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文档简介
1、高考对学生实验的考查,主要有以下十二个实验:研究匀变速直线运动;探究弹力和弹簧伸长量(同时练习使用螺旋测微器? 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1.熟知各种器材的特性力学实验与创新探究弹力和弹簧伸长量的关系(2014新课标 23)某实验小组探究弹簧的劲度系数7 个指针 P0、P0指向0.100 kg 的砝码时,各指针的位置记为高考对学生实验的考查,主要有以下十二个实验:研究匀变速直线运动;探究弹力和弹簧伸长量(同时练习使用螺旋测微器? 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1.熟知各种器材的特性力学实验与创新探究弹力和弹簧伸长量的关系(2014新课标 23)某实验小组探究弹簧的劲度系数7 个
2、指针 P0、P0指向0.100 kg 的砝码时,各指针的位置记为);描绘小灯泡的伏安特性曲线;测定电源的.2.熟悉课本实验,k与其长度 (圈数)的关系实验装置如图P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0刻度设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记x.测量结果及部分计算结果如下表所示抓住实验的灵魂 实验原理,掌握数据处理的方法,熟知1所示:一均匀0、10、20、30、40、50、60 圈(n为弹簧的圈数,的关系;验证力的平行四边形定则;验证牛顿第二定律;探究动能定理;探究平抛运动的规律;验证机械能守恒定律;测定金属丝的电阻率电动势和内阻; ? 练习使用多用电表;高考除了对课本中原有
3、的学生实验进行考查外,还增加了对演示实验的考查,利用学生所学过的知识,对实验器材或实验方法加以重组,来完成新的实验设计设计型实验的考查将逐步取代对课本中原有的单纯学生实验的考查应考策略两类误差分析第 1 课时考向 1图 1 例 1长弹簧竖直悬挂,处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,为 x0;挂有质量为9.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为P22.042.64101630.006 11k为纵坐标,在图n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k_ N /m;该弹簧的劲度系数(1)根据胡克定律有图像如图所示k1.7510n N/m,k与 l0的关系表达式为n n实验数据处理方法:60,整个
4、弹簧的自由长度为P34.065.262056.00.017 92给出的坐标纸上画出kk与其自由长度mgk(xx0),解得 k3.47l0 N/m. 1.8310之间均可 )11.88 cm. P46.067.813043.60.022 99.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为P22.042.64101630.006 11k为纵坐标,在图n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k_ N /m;该弹簧的劲度系数(1)根据胡克定律有图像如图所示k1.7510n N/m,k与 l0的关系表达式为n n实验数据处理方法:60,整个弹簧的自由长度为P34.065.262056.00.017 92给出的坐标纸上
5、画出kk与其自由长度mgk(xx0),解得 k3.47l0 N/m. 1.8310之间均可 )11.88 cm. P46.067.813043.60.022 91kl m)的关系表达式为k N/m81.7 N/m,k0.012 2 m/N. 3.47(在3.31l0 l lP58.0510.304033.80.029 6n图像0(单位为mg 0.1009.80 xx 5.264.06 10之间均可P610.0312.935028.8 0.034 7 k012.01 15.41 60 2P1x0(cm)x(cm)n k(N/m)1(m/N)k(1)将表中数据补充完整: _;_. (2)以 n为横
6、坐标,图 2 (3)图 2中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用的弹簧截取圈数为与其圈数 n的关系的表达式为_ N/m. 解析(2)1kn3(3)根据图像可知, k与 n的关系表达式为答案 (1)81.7 0.012 2 (2)见解析图3 3 3(3)1.7510n (在1.6710以题说法04.17m050 g,当地重力加速度k_ N/m.(结果保留两位有效数字k的值与真实值相比较)(1)32(1)根据胡克定律验证力的平行四边形定则(2014江苏11)小明通过实验验证力的平行四边形定则15.70g9.8 m/s2.请回答下列问题:) _(填“偏大”、(2)没有影响k(xx0)nm0g,
7、代入数据求27.22k,再求平均得38.84k32 04.17m050 g,当地重力加速度k_ N/m.(结果保留两位有效数字k的值与真实值相比较)(1)32(1)根据胡克定律验证力的平行四边形定则(2014江苏11)小明通过实验验证力的平行四边形定则15.70g9.8 m/s2.请回答下列问题:) _(填“偏大”、(2)没有影响k(xx0)nm0g,代入数据求27.22k,再求平均得38.84k32 N/m;(2)因在计算弹力时把弹簧自身的410.43 5 将测得的实验数据填入设计好的表格之中,可以分析两物理量间的定性关系(2)图象法根据记录的实验数据在直角坐标系内进行作图若是曲线应平滑,若
