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文档简介
1、生活的色彩就是学习专题八力学实验考情分析202220222022力学实验T11:探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律T11:验证机械能守恒定律T10:探究恒力做功与物体动能变化的关系命题解读本专题有五个实验,分别为“速度随时间变化的规律、“力的平行四边形定那么、“加速度与物体质量、物体受力的关系、“探究动能定理、“验证机械能守恒定律,其中“探究动能定理为2022年江苏考纲新增实验。从三年命题情况看,命题特点为:(1)注重根底。如各种器材的特性、使用等,一般穿插在综合问题中命题。(2)提倡创新。如以考纲中的几个实验原理为立足点,合理创新,考查学生的实验能力,突出选拔功能。 整体难度偏
2、难,命题指数,复习目标是达B冲A。1.(2022·江苏清江中学模拟)在“探究力的平行四边形定那么的实验中,两只弹簧测力计拉力F1(4个格长)和F2已于图中作出了他们的图示,O点是橡皮条的一个端点,图中每格长度代表1 N。图1(1)用作图法作出合力F的图示;(2)合力方向与F1的夹角为_;(3)保持O点位置不变,F1方向也不变,让F1、F2夹角由90°逐渐增大,那么F1大小_(填“增大或“减小)。解析(1)以F1和F2为邻边作平行四边形,与F1和F2共点的对角线表示合力F,标上箭头,具体如图甲所示。(2)合力方向与F1的夹角为tan ,即37°。(3)因为合力不变,
3、F1的方向不变,当F1、F2的夹角增大时,如图乙所示,可知F1增大。答案(1)如解析图所示(2)37°(3)增大2.(2022·江苏七校联考)在做“研究匀变速直线运动的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图2所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出。打点计时器接频率为f50 Hz的交流电源。4(1)每两个相邻的计数点的时间间隔为_s,打点计时器使用的是_(选填“交流或“直流)电源;图2(2)打下E点时纸带的速度vE_(用题中给定字母表示);(3)假设测得d665.00 cm,d319.00 cm,物体的加
4、速度a_m/s2;(4)如果当时电网中交变电流的频率f50 Hz,但当时做实验的同学并不知道,那么测得的加速度值比真实值_(选填“偏大或“偏小)。解析(1)每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为t5T0.1 s。打点计时器使用的是交流电源。(2)利用匀变速直线运动的推论得vE。(3)根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可得a3.00 m/s2。(4)如果在某次实验中,交流电的频率f50 Hz,那么实际打点周期变小,根据运动学公式xaT2知真实的加速度值就会偏大,所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。答案(1)0.1 s交流(2)(3)3.00 m/s
5、2(4)偏小3.(2022·江苏徐州市徐州、宿迁、连云港、淮安四市模拟)用图3所示装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门。实验中通过断开电磁铁开关使小球从A点下落,经过光电门B,记录挡光时间t,测出小球在AB间下落的距离h。竖直平移光电门B,重复上述步骤,测得多组h及相应的t,当地重力加速度为g。图3(1)实验中还需测量的物理量是_。(2)小球通过光电门速度的表达式为v_。(3)根据测量数据描绘h图象,能否仅依据图象是过原点的直线就得出机械能守恒的结论?_,理由是_。解析(1)题中要验证的关系式是mghmv2,即v22gh,其中的v由通过光电门求得
6、v,可知实验中还需测量的物理量是小球的直径d。(2)小球通过光电门速度的表达式为v。(3)根据v22gh,即2gh,即h可知h图象是一条过原点且斜率为的直线,但仅依据图象是过原点的直线不能得出机械能守恒的结论,还要看斜率是否近似等于。答案(1)小球直径d(2)(3)不能;斜率近似等于,才能判断小球下落过程中机械能守恒 根本仪器的使用和读数1.关于根本仪器的使用(1)游标卡尺:测外径或厚度在卡脚下方测量,不能将小测量物靠近主尺放置;要认准游标“0”刻度在哪,读数时应轻轻“锁定游标。(2)螺旋测微器:测量长度较小的物体;要注意0.5 mm刻度线在上方还是下方;听到“咯、咯声之后要换用微调;读数时应
7、轻轻“锁定可动局部。(3)弹簧测力计:使用前应校零,选择弹簧测力计时,要选力的方向通过弹簧轴线的,必要时要选对拉时读数相同的弹簧测力计。(4)打点计时器:电火花打点计时器使用的是220 V交流电源;电磁打点计时器使用的是低压6 V以下交流电源。2.关于根本仪器的读数(1)注意使用的刻度尺或弹簧测力计的最小分度值,应估读到其最小分度的,读数或测量值为:整数局部(单位)格最小分度(单位),统一单位后得最后结果。(2)游标卡尺的读数:注意游标卡尺的精度是多少(即游标局部格数的倒数),测量时还要注意看准是第几(用n表示)条游标刻度线与主尺上的某条刻度线对齐,三种游标卡尺的读数见下表游标尺/mm刻度格数
