 10次(小 球 每 一 次 都 从 同 一 点 由 静 止 释 放)，球 的 落 点 痕 迹 如 图 11(b)所 示，图 中 米 尺 水 平 放 置，零 刻 度 线 与 M 点 对 齐.用 米 尺 量 出 AN的 高 度 hrBM的 高 度 h,A、B 两 点 的 竖 直 距 离，再 量 出 M、C 之 间 的 距 离 s,即 可 验 证 机 械 能 守 恒 定 律.实 验 方 案 三：利 用 气 垫 导

29、轨 探 究 机 械 能 守 恒 定 律 7例 1、利 用 气 垫 导 轨 验 证 机 械 能 守 恒 定 律，实 验 装 置 示 意 图 如 图 1所 示:（1）实 验 步 骤：将 气 垫 导 轨 放 在 水 平 桌 面 上，桌 面 高 度 不 低 于 1m,将 导 轨 调 至 水 平；用 游 标 卡 尺 测 量 挡 光 条 的 宽 度，结 果 如 图 2 所 示，由 此 读 出/=mm；由 导 轨 标 尺 读 出 两 光 电 门 中 心 之 间 的 距 离$=m；将 滑 块 移 至 光 电 门 1左 侧 某 处，待 祛 码 静 止 不 动 时，释 放 滑 块，要 求 祛 码 落 地 前 挡

30、光 条 已 通 过 光 电 门 2；从 数 字 计 时 器（图 1 中 未 画 出）上 分 别 读 出 挡 光 条 通 过 光 电 门 1和 光 电 门 2 所 用 的 时 间 和 用 天 平 称 出 滑 块 和 挡 光 条 的 总 质 量 M,再 称 出 托 盘 和 祛 码 的 总 质 量 m。（2）用 表 示 直 接 测 量 量 的 字 母 写 出 下 列 所 示 物 理 量 的 表 达 式：滑 块 通 过 光 电 门 1和 光 电 门 2 时 瞬 时 速 度 分 别 为 匕=和 v=。当 滑 块 通 过 光 电 门 1和 光 电 门 2 时，系 统（包 括 滑 块、挡 光 条、托 盘 和

31、 祛 码）的 总 动 能 分 别 为 E=和 E=（,kl-k2-在 滑 块 从 光 电 门 1 运 动 到 光 电 门 2 的 过 程 中，系 统 势 能 的 减 少 AE=（重 力 加 速 p度 为 g）。（3）如 果 AE=,则 可 认 为 验 证 了 机 械 能 守 恒 定 律。p解 析：由 于 挡 光 条 宽 度 很 小，因 此 将 挡 光 条 通 过 光 电 门 时 的 平 均 速 度 当 作 瞬 时 速 度。9.30；60.00（答 案 在 59.96飞 0.04之 间 的，也 给 分）（2）,，；1（A7+，）（,万，1（A/+机）（/；mgsAr 2 At 2 Ar1 2 1

32、 2（3）E-Ek2 kl【实 验 要 点 讲 解】8一、明 确 实 验 装 置 的 正 确 选 择 例 1 验 证 机 械 能 守 恒 定 律”的 实 验 可 以 采 用 如 图 1 甲 或 乙 方 案 来 进 行。验 证 机 械 能 守 恒 定 律 即 验 证 机 械 能/亘 定 律 囹 2（1）比 较 这 两 种 方 案，（填“甲”或“乙”）方 案 好 些，理 由 是：.（2）如 图 2 是 该 实 验 中 得 到 的 一 条 纸 带，测 得 每 两 个 计 数 点 间 的 距 离 如 图 中 所 示 已 知 每 两 个 计 数 点 间 的 时 间 间 隔 T=0.Is。物 体 运 动

33、的 加 速 度 a=；该 纸 带 是 采 用（填“甲”或“乙”）实 验 方 案 得 到 的。简 要 写 出 判 断 依 据.解 析：（1）在 这 两 种 方 案 中 甲 方 案 要 好，因 为 这 个 方 案 摩 擦 阻 力 小，误 差 小.操 作 方 便，实 验 器 材 少.（2）由 逐 差 法 可 得 物 体 运 动 的 加 速 度：a=（26心 1:二 眸=4 S m s：47：4x0.1:xl00由 以 上 的 结 果 可 看 出 图 2 的 纸 带 是 选 一 图 实 验 装 置 得 到 的，因 为 物 体 运 动 的 见 速 度 比 重 力 加 速 度 小 很 多，二、明 确 实