8、是直线要让尽量多的点过直线或在直线两侧均匀分布(3)函数法往往是根据图象得到物理量间的函数关系方程式如图 3为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图,弹簧的上端固定在铁架台上,下端装有指针及挂钩,指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺现在测得在挂钩上挂上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表:图 3 钩码数 n 刻度尺读数2.62xn(cm)已知所有钩码的质量可认为相同且为(1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数(2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量,测量的弹簧劲度系数“偏小”或“没有影响”答案解析重量引起的形变量减去了,故弹簧自身有重量对测量值没有影响考向 2例 24所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸
9、长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力和 P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力4.25 N请根据图中给出的标度作图求出影响实验结果 他用弹簧测力计先后两5 所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于N,在白纸上记录下6 所示过 O 点作一条直线与轨迹交于Fb的大小关系4所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力和 P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力4.25 N请根据图中给出的标度作图求出影响实验结果 他用弹簧测力计先后两5 所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于N,在白纸上记录下6 所示过 O 点作一条直线与轨迹交于Fb的大
10、小关系为 _(填写选项前的字母 ) 2次的长度较长2次受到的拉力较大(1)作出的图示如图所示F1和 F2的方向F3的方向过 P3点三个力的大小分别为:F1和 F2的合力O 点,下端 N 挂一重物用与N的轨迹重复上述过程,再次记录下a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到F13.30 N、F2N 的轨迹a 和 b(1)实验记录纸如图分别过 P13.85 N 和 F3(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响实验装置如图白纸平行的水平力缓慢地移动图 5 两次实验记录的轨迹如图时所受拉力 F
11、a、图 6 (3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?A橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B两次受到的拉力相同时,橡皮筋第C两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第D两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项解析T 的方向相同,故水平拉力B、D 正确,选项 A、C 错误(1)见解析图 (F 4.6T 的方向相同,故水平拉力B、D 正确,选项 A、C 错误(1)见解析图 (F 4.64.9 N都算对 ) (3)BD (或:拉力不宜过大;选用弹性好的橡皮筋;换用弹性好的弹簧1.本实验考查的重点是7 所示的装置来
12、验证力的平行四边形定则:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的O,每个钩码的质量相等,当系统达到平衡时,根据钩码的个数读出三根绳子的拉和FTOC,回答下列问题:_N1N33,N24 N1N2N34 F 大小相等,即合) “力作用效果的等效性”FaFb. (3)根据题图可知,选项(4)橡皮筋拉伸不宜过长,选用新橡皮筋等可减小误差答案(2)FaFb(4)橡皮筋拉伸不宜过长;选用新橡皮筋以题说法2对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确定也是考查的重点有同学利用如图滑轮 A和B,将绳子打一个结点力 FTOA、FTOB图 7 (1)改变钩码个数,实验能完成的是A钩码的个数 N1N22,N34 B钩码的
13、个数C钩码的个数D钩码的个数, N13,N24,N35 (2)在拆下钩码和绳子前,应该做好三个方面的记录:_ ;_ ;_. (1)BCD(2)为验证平行四边形定则,必须通过作受力图所以先明确受力点,其次要作出力的方向并读出力的大小,O 点的位置;钩码的个数的方向验证牛顿第二定律如图 8 所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图图中B,它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上,P的质量,读出测力计不同读数) m2g2_ m/s2.(交流电的频率为aF 图象,可能是下列哪个选项中的图) C2Fm2a,解得: Fm2gm2a2xaT2,有:0(1)BCD(2)为验证平行四边形定则,必须
14、通过作受力图所以先明确受力点,其次要作出力的方向并读出力的大小,O 点的位置;钩码的个数的方向验证牛顿第二定律如图 8 所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图图中B,它们均置于一端带有定滑轮的足够长的木板上,P的质量,读出测力计不同读数) m2g2_ m/s2.(交流电的频率为aF 图象,可能是下列哪个选项中的图) C2Fm2a,解得: Fm2gm2a2xaT2,有:0FFf 时,a0.也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为(2)标记结点 O的位置N1、N2、N3;A为小车,质量为P的质量为 m2,CF,不计绳与滑轮之间的摩擦50 Hz,结果保留二位有效数字a0.50 m/s