8、刻度总长度每小格与1毫米差精度/mm测量结果(游标尺上第n个刻线与主尺上的某刻度线对正时)/mm1090.10.1主尺上读的毫米数0.1n20190.050.05主尺上读的毫米数0.05n50490.020.02主尺上读的毫米数0.02n注意:读数最后的“0”不能丢。如20分度的游标卡尺游标尺上偶数条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐或50分度的游标卡尺游标尺上“5”的整数倍条刻度线与主尺上的某一刻度线对齐等。读数时两次单位要统一,都用mm,最后根据题目要求转换单位。游标卡尺不需要估读。(3)螺旋测微器的读数:测量值固定刻度整毫米数半毫米数可动刻度读数(含估读)0.01 mm。【例1】 (2022
9、·江苏泰州中学高三5月质检)(1)如图4甲所示,螺旋测微器的读数为_mm。(2)某学习小组在探究加速度与力、质量的关系时,采用图乙所示的装置,通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力,通过加减钩码来改变小车总质量M。实验中需要平衡摩擦力,应当取下_(选填“小车上的钩码“小托盘和砝码或“纸带),将木板右端适当垫高,直至小车在长木板上运动时,纸带上打出来的点_。丙图4图丙为实验中得到的一条纸带的一局部,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出,所用交流电的频率为50 Hz,从纸带上测出x13.20 cm,x24.74 cm,x36.30 cm,x47
10、.85 cm,x59.41 cm,x610.96 cm,小车运动的加速度大小为_(结果保存三位有效数字)解析(1)螺旋测微器的读数为d5.5 mm17.00.01 mm5.670 mm。(2)实验中需要平衡摩擦力,应当取下小托盘和砝码,将木板右端适当垫高,直至小车在长木板上运动时,纸带上打出来的点间距相等。根据匀变速直线运动的推论公式xaT2,其中T0.1 s,可以求出加速度的大小,x4x13a1T2,x5x23a2T2,x6x33a3T2,为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,a,解得a1.55 m/s2。答案(1)5.670 mm(2)小托盘和砝码间距相等1.55 m/s2【
11、变式1】 (2022·南京、盐城高三一模)(1)用游标卡尺测量小球的直径如图5甲、乙所示。测量方法正确的选项是_(选填“甲或“乙)。图5(2)用螺旋测微器测量合金丝的直径,如图6,此示数为_mm。图6(3)在“用打点计时器测速度的实验中,交流电源频率为50 Hz,打出一段纸带如图7所示。纸带经过计数点2时,测得的瞬时速度v_m/s。假设实验时交流电源频率大于50 Hz,那么纸带经过2号点的实际速度_(选填“大于“小于“等于)测量速度。图7解析(1)甲图中夹小球的两个测爪为外测爪,测物体的外径,所以甲正确。(2)由螺旋测微器的读数方法,可知d6.5 mm20.00.01 mm6.700
12、 mm.(3)计数点2的速度vm/s0.36 m/s;而v,假设f50 Hz,那么实际速度大于测量速度。答案(1)甲(2)6.700(3)0.36大于根本实验方法与数据处理1.力学实验的根本方法力学实验的根本方法就是测量力、位移、时间等的方法。测力可以用弹簧测力计,也可以用天平测出质量求得力,还可以根据牛顿运动定律或动能定理等测出相关物理量来求得力。测位移主要用到打点计时器、频闪照相、位移传感器结合示波器或给定图象和用测长度的仪器测量,也可以根据牛顿运动定律或动能定理等求得相关物理量来求得位移。测时间主要用到打点计时器、秒表、光电门等仪器,也可根据题目中装置、图象结合相关规律求得时间。2.数据
13、处理方法(1)作图法。作图必须标准,要有两个箭头、两个物理量及单位,标度必须标注完整,要使图线分布在坐标纸的较大区域内,要根据两个坐标轴物理量间的关系考虑是拟合直线还是平滑的曲线,还要考虑截距的物理意义。(2)数学方法。“平均速度法求速度:vn。“逐差法求加速度:设相邻相同时间T内物体的位移分别为x1、x2xn,加速度a。3.有效数字的位数:从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止,共有几个数字,就是几位有效数字。4.误差(1)由于仪器不精确、方法粗略、原理不完善等产生的是系统误差,特点是测量值总偏大或偏小。(2)由于各偶然因素对实验者、测量仪器、被测量的影响而产生的误差是偶然误差,特点是有
14、时偏大有时偏小,可用屡次测量求平均值减小偶然误差。【例2】 (2022·南通高三第二次调研)探究外力做功与物体动能变化关系的实验装置如图8所示,根据实验中力传感器读数和电磁打点计时器打出纸带的测量数据等可分别求得外力对小车做功和小车动能的变化。图8(1)关于该实验,以下说法正确的有_。A.调整垫块的高度,改变钩码质量,使小车能在木板上做匀速运动B.调整滑轮的高度,使连接小车的细线与木板平行C.实验中要始终满足钩码的质量远小于小车质量D.假设纸带上打出的是短线,可能是小车运动的速度过快(2)除了图中所注明的器材外,实验中还需要交流电源、导线、刻度尺和_。(3)某次实验中打出了一根纸带,
15、其中一局部如图9所示,各个打点是连续的计时点, A、B、D、E、F各点与O点的距离如图,假设小车质量为m、打点周期为T,且已读出这次实验过程中力传感器的读数F,那么A、E两点间外力做功W_,小车动能变化Ek_;在不同次实验中测得多组外力做功Wi和动能变化Eki的数据,作出WEk图象如图10所示,图线斜率约等于1,由此得到结论是_。(4)每次实验结果显示,拉力F做的功W总略小于小车动能的变化Ek,请分析出现这种情况的可能原因_。(写出1条)解析(1)调整垫块的高度,不挂钩码使小车能在木板上做匀速运动,A项错误;调整滑轮的高度,使连接小车的细线与木板平行,确保拉力与小车运动方向平行,B项正确;因为