34、验 的 正 确 操 作 步 骤 例 2 某 同 学 用 如 图 3 所 示 的 装 置 来 探 究 机 械 能 守 恒 定 律，他 进 行 了 以 下 的 实 验 步 骤：a.用 天 平 称 出 钩 码 的 质 量；b.把 电 磁 打 点 计 时 器 固 定 在 铁 架 台 上，用 导 线 将 打 点 计 时 器 接 在 低 压 交 流 电 源 上；c.将 连 有 重 物 的 纸 带 穿 过 打 点 计 时 器 的 限 位 孔，提 稳 纸 带 并 使 手 拿 住 纸 带 的 那 端 靠 近 打 点 计 时 器；d.释 放 纸 带，然 后 接 通 电 源 开 关，打 出 一 条 纸 带；e.更

35、换 纸 带，重 复 b、c 步 骤，选 出 点 迹 清 晰 符 合 要 求 的 纸 带；f.用 公 式 v J 荻 求 出 速 度，验 证 机 械 能 是 否 守 恒.在 以 上 的 操 作 中，你 认 为 存 在 错 误 的 步 骤 是（只 填 步 骤 前 序 号）.9不=.I:T解 析：错 误 的 步 骤 有：步 骤 a,有 本 实 验 的 原 理 而（w；-W）/2=mg（1-加 J,可 知 本 实 验 不 用 测 量 重 锤 的 质 量；步 骤 c,在 确 定 纸 带 H 位 置 时 应 将 与 重 卷 相 连 接 的 一 端 靠 近 打 点 计 时 器，这 样 纸 带 可 以 充 分

36、 记 录 重 锤 下 落 的 运 动 状 态；步 唉 d,在 实 验 强 工 时 应 该 先 接 通 电 源 后 释 放 纸 带；步 骤 e,不 能 再 按 以 上 错 误 的 步 骤 重 复 实 嗡；步 骤 f.在 本 实 猿 中 计 篝 某 一 点 的 胺 时 速 度 时 不 能 用 公 式 V=J 9 求 出 速 度，因 为 实 验 中 有 阻 力，因 此 纸 带 的 下 落 不 是 自 由 落 体 运 动.三、明 确 纸 带 的 选 取、数 据 的 处 理、实 验 误 差 的 简 单 分 析 例 3 某 同 学 用 如 上 题 图 3 所 示 的 装 置 来 探 究 机 械 能 守 恒

37、 定 律：1 2.2 1*6.0*1 图 4 单 位：m m（1）实 验 中，得 到 了 甲、乙、丙 三 条 实 验 纸 带，如 图 4 所 示，则 应 选 _ _ 纸 带 好。（2）在 实 验 中 若 所 用 重 物 的 质 量 为 1.0 0 k g,当 地 的 重 力 加 速 度 为 g=9.80m/s2,在 某 次 实 验 中 得 到 一 条 点 迹 清 晰 的 纸 带，如 图 5 所 示，把 第 一 个 点 记 作 0,另 选 取 连 续 的 4 个 点 A、B、C、D作 为 测 量 的 点,经 测 量 知 道 A、B、C、D各 点 到 0 点 的 距 离 分 别 为 62.99cm

38、,70.18cm,77.76cm、85.73cm。根 据 以 上 数 据，可 知 重 物 由。点 运 动 到 C 点，重 力 势 能 的 减 少 量 等 于 J,动 能 的 增 加 量 等 于 一 J（取 三 位 有 效 数 字）.由 以 上 的 计 算 结 果 可 看 出，重 物 由 0 点 运 动 到 C点，重 力 势 能 的 减 少 量 _ 于 动 能 的 增 加 量，试 简 单 阐 述 两 点 理 由：；。若 已 知 当 地 重 力 加 速 度 较 准 确 的 值 为 g,电 源 的 频 率 为 f,又 测 量 出 纸 带 上 相 邻 的 两 点 间 的 位 移 依 次 为 s、s、s