15、2. 0,所以该同学测得钩码的个数 N1、N2、N3m1,连接在为弹簧测力) OA、OB、OC 三段绳子的方向解析最后作出力的图示因此要做好记录,需从力的三要素角度出发:需记录拉力 FTOA、FTOB、FTOC考向 3例 3小车后面的纸带穿过打点计时器计,实验时改变图 8 (1)下列说法正确的是 (A一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B实验时应先接通电源后释放小车C实验中 m2应远小于 m1D测力计的读数始终为(2)如图 9 为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四个点没有画出由此可求得小车的加速度的大小是图 9 (3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡
16、摩擦力这一步骤,他测量得到的象(解析 (1)该实验要平衡摩擦力,故 A 错误;拉力可由测力计示数获得,故不要求重物质量远小于小车质量,故错误;由于重物向下加速运动,由牛顿第二定律: m2g ,故 D 错误;故选 B. (2)根据匀变速直线运动的推论公式(3)若没有平衡摩擦力,则当C中的图象(1)B考试大纲规定的力学实验中有四个涉及打点计时器:研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法,便于测量和计算, 一般每五个点取一个计数点,t0.025 s0.1 s. 10 所示,打 n 点时的瞬时12Tx4x5x6 x1x2x33T(宽度为 C中的图象(1)B考试大纲
17、规定的力学实验中有四个涉及打点计时器:研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法,便于测量和计算, 一般每五个点取一个计数点,t0.025 s0.1 s. 10 所示,打 n 点时的瞬时12Tx4x5x6 x1x2x33T(宽度为 d)通过光电门的时间L,则利用速度与位移的关系可求加速度,即12 甲所示装置来研究加速度与力的关系他将光电门(小车质量约为 200克),每次小车都从同一位置由静止释放_;(2)0.50对于纸带常有以下三大应用2t内的平均速度看做物体经过光电门的瞬时速度,即av2v . 1和2分别固定在长木板的(3)C v2LA、dt. 答案以题说
18、法探究动能定理和验证机械能守恒定律1由纸带确定时间要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系,这样时间间隔为2求解瞬时速度利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度如图速度 vnxnxn图 10 3用“逐差法 ”求加速度如图 11所示, a图11 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:(1)求瞬时速度:把遮光条2 21(2)求加速度:若两个光电门之间的距离为某同学利用如图B两处,换用不同的重物通过细线拉同一小车图 12 (1)长木板右端垫一物块,其作用是用来_ cm;_(填选项前字母 ) B5克关闭光电门 2,测出
19、多组重物的质量_图象 (填选项前字母 ) Bt2m1t(1)平衡摩擦力(1)长木板右端垫一物块,调整后可以使小车的下滑分力与受到的摩擦力平衡A,由于拉力太小,不容易观察,因此不能v探究动能定理(2014天津9(2)某同学把附有滑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,_ cm;_(填选项前字母 ) B5克关闭光电门 2,测出多组重物的质量_图象 (填选项前字母 ) Bt2m1t(1)平衡摩擦力(1)长木板右端垫一物块,调整后可以使小车的下滑分力与受到的摩擦力平衡A,由于拉力太小,不容易观察,因此不能v探究动能定理(2014天津9(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验
20、桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,13所示_C10克m和对应遮光条通过光电门Dm(2)0.52dt,由于做出的图象为直线,因此应该做出D40 克1的时1t2(3)BCm(4)D 1t2图象(3)对于所挂重物的质量,以下取值有利于减小实验误差的是A1克(4)现用该装置来探究功与速度变化的关系,间 t,通过描点作出线性图象,应作出AtmCm答案解析(2)从游标卡尺读出: 5 mm20.1 mm5.2 mm0.52 cm. (3)应使拉力远小于小车的重力,这时拉力才接近重物的重量,但如果选选 A,只能选 B、C. (4)实际验证的是 mgh12Mv2,而考向 4例 4挂上适当的钩码,使小
21、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关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图图 13 若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号 )A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C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平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,
22、请你利用本实验的器材提出一个解决办法:_ _(填字母代号 )本实验需要知道小车的动能,因此还需要用天平测出小车的质量,用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度,D 正确(或钩码 )C、D 正确刻度尺、天平 (包括砝码 )明确实验原理往往是解决实验问题的关键,该实验的一些操作和要求与验证牛顿第二定律的实验类似,_(填字母代号 )本实验需要知道小车的动能,因此还需要用天平测出小车的质量,用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度,D 正确(或钩码 )C、D 正确刻度尺、天平 (包括砝码 )明确实验原理往往是解决实验问题的关键,该实验的一些操作和要求与验证牛顿第二定律的实验类似,14所示的装置,拉力传感器固定在小车上