16、实验中用的拉力传感器,所以不需要满足实验中要始终满足钩码的质量远小于小车质量,C项错误;假设小车运动的速度过快或者振针距离纸带太近,都会造成纸带上打出的是短线,D项正确。(2)需要天平测量小车的质量。(3)力传感器的读数F,位移为s4s1,所以钩码对小车拉力做功为F(s4s1)。小车动能变化Ekmvmvmm。假设拉力做功与动能变化量相等,说明外力对物体所做的功等于物体动能的增量。(4)拉力F做的功W总略小于小车动能的变化Ek,说明有其他动力做功,即平衡摩擦力时木板垫得偏高。答案(1)BD(2)天平(3)F(s4s1) 外力对物体所做的功等于物体动能的增量(4)平衡摩擦力时木板垫得偏高【变式2】
17、 (2022·海安、南外、金陵三校联考)某同学采用如图11所示的装置研究匀变速直线运动。打点计时器工作频率为50 Hz。图11该同学的操作步骤如下:a.将木板的左端垫起,平衡小车的摩擦力;b.在小车中放入砝码,纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;c.将小车停在打点计时器附近,接通电源,释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系列的点,断开电源;d.改变钩码或小车中砝码的质量,更换纸带,重复b、c操作。(1)设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2,重力加速度为g,那么小车的加速度为a_(用题中所给字母表示)。(2)图12是某次实验中得到的一条纸带,在纸带上
18、取计数点O、A、B、C、D和E,用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量,读出各计数点对应的刻度x,通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。某同学不小心将计数点C的数据弄模糊了,请你将C点对应的数据填在下表中的相应位置。图12计数点x/cms/cmv/(m·s1)O1.000.30A2.341.340.38B4.043.040.46C_D8.337.330.61E10.909.900.70图13(3)实验小组通过绘制v2s图线来分析运动规律(其中v2v2v,v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度,v0是O点对应时刻小车的瞬时速度)。他们根据实验数据在图中标出了O、A、B、C
19、、D、E对应的坐标点,请你在图13中画出v2s图线。(4)绘制的v2s图线的斜率k_(用题中所给字母表示),假设发现该斜率大于理论值,其原因可能是_。答案(1)(2)6.005.000.54(3)图线如下图(4)木板的左侧垫得过高力学实验设计“长木板(带滑轮)、小车、纸带、打点计时器体系装置,主要来研究速度随时间的变化、加速度与物体质量、物体受力的关系、探究动能定理、验证机械能守恒以及测定动摩擦因数等几个实验。“长木板、小车、纸带、打点计时器实验装置中的细节及考前须知如下:(1)在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系、“探究动能定理的实验中,都需要平衡摩擦力。平衡摩擦力的方法是将小车放在木板
20、上,把木板不带滑轮的一端垫高,在小车后面接一条纸带,穿过打点计时器,让小车在没有牵引力的情况下恰能匀速下滑。(2)在测定动摩擦因数的实验中,木板必须水平,细线必须与长木板平行,这样才能使压力等于木块的重力,细线对木块的拉力沿水平方向。(3)小车在长木板上做匀加速直线运动时,绳上的拉力并不等于悬挂物的重力,只有当M车m挂时,绳上的力近似等于悬挂物的重力。如果绳上连接着力传感器或测力器,那么可直接读出绳上的拉力,不需要M车m挂。(4)对于纸带,常见有以下三大应用:由纸带确定时间;求解瞬时速度;用“逐差法求加速度。但有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量,具体做法如下:求瞬时速度
21、:把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间t内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度,即v;求加速度:假设两个光电门之间的距离为L,那么利用速度与位移的关系可求加速度,即a。【例3】 (2022·常州一模)如图14为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实际装置示意图。实验步骤如下:用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d,用米尺测量两光电门之间的距离s。图14调整轻滑轮,使细线水平。让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB,求加速度a。屡次重复步骤,求a的平均值 。根据上述实验数据求出动摩擦因
22、数。答复以下问题:(1)用20分度的游标卡尺测量d时的示数如图15所示,其读数为_cm。图15(2)物块的加速度a可用d、s、tA和tB表示为a_。(3)动摩擦因数可用M、m、和重力加速度g表示为_。(4)如果滑轮略向下倾斜,使细线没有完全调节水平,由此测得的_(填“偏大或“偏小);这一误差属于_(填“偶然误差或“系统误差)。解析(1)游标卡尺的游标尺第10根与主尺相齐,故读数为0.9 cm0.05 mm100.950 cm。(2)根据2asvv和v解得a。(3)根据mgMg(Mm)得出。(4)倾斜细线的拉力有垂直板向下的分量,实际增大了正压力,实验结论那么是测得的偏大,这是由于器材和实验原理