39、、s,重 锤 的 质 量 为 m,他 们 用 这 些 物 理 量 求 出 重 锤 在 下 落 的 过 程 中 受 到 的 1 2 3 4平 均 阻 力 大 小 F=（用 所 给 相 应 字 母 表 示）.10解 析：应 选 甲 纸 带，重 物 在 下 落 过 程 中 若 先 接 通 打 点 计 时 器，则 第 一 个 打 点 与 第 二 个 打 点 之 间 的 距 离 是：Z2=l g r:=lx 9.8 x 0.0 2:=1.96min,若 先 释 放 纸 带 则 第 一 个 打 点 与 第 二 个 打 点 之 2 7间 的 距 离 应 大 于 1.96加，若 接 通 电 源 后 在 释 沙

40、 足 带 的 过 程 中 受 还 拉 着 纸 带，则 第 一 个 打 点 与 第 二 个 打 点 之 间 的 距 离 应 小 于 1.96mm,重 物 由。点 运 动 到 C点，重 力 势 能 的 限.量 为：三=wg M=lxl0 x0.7776=7.78J重 物 在 通 过 C点 时 的 速 度 为：.=九 二-七 7 3 二 三 竺=3S9m s-2T 2x0 02x100重 物 由。点 运 动 到 C点 动 能 的 噌 加 量=l m l x l x 3.8 9=7.57J.K C U C 由 以 上 计 算 可 看 出 重 物 由。点 巨 刈 到 c 点，全 力 势 能 的 减 少

41、量 大 于 动 能 的 噌 加 量，原 因 有：由 于 空 气 的 阻 力；纸 带 与 打 点 计 时 器 之 间 有 摩 瘵.纸 带 下 落 的 加 速 度 为：a=G：T J T S：_S：L T j-(S：_$：i，根 据 牛 顿 第 二 定 律 有：47-4,ms=mg-F,由 以 上 两 式 可 解 得：尸 间 g _(m：$：_S：尸.四、图 象 法 处 理 数 据 1.V 2 h 图 象 例 1 某 同 学 在 探 究“验 证 机 械 能 守 恒 定 律”时 按 图 1所 示 安 装 好 实 验 装 置，正 确 进 行 实 验 操 作,从 打 出 的 纸 带 中 选 出 符 合

42、要 求 的 纸 带，如 图 2所 示。图 中。点 为 打 点 起 始 点，且 速 度 为 零。(1)选 取 纸 带 上 打 出 的 连 续 点 A、B、C、，测 出 其 中 E、F、G点 距 打 点 起 始 点 0 的 距 离 分 别 为 h、h、h,已 知 重 锤 质 量 为 m,当 地 重 力 加 速 度 为 g,打 点 计 时 器 打 点 周 期 为 T。为 验 证 此 实 验 I 2 3过 程 中 机 械 能 是 否 守 恒，需 要 计 算 出 从 打 下 o 点 到 打 下 F 点 的 过 程 中，重 锤 重 力 势 能 的 减.少 量 E=_,动 能 的 增 加 量 AE=_(用

43、题 中 所 给 字 母 表 示)。P k(2)以 各 点 到 起 始 点 的 距 离 h 为 横 坐 标，以 各 点 速 度 的 平 方 V 2为 纵 坐 标 建 立 直 角 坐 标 系，用 1 1实 验 测 得 的 数 据 绘 出 V2-h图 线，如 图 3 所 示，该 图 象 说 明 了：。(3)从 V2-h图 线 求 得 重 锤 下 落 的 加 速 度 g，=in/S2,(保 留 3 位 有 效 数 字)解 析：(1)重 锤 重 力 势 能 的 减 八 量 在,，动 能 的 噌 加 量 瓦=巴 里 竺 8T 2(2)当 物 体 自 由 下 落 时，只 有 重 力 做 功,物 体 的 重

44、力 势 能 和 动 能 互 相 转 化，机 械 能 守 恒.(3)由 喀=：n二 可 知 图 冢 的%率 表 示 重 十 匕 庄 度 g 的 2 倍，为 求 直 线 的 斜 率，可 在 直 线 取 两 个 距 离 较 远 的 点，如(25.4X10:,5.0)(35.5X1。-；,7.0),则：,、7.0-5.0 1，25g=左 2=-(-3-5-.-5-2-5-.-4-)-x-1-0-*-：到 实 验 结 论，他 们 采 用 了 下、1-53 4 支 6J+13.4-4+7.3-J-2L1-11-25.1 列 方 案：图 4分 别 计 算 出 计 数 点 1、2、3、6 到 计 数 点。的