23、,一M,按图组装好仪器,并连接好所需电路,将小车停在打点计时器附近,先接通_,打出一条纸带,关闭电源15所示,在纸带上按打点先后顺序依次取O 点间的距离分别用_,若拉力传感器的读数为_DO、A、B、C、D、E等hA、hB、hC、hD、hE、表示,则小车和拉力传感器在计时器打F,计时器打下 A点到打下 D 点过程中,可在小车上加适量砝码(或钩码)CD 他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的A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C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
24、于细绳拉力解析求出小车的瞬时速度牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力,选项在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量,故可在小车上加适量砝码当小车在运动过程中存在阻力时,拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量,故拉力做功总是要比小车动能增量大一些;当钩码加速运动时,钩码重力大于细绳拉力,此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,则拉力做功要比小车动能增量大,故只有答案以题说法可以进行知识与方法的迁移学会利用所学知识,对实验器材或实验方法加以重组,完成新的实验设计在探究动能定理的实验中,某实验小组组装了一套如图端与细绳相连,用拉力传
25、感器记录小车受到拉力的大小穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接,打点计时器打点周期为 T,实验的部分步骤如下:图 14 (1)平衡小车所受的阻力:不挂钩码,调整木板右端的高度,用手轻推小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列_的点(2)测量小车和拉力传感器的总质量拉力传感器和打点计时器的电源,然后(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图多个计数点,各个计数点到下 D 点时的动能表达式为细绳拉力对小车所做功的表达式为A 点到各个计数点动能的增量45的直线,由此可以得到的结论是(1)间距相等(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时,小车做匀速直线运动,受力平衡CE 段的平均速度,即
26、WF(hDhA)45,可得出方程式验证机械能守恒定律为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置,如0.01 ms.将具有很好挡光效果的宽度为ti(表格中 M 为直尺质量,取dti12Mv211.211.151.00Ek为纵坐标,以(2)释放小车v 1EkW,故可得结论:外力所做的功等于物体d3.8103与图中所示的g9.8 m/s2)Ei12Mv2ihi(m)3.133.313.78A 点到各个计数点拉力对小车所做(3)MhEhC,故打下A 点到各个计数点动能的增量45的直线,由此可以得到的结论是(1)间距相等(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列
27、间隔均匀的点时,小车做匀速直线运动,受力平衡CE 段的平均速度,即WF(hDhA)45,可得出方程式验证机械能守恒定律为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置,如0.01 ms.将具有很好挡光效果的宽度为ti(表格中 M 为直尺质量,取dti12Mv211.211.151.00Ek为纵坐标,以(2)释放小车v 1EkW,故可得结论:外力所做的功等于物体d3.8103与图中所示的g9.8 m/s2)Ei12Mv2ihi(m)3.133.313.78A 点到各个计数点拉力对小车所做(3)MhEhC,故打下 hEhC2T 2Mv 8T2 m 的黑色磁带
28、贴在透明直尺上实验时,将直Mghi0.58M 2.24M hEhC8T22D 点时的动能为 E ;拉力0.060.232F(hDhA)kD0.58M2.25M(4)外力所做的功等于物体动能的变化量2D(4)某同学以 A点为起始点,以的功 W为横坐标,得到一条过原点的倾角为_ 答案解析(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(3)D 点的瞬时速度等于对小车做的功为(4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为动能的变化量考向 5例 5图 16 所示当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,所用的光电门传感器可测的最短时间为尺从一定高度由静止释放,
29、并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间高度差 hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示图 16 viti(103 s)(ms1)1230.950.90viEkh图象中正确的是 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度,故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用d 3.810 mt12Mv 2M(4.22EpMgh5M9.80.41MghEk,故 Ek0.950.90viEkh图象中正确的是 (1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度,故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用d 3.810 mt12Mv 2M(4.22EpMgh5M9.80.41MghEk,故 E