23、造成的误差,是系统误差。答案(1)0.950(2)(3)(4)偏大系统误差【变式3】 (2022·江苏扬州中学高三期初考)(1)如图16所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律的实验装置。图16在“验证牛顿第二定律的实验中,为了使小车受到合外力等于砝码和砝码盘的总重量,通常采用如下两个措施:A.平衡摩擦力:将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块,反复移动木块的位置,直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动;B.在调整砝码多少的过程中,要保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车和砝码的总质量M。以上哪一个措施中有何重大错误?(说明错误点)_。如图17是上述实验打出的一条纸带,打点
24、计时器的打点周期是0.02 s,结合图中给出的数据(单位cm),求出小车运动加速度的大小为_m/s2,并求出纸带中P点瞬时速度大小为_m/s。(计算结果均保存2位有效数字)图17(2)某实验小组设计了如图18(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条aF图线,如图(b)所示。图18图线_是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“甲或“乙);滑块和位移传感器发射局部的总质量m_kg;滑块和轨道间的动摩擦因数_。解析(1)A有错误,平衡摩擦力时不能悬挂砝码盘。设O到A之间的距离为x1,
25、以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,根据匀变速直线运动的推论公式xaT2可以求出加速度的大小,得x4x13a1T2;x5x23a2T2;x6x33a3T2;为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得a(a1a2a3),即小车运动的加速度计算表达式为am/s24.0 m/s2,纸带中P点瞬时速度大小为vP m/s2.6 m/s(2)由图象可知,当F0时,a0。也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过度,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。所以图线甲是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。根据Fma得a,所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系
26、图象斜率等于滑块和位移传感器发射局部的总质量的倒数。由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k2,所以滑块和位移传感器发射局部的总质量m 0.5 kg;由图形b得在水平轨道上F1 N时,加速度a 0,根据牛顿第二定律得Fmg0,解得0.2。答案(1)A有错误,平衡摩擦力时不能悬挂砝码盘 4.02.6 (2)甲0.50.2 1.(2022·江苏启东中学高三月考)在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。(1)实验对两次拉伸橡皮
27、条的要求中,以下哪些说法是正确的()A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉即可C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是()A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要短些解析(1)本实验的目的是为了验证力的平行四边形定那么,即研究合力与分力的关系。根据合力与分力是等效的,本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同。故A、B错误;在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置,第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,说明
28、两次效果相同,即两个拉力和一个拉力等效,而弹簧秤不必拉到相同刻度,故C错误,D正确。(2)细线的作用是能显示出力的方向,所以不一定等长。故A错误;弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,故B正确;用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数适当大一些,但是不需要示数之差尽可能大,故C错误;为了减小误差,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故D错误。答案(1)D(2)B 2.(2022·江苏泰兴中学高三阶段性检测)某实验小组利用如图1所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系。图1(1)做实验时,将滑块从图所示位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)可读出