45、距 离，分 别 记 作 h、h、h,再 计 算 出 重 I 2 6物 通 过 计 数 点 1、2、3、6 的 瞬 时 速 度 的 平 方 V2,然 后 再 计 算 出 2、3、6 各 计 数 点 瞬 时 速 i度 的 平 方 V 2与 计 数 点 1 的 瞬 时 速 度 的 平 方 V 2的 差，并 计 算 出 h、h 与 h 的 差 值 A h,如 下 表 I 1 2 6 1所 示：V2(m/s)2 V 2=V 2-V 2 V 2=V 2-V 2 A V 2=V 2-V 2 V 2=V 2-V 20.182 0.259 0.333 0.407 h/m h=h-h hjh-h h=h jh h

46、=h-h9.6 23.0 40.3 61.5(1)以 A V 2 为 横 坐 标、h 为 纵 坐 标，作 出 了 V2h 图 线，该 图 象 说 明：O(2)由 该 图 象 可 求 得 重 力 加 速 度 g二。12解 析：（1）如 图 5所 示.当 物 体 自 由 下 落 时，只 有 重 力 做 功，物 体 的 重 力 势 能 和 动 能 互 相 转 化，机 械 能 守 恒.（2）本 实 验 的 原 理 是：牌 gAj-用 gA=；用 v；,由 此 可 得:m g=m g（yf-mvf），可 见 图 象 的 斜 率 为：k-2 2g为 求 直 线 的 斜 率 可 在 直 线 上 取 两 个

47、距 离 较 远 的 点，如（Q.6s,3Q.QTQT）和（1二。,58.0 x10-5）,根 据 数 学 知 识 图 象 的 斜 率 为：尢=08.。-30.。）&。司 网.1.20-0.68则 当 地 的 重 力 加 速 度 为：12 k=9.26ms-图 53.S 2 h 图 象 例 3 某 同 学 利 用 图 7 的 实 验 装 置 验 证 机 械 能 守 恒 定 律。弧 形 轨 道 末 端 水 平，离 地 面 的 高 度 为 H,将 钢 球 从 轨 道 的 不 同 高 度 h 处 静 止 释 放，钢 球 的 落 点 距 轨 道 末 端 的 水 平 距 离 为 s。若 轨 道 完 全 光

48、 滑，S2与 h 的 理 论 关 系 应 满 足 S 2二（用 H、h 表 示）。该 同 学 经 实 验 测 量 得 到 一 组 数 据，如 下 表 所 示:h(IO H m)2.00 3.00 4.00 5.00 6.00S 2(10-1 m2)2.62 3.89 5.20 6.53 7.78请 在 图 8 的 坐 标 纸 上 作 出 S 2-h关 系 图。13图 s 小 球 于 轨 道 的 摩 擦 及 空 气 阻 力 可 忽 略 不 记，根 据 所 做 的 图 象 可 得 出 的 实 验 结 论 是：。解 析：（1）小 球 从 斜 面 下 滑 时 只 有 重 力 做 功，由 机 械 能 守

49、 恒 得：从 水 平 桌 面 飞 出 来 时 做 平 抛 运 场：水 平 方 向 有：5=rt;竖 直 方 向 有.，2=：金 厂.由 以 上 三 式 可 得：f=4跳（2）根 据 表 中 的 数 据 描 点 所 做 的 图 口 图 8 所 示.（3）由 上 面 的 推 导 可 知 该 图 象 是 主 机 械 能 守 恒 的 条 件 才 下，才 有 该 图 象 做 出 来 为 一 条 直 线，因 此 根 据 图 象 可 知：小 球 在 下 落 的 过 程 中 机 械 能 是 守 恒 的.4.s2cos 6 图 象 例 4 物 理 兴 趣 小 组 的 同 学 用 图 9 的 实 验 装 置 来

50、探 究 机 械 能 受 恒 定 律，在 悬 点 0 正 下 方 有 水 平 放 置 的 炽 热 的 电 热 丝 P,当 悬 线 摆 至 电 热 丝 处 时 能 轻 易 被 烧 断；MN为 水 平 木 板，已 知 悬 线 长 为 L,悬 点 到 木 板 的 距 离。D=h（hL）.（1）电 热 丝 P 必 须 放 在 悬 点 正 下 方 的 理 由 是：一 14(2)将 小 球 向 左 拉 起 后 自 由 释 放，最 后 小 球 落 到 木 板 上 的 C 点，DC=s,则 小 球 做 平 抛 运 动 的 初 速 度 为 v _。0(3)在 其 他 条 件 不 变 的 情 况 下，若 改 变 释