30、kh的图象是一条过原点的直线,故(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度4.01M4.000.41 dt) vi 4.22 m/s. 52 24.02M. C 正确4.02M3.10M 求出的,dt求i30.90103 s0.323.14M5(1)从表格中数据可知, 直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用是:_. (2)请将表格中的数据填写完整(3)通过实验得出的结论是:_. (4)根据该实验,请你判断下列解析出(2)第 5点速度为 v5从第 5点到第 1点间动能的增加量为 Ek12Mv52 3.132)4.01M. 从第 5点到第 1点间重力势能的减少量为(3)从表中数据可知,在误差允
31、许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量(4)根据动能定理可知:答案(2)4.22(3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量(4)C 以题说法 本实验数据处理的方法方法 1:利用起点和第 n点:验证 ghn12vn2. 方法 2:任取较远两点 A、B:验证 ghAB12v2B12vA2. 方法 3:图象法(GAtwood 17461807)创M(A 的含挡光片、)到光电门中心的竖直距离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t. (GAtwood 17461807)创M(A 的含挡光片、)到光电门中心的竖直距离m的物块 C,让
32、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t. d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律_(已知重力加速度(重物 A、B以及物块 C)的机械能守恒,不断增大物块a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同dt)(4)a2Mm2M1B 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h. C的质量 m,2mg g重力加速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进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示图 17 (1)实验时,该同学进行了如下操作:将质量均为_(填“A的上表面”、“ A的下表面”或“挡光片中心”在 B的下端挂上质量
33、为片挡光的时间为测出挡光片的宽度(2)如果系统 (重物 A、B以及物块 C)的机械能守恒,应满足的关系式为为 g)(3)引起该实验系统误差的原因有_ (写一条即可 )(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统重物 B的加速度 a也将不断增大,那么 a与 m之间有怎样的定量关系?学解决:写出 a与m 之间的关系式:_ (还要用到 M 和 g)a的值会趋于 _答案 (1)挡光片中心 (2)mgh12(2Mm)(3)绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等m度 gd dt,则系统重力势能的减少量 t)m)(滑轮与绳子之间mg,则系统加速度为: a2M探究平抛运动的规律为了探
34、究平抛运动的规律,_(1)当两个球从相同高度差地方同时运动,球B、D 正确(1)BD(g取 10 m/s2) mgh,系统动能的增加量为: d dt,则系统重力势能的减少量 t)m)(滑轮与绳子之间mg,则系统加速度为: a2M探究平抛运动的规律为了探究平抛运动的规律,_(1)当两个球从相同高度差地方同时运动,球B、D 正确(1)BD(g取 10 m/s2) mgh,系统动能的增加量为: Ek12(2Mm)v212(2Mm)(dt)mg gm2M某同学设计如图A进入水平端后将做平抛运动,球(2)见解析2,若系2. ,当 m不断增大,则 a趋于118 所示的实验装置, 两个完全相同的斜槽固定在同
35、一竖直平面B进入水平端后做匀速运动,为:v Ep统机械能守恒,则有: mgh12(2M(3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功,引起实验系统误差的原因可能有:绳子有一定的质量、有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)根据牛顿第二定律得,系统所受的合力为mg. 考向 6图 18 例 6内,斜槽 2的末端吻接一足够长的水平轨道,让两个完全相同的小球同时从斜槽上滚下(1)有关该实验下列说法正确的是A只能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动B只能验证平抛运动水平方向是匀速直线运动C既能验证平抛运动竖直方向是自由落体运动,又能验证水平方向是匀速直线运动D两小球释放点距斜槽末端的高度差应相等(2)为使实验成功,
36、给该同学提出两条合理的建议:_ ,_. 解析两球将会相碰,则说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,故选项(2)斜槽水平端要水平;斜槽尽量光滑;两球无初速度释放答案图 19是“研究平抛物体的运动”实验装置图O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为L5 cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如_ m/s;B点的竖直分速度为(1)AB(1)在实验前应:将斜槽的末端切线调成水平;将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面R的位置 O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的AB. tTx 3L 30.05T T 0.14L,水平距离为