29、遮光条通过光电门1、2的时间(遮光条的遮光时间)分别为t1、t2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x,遮光条宽度d。那么滑块经过光电门1时的速度表达式v1_;经过光电门2时的速度表达式v2_,滑块加速度的表达式a_。(以上表达式均用字母表示)。(2)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h的正确操作方法是_。A.M增大时,h增大,以保持二者乘积增大B.M增大时,h减小,以保持二者乘积不变C.M减小时,h增大,以保持二者乘积不变D.M减小时,h减小,以保持二者乘积减小解析(1)滑块经过光电门1时的速度表达式v1,经过光电门2时
30、的速度表达式v2,滑块加速度a。(2)滑块的合力F合Mg,为了保持滑块所受的合力不变,所以M和h不能同时增大或减小。应选B、C。答案(1)(2)BC3.(2022·江苏仪征中学期初考)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。实验步骤如下:用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图2甲所示。在A端向右拉动木板,等弹簧秤读数稳定后,将读数记作F;改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤;实验数据如下表所示:G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371
31、.61如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;滑块由静止释放后开始运动,最终停在木板上D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间距离s。完成以下作图和填空:(1)根据表中数据在给定的坐标纸上作出FG图线。(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_(保存2位有效数字)。(3)滑块最大速度的大小v_(用h、s、和重力加速度g表示)。图2解析(1)根据描点法在FG图象上描出各点,再连接起来,如下图。(2)由图甲可知FG,那么FG图象上的直线的斜率代表值的大小,由FG图象可知0.40。(3)当重物P刚好下落到地面
32、时,滑块的速度v最大,此时滑块的位移为h,此后滑块做加速度为g的匀减速运动,由公式v2v2as知滑块的最大速度vmax满足v2g(sh),那么vmax。答案(1)见解析图(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)4.(2022·南京、盐城高三二模)如图3所示,某研究性学习小组为探究“物体的动能与速度关系设计了如下实验:平直轨道B固定在水平桌面上。弹射装置A固定于轨道上,小球被劲度系数较大的压缩弹簧弹出后从轨道端点O滑出做平抛运动落到地面。弹簧的弹性势能的表达式为Epkx2,式中的k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。图3(1)为减少实验误差,弹射装置距离轨道
33、端点O应该_(选填“近些或“远些)。(2)要探究动能与速度的关系,实验中是否一定要测量桌面的高度,_(选填“是或“否)。(3)在实验过程中改变弹簧的压缩量x,并测出与其对应的小球做平抛运动的水平位移s。实验数据如下表所示。次数12345x(cm)1.02.03.04.05.0s(m)0.320.650.951.081.60在坐标纸中根据已描出的点作出合理的图线。(4)根据(3)中所作出的图象,可以得出动能Ek与速度v的关系:_。请简要说明理由,。解析(1)为了减小摩擦力做功,弹射装置距离轨道端点O应该近点。(2)要探究动能与速度的关系,实验中是不要测量桌面的高度。答案(1)近些(2)否(3)如
34、下图(4)Ekv2或者Ekkv2理由:能量守恒EkEp,由题意Epkx2,所以Epx2,由图xs,由平抛运动sv,所以Ekv2。5.(2022·江苏泰州中学段考)如图4甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G·Atwood 17461807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改良后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示。图4(1)实验时,该同学进行了如下步骤:将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态。测量出_(填“A的上外表“A的下外表或“挡光片中心)到光电门中心的竖直距离h。在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为t。测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律。(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为
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