37、探究单摆的运动,用单摆测定重力加速度某实验小组拟用如图(细线质量不计且不可伸长,装满有色液体后,漏斗和液体质量相差不大_ m/s;_ m/s. (2)1.62hghO,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为L5 cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如_ m/s;B点的竖直分速度为(1)AB(1)在实验前应:将斜槽的末端切线调成水平;将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面R的位置 O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的AB. tTx 3L 30.05T T 0.14L,水平距离为探究单摆的运动,用单摆测定重力加速度某实验
38、小组拟用如图(细线质量不计且不可伸长,装满有色液体后,漏斗和液体质量相差不大_ m/s;_ m/s. (2)1.62hgh 2L 20.05 m0.1 s,g g 10 m/s2m/s1.5 m/s;根据竖直方向的运动规律,6L,即从抛出到到达22 所示的装置研究滑块的运动实验器材有:滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑)等实(3)1.522010210因为 hABhBC35,可知抛出点距离B 点的时间为2 s0.2 s,所以初速度B2T,则 B 点的竖直分速度为vxt0.320.2 m/s1.6 m/s. vBg2T10 (1)在实验前应 _A将斜槽的末端切线调成水平B将木板校准到竖直方向,并
39、使木板平面与小球下落的竖直平面平行C在白纸上记录斜槽末端槽口的位置D测出平抛小球的质量(2)图 20是正确实验取得的数据,其中图 20 (3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长图 21所示,则该小球做平抛运动的初速度为图 21 答案解析平行;在白纸上记录斜槽末端上方距离槽口为小球的半径原点;此实验不需要测出平抛小球的质量故选(2)根据 h12gt2,可得(3)因为 ABC 三点的水平距离相等, 故 tABtBCT,根据 hgT2,可得所以初速度 v0 点的竖直距离为m/s20.2 s2 m/s. 考向 7例 7轮的木板、漏斗和细线组成的单摆从漏斗某次经过最低点时开始计时,_ m/s2
40、;(结果_(1)一个周期内漏斗t1 s,由逐差法可知(1)2DIS 系统较准确地T与摆长 L 的关系”, 他们通过校园网交换实验数据,_(选填 A或 B)从漏斗某次经过最低点时开始计时,_ m/s2;(结果_(1)一个周期内漏斗t1 s,由逐差法可知(1)2DIS 系统较准确地T与摆长 L 的关系”, 他们通过校园网交换实验数据,_(选填 A或 B)a、b两个摆球的振动图象,如图_测得之后漏斗第2次经过最低点,所以周期a0.399 90.300 10.200 1 m/s2(2)0.10并由计算机绘制了25所示关于 a、b两个摆球的100次经过最低点共用时T2 s. 0.099 92212(3)
41、漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度的测量值T2L 图象,如图 241000.10 m/s2. 秒;实验中,让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动,漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置图 22 (1)该单摆的周期是 _ s;(2)图 23是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带,根据纸带可求出滑块的加速度为取两位有效数字 ) 图 23 (3)用该实验装置测量滑块加速度,对实验结果影响最大的因素是解析(2)由图可知时间间隔为半个周期(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度
42、的测量值答案(1)两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室,各自在那里用先进的探究了“单摆的周期所示在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是图 24 (2)在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了振动图象,下列说法正确的是a摆(1)A(1)根据单摆的周期公式g 值小,斜率大,故中山大学的同学所测实验A. A 错误;b摆的振幅比 a摆大,故 B 错误;因不知摆球质量的大小,所以 C 错误;在 t1 s时 a摆在负的最大位移处,(10分)用如图 26所示实验装置测量滑块a摆(1)A(1)根据单摆的周期公式g 值小,斜率大,故中山大学的同学所测实验A. A 错误;b摆的振幅比 a摆大,故
43、B 错误;因不知摆球质量的大小,所以 C 错误;在 t1 s时 a摆在负的最大位移处,(10分)用如图 26所示实验装置测量滑块B离地面的高度 h,将重锤从 h高处静止释放, B落地后,测出 A在木板上110.014.7L112.0 cm,木板的长度_(用物理量的符号表示_(2)D T2 图象的斜率 k ,重力加速度随纬度的升有正向最大加速度, b摆在平衡位置,A与木板间的动摩擦因数215.022.4l98.0 cm,要)L 4 42g,得:T g g长木板水平固定, 细线跨过定滑轮与滑320.030.322425.037.6L,所以 T2L530.044.96 35.0 52.4 Aa、b两
44、个单摆的摆长相等Bb摆的振幅比 a摆小Ca摆的机械能比 b摆大D在 t1 s时有正向最大加速度的是答案解析高而增大, g 越大,斜率越小,广东中山大学的物理实验室纬度低,结果对应的图线是(2)由图知,两摆周期不同,故摆长不同,所以故不能确定机械能的大小,所以 D 正确. 11力学创新实验的分析技巧图 26 例 8块 A、重锤 B相连将细线拉直,测出滑动的距离 x;改变 B释放高度重复实验,实验数据如下表所示实验次数h/cmx/cm(1)若测得 A的质量 mA3 kg,B的质量 mB1 kg,A和 B间细线的长度达到实验目的,以上四个量中没有必要测量的是(2)作出 x随 h变化的图象(3)由图象
45、并结合 (1)中所测数值求得滑块与木板间的动摩擦因数为(1)由题意可知, B距地面的高度mBhmAmB xmBhL 和 l. 1mB(1)由题意可知, B距地面的高度mBhmAmB xmBhL 和 l. 1mBmAm1mmAmB111.5 31(1)L、l(2 分)k_ N/m.(g取 9.8 m/s2) h,A在木板上滑行的距离B(2)见解析图 (4分)x,A、B的质量 mA、mB.从静止释放让它们运动(3)0.2(4 分) 到 B着地,根据动能定理得:mBghAgh12(mAmB)v2从 B着地到 A停在木板上,根据动能定理得:1mAv2Ag(xh)2由解得: 可知没有必要测量(2)作出
46、x随 h变化的图象如图所示(3)由得:x根据数学知识得到图象中直线的斜率k由图得: k1.5 代入数据得:解得 0.2 答案(限时: 8分钟,满分: 10 分) (2014 广东 34(2)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系如图 27(a)所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数508.62(b)所示,调整导轨使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v 与 x的关系如图 (c),由图可知, v 与 x成_关系由上述实验可得结论:对同一_成正比50加5
47、0 g 砝码时,弹簧弹力508.62(b)所示,调整导轨使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v 与 x的关系如图 (c),由图可知, v 与 x成_关系由上述实验可得结论:对同一_成正比50加50 g 砝码时,弹簧弹力k50.5 N/m,则劲度系数v 与 x 成正比,整个过程弹性势能转化为动能,即x的二次方成正比1007.63v,释放滑块过程中,弹簧的弹相等F1mgk(l0l1),加k kk2 50 N/m. E Ek12mv2,弹性势能与速度150 6.66 滑块的动能100 g砝码时 F22mgk(l0l2),FF2F1k(l1l2),弹正比压缩量
48、的二次方砝码质量 /g弹簧长度 /cm取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图小_用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量性势能转化为 _重复中的操作,得到根弹簧,弹性势能与弹簧的答案解析则 k49.5 N/m,同理由加 100 g砝码和加 150 g砝码的情况可求得使滑块通过两个光电门时的速度大小相等,就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动弹性势能转化为滑块的动能图线是过原点的直线,所以的二次方成正比,则弹性势能与弹簧压缩量(限时: 45分钟) 1所示拍摄时频闪频率是x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度x215.05a_ m/s2(保留 3位有效数字 ) (1)根据匀变速直线运动的推论,利用
49、逐差法,得a4.30 m/s2agsin ghs5.88 m/s2,因为2连接起来进行探究10 Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的h和斜面的长度x319.34aa,所以斜面是5个连续影s.数据如下表所示重力加速度大小x41所示拍摄时频闪频率是x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度x215.05a_ m/s2(保留 3位有效数字 ) (1)根据匀变速直线运动的推论,利用逐差法,得a4.30 m/s2agsin ghs5.88 m/s2,因为2连接起来进行探究10 Hz,通过斜面上固定的刻度尺读取的h和斜面的长度x319.34aa,所以斜面是5个连续影s.数据如下表所示重力加速度大小x423.
50、65g9.80 h 48.00s80.00 1(2014 全国大纲 22)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图像间的距离依次为m/s2. 单位: cmx110.76根据表中数据,完成下列填空:(1)物块的加速度(2)因为_,可知斜面是粗糙的答案 (1)4.30 (2)aghs5.88 m/s2解析x3x12a1T2x4x22a2T2aa1a22又知 T1f0.1 s 联立以上各式得(2)如果斜面光滑,根据牛顿第二定律得,物体下滑的加速度粗糙的2(2014 浙江21)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图图
51、2 3所示,指针示数为 _ cm. 115.7129.9650 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针_ N/m(重力加速度 g10 m/s2)由表中数据(1)16.00(有效数字位数正确,能(1)刻度尺分度值为FA10.50 N、FA21.00 N、FA31.50 N、FA42.00 N 时,弹簧长度 LA115.71 cm、LA219.71 Fx图象处理,图象的斜率即等于弹簧的劲度系数M,测量 _并记录为 F. O 点,手持另一端水平向左拉,使结点F1、F2F1、F2的图示,请根据力的平行四边形定则作出F的方向近似在 3所示,指针示数为 _ cm. 115.7129.9650 g的钩码逐个挂在
52、弹簧下端,得到指针_ N/m(重力加速度 g10 m/s2)由表中数据(1)16.00(有效数字位数正确,能(1)刻度尺分度值为FA10.50 N、FA21.00 N、FA31.50 N、FA42.00 N 时,弹簧长度 LA115.71 cm、LA219.71 Fx图象处理,图象的斜率即等于弹簧的劲度系数M,测量 _并记录为 F. O 点,手持另一端水平向左拉,使结点F1、F2F1、F2的图示,请根据力的平行四边形定则作出F的方向近似在 _方向上,且大小近似等于(1)M(重物)的重力219.7135.76A、B的示数 LA和LB如表所示用表中数据计算弹_(填“能”或“不能”15.9616.0
53、5均可) 1毫米,读数应估读到毫米下一位,故指针的示数为)O 静止在某位置 (如图甲),此时需记下以及_F1、F2的合力 F. F,则平行四边形(2)细线 Oa、Ob、Oc的方向 (或三段细线的方向 )323.6641.51)计算出弹簧16.00 cm. (3)如图所示4 27.76 47.36 (4)竖直图 3 钩码数LA/cmLB/cm(2)在弹性限度内,将簧的劲度系数为的劲度系数答案(2)12.45(12.2012.80均可)解析(2)当 A弹簧的弹力为cm、LA323.66 cm、LA427.76 cm,根据 Fkx得 k112.50 N/m、k212.66 N/m、k312.20 N
54、/m,所以弹簧 的劲度系数 kk1k2k33 12.45 N/m.根据表可以计算出弹簧 每次的伸长量 x,也可以根据 Fkx计算弹簧的劲度系数 (劲度系数的计算也可以通过做3如图 4甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置实验操作如下:图 4 (1)弹簧测力计 A挂于固定点 P,下端用细线挂一重物(2)弹簧测力计 B 的一端用细线系于结点 O的位置和两测力计的示数(3)某同学已在图乙纸上作出(4)改变两细线的夹角,重复做几次实验若定则得以验证答案(1)两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力,需要先测量出悬挂重物5(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度小_(填“线性”或“非线性”_小
55、车的加速度与作用力成正比”的结论,_,钩码的质量应满足(1)非线性(1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系m轴上有截距,即挂上小钩码后小车加速度仍为零,可能的原因是存在摩擦力mg作为小车受到的合外力,则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,钩6所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:M 的质量,便于求出该重物的重力a(1)两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力,需要先测量出悬挂重物5(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度小_(填“线性”或“非线性”_小车的加速度与作用力成正比”的结论,_,钩码的质量应满足(1)非线性(1)由图像可知小车的加速度与钩码的质量成非线性
56、关系m轴上有截距,即挂上小钩码后小车加速度仍为零,可能的原因是存在摩擦力mg作为小车受到的合外力,则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力,钩6所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:M 的质量,便于求出该重物的重力a与钩码的质量 m的对)关系并直接以钩码所(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量(2)记录下细线 Oa、Ob、Oc的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂重物重力的方向(4)F方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上,即竖直方向4(2014 新课标 22)某同学利用图应关系图, 如图(b)所示实验中小车 (含发射器 )的质量为 200 g,实验时选择了不可
57、伸长的轻质细绳和轻定滑轮,车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到回答下列问题:图 5 (1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成(2)由图(b)可知, am图线不经过原点,可能的原因是(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,受重力 mg 作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是的条件是 _ 答案解析(2)am 图线不经过原点,在(3)本实验直接以钩码所受重力码的质量应满足的条件是远小于小车的质量5为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图B钩码F纸带I220 V 的交流电源_(填写器材序号 ),还应补充的器材7所示,选择点迹清晰且便于测量的连续d1、d
58、2、d3、d4、d5、d6,打点周期为m,打点 1 和点 5 时小车的速度分别用_v2为纵轴,以2d44Tm(1)电火花计时器需接通1到点 3之间的平均速度,即mg(d5d1)12(Mm)(v52v21)B钩码F纸带I220 V 的交流电源_(填写器材序号 ),还应补充的器材7所示,选择点迹清晰且便于测量的连续d1、d2、d3、d4、d5、d6,打点周期为m,打点 1 和点 5 时小车的速度分别用_v2为纵轴,以2d44Tm(1)电火花计时器需接通1到点 3之间的平均速度,即mg(d5d1)12(Mm)(v52v21)v2dm2.5 厘米,如果取重力加速度2,那么:C一端带滑轮的木板G毫米刻度尺7个点(标号 06),测出 0到 1、2、3、4、T.则打点 2 时小车的速度v1、v5表示,已知重力加速度为d 为横轴,根据实验数据绘出220 V 交流电源,因此低压交流电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质量v2d32图线的斜率就是加速度,而对钩码进行受力分析可知:g10D细线v2_;若测得小车质g,则验证点 1与点 5v2d2d1 d42T 4T;根据机械能守恒,整个系统减少的重力势mgFT图象,其图线的斜率表示的物理量或ma,而对小车FTA小车E电火花计时器H低压交流电源(1)根据上述实验装
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