届高考物理二轮复习第一部分专题整合专题六物理实验第讲力学实验专项训练2

届高考物理二轮复习第一部分专题整合专题六物理实验第讲力学实验专项训练届高考物理二轮复习第一部分专题整合专题六物理实验第讲力学实验专项训练PAGE届高考物理二轮复习第一部分专题整合专题六物理实验第讲力学实验专项训练第1讲力学实验考点一基本仪器的使用、偏差、有效数字一、长度丈量类仪器1．游标卡尺的读数游标尺(mm)精度(mm)丈量结果(游标尺上第n个刻线与主尺上的某刻度线对正时)(mm)刻度格数刻度总长度每小格与1毫米差1090.10.1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＋0.02n2.螺旋测微器的读数丈量值＝固定刻度整毫米数＋半毫米数＋可动刻度读数(含估读)×0.01mm。二、时间丈量类仪器1．打点计时器计时器种类工作电源电压打点间隔电磁打点计时器沟通50Hz,4V～6V0.02s电火花计时器沟通50Hz,220V0.02s2.频闪照相机其作用和办理方法与打点计时器近似，它是用等时间间隔获取图像的信息的方法，将物体在不一样样时辰的地点记录下来，使用时要明确频闪的时间间隔。三、偏差与有效数字1．系统偏差：因为仪器自己不精巧、实验方法大体或实验原理不圆满而产生的偏差。系统偏差老是相同偏大或偏小。系统偏差能够经过更新仪器、圆满原理和精准实验方法来减小。2．有时偏差：由各样有时要素如丈量、读数不正确、作图不规范造成的偏差。有时偏差表现为重复做同一实验时老是时大时小。有时偏差可用多次丈量求均匀值的方法来减小。3．有效数字：带有一位不可以靠数字的近似数字叫有效数字。有效数字从左侧第一个不为零的数字算起，如0.0125为三位有效数字，中学阶段一般取2位或3位有效数字。【题组打破】1．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图6－1－1甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为__________cm和________cm。图6－1－1分析直尺的最小刻度为0.1cm，所以读数应为60.10cm，图乙采纳50分度游标卡尺，其精准度为0.02mm，所以读数为4.0mm＋10×0.02mm＝4.20mm＝0.420cm。答案60.100.4202．(2018·台州二模)一起学为测定某种硬金属的电阻率，先用伏安法测出一小段由这类资料做成的圆柱形金属丝的电阻为R＝eq\f(57,π)Ω，此后用游标卡尺和螺旋测微器分别测定该金属丝的长度和直径，示数如图6－1－2甲、乙所示。由图可知游标卡尺的示数为________mm，螺旋测微器的示数为________mm，则这类金属的电阻率为ρ＝________Ω·m(最后一空保存两位有效数字)。图6－1－2分析游标卡尺的主尺读数为：11mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为4×0.1mm＝0.4mm，所以最后读数为：11mm＋0.4mm＝11.4mm。螺旋测微器固定刻度读数：0.5mm，可动刻度读数：0.01mm×42.0＝0.420mm，得：d＝0.5mm＋0.420mm＝0.920mm(0.919～0.921都正确)。由电阻定律得：R＝ρeq\f(L,S)金属丝的横截面积：S＝eq\f(1,4)πd2则有：ρ＝eq\f(πd2R,4L)解得：ρ＝1.0×10－3Ω·m。答案11.40.9201.1×10－33．一起学用游标卡尺测一根金属管的深度时，游标卡尺上的游标尺和主尺的相对地点如图6－1－3甲所示，则这根金属管的深度是________cm；该同学又利用螺旋测微器丈量一金属板的厚度为5.702mm，则图乙中可动刻度a、b处的数字分别是________、________。图6－1－3分析图中游标卡尺主尺读数为10mm,20分度游标尺精准度为0.05mm，游标尺上第12条刻度线与主尺对齐，故游标尺读数为11×0.05mm＝0.55mm，所以金属管深度为10.55mm＝1.055cm。螺旋测微器固定刻度部分读数为5.5mm，可动刻度最小分度值为0.01mm，可动刻度部分读数应为20.2×0.01，所以a处数字应为20，b处数字为25。答案1.0552025[规律总结]游标卡尺、螺旋测微器的读数方法1．游标卡尺的读数方法：由主尺读出整毫米数l0，从游标卡尺上读出与主尺上某一刻度对齐的格数n，则丈量值(mm)＝(l0＋n×精准度)mm。注意：①游标卡尺的精准度一般为游标卡尺上总刻数的倒数。②游标卡尺不需要估读。2．螺旋测微器的读数方法：丈量值(mm)＝固定刻度指示的毫米数(注意半毫米刻度线能否露出)＋可动刻度上与固定刻度基线所对的刻度值(注意刻度值要估读一位)×0.01mm。考点二“纸带类”问题的办理纸带的三大应用(1)由纸带确准时间要差别打点计时器(打点周期为0.02s)打出的点与人为采纳的计数点之间的差别与联系，若每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt＝0.02×5s＝0.10s。(2)求解刹时速度利用做匀变速运动的物体在一段时间内的均匀速度等于中间时辰的刹时速度。如图6－1－4甲所示，第n点的刹时速度vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)。图6－1－4(3)用“逐差法”求加快度如图乙所示，因为a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，所以a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1－x2－x3,9T2)。【题组打破】1．(2018·山西要点中学协作体联考)某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他将打点计时器接到频次为50Hz的沟通电源上，实验时获取一条纸带如图6－1－5所示，他在纸带上便于丈量的地方采纳第一个计数点，在这点下注明A，第六个点下注明B，第十一个点下注明C，第十六个点下注明D，第二十一个点下注明E。丈量时发现B点已模糊不清，他只测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm。图6－1－5(1)为了研究匀变速直线运动的规律，该同学所取的计时点个数________(填字母序号)。A．偏少B．偏多C．适合(2)若小车是做匀变速直线运动，由该同学所测的实验数据，请你帮他求出：打C点时小车的刹时速度vC＝______m/s，小车的加快度a＝________m/s2，AB的距离应为________cm，打A点时小车的刹时速度vA＝________m/s。(计算结果保存三位有效数字)分析(1)本实验依照匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2能够求出加快度的大小，应多取一些数据，依照逐差法求出加快度，再求均匀值，而该同学只取两组数据，计数点偏少，故A正确；(2)由题可知相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1s，依照匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的均匀速度，得vC＝eq\f(xAE,4T)＝eq\f(0.1456＋0.1115＋0.1373,0.4)m/s＝0.986m/s，因为AC间的时间间隔t＝0.2s，CE间的时间间隔也为t＝0.2s，依照匀变速直线运动的推论公式Δx＝aT2能够求出加快度的大小，xCE－xAC＝Δx＝at2，a＝2.58m/s2；依照匀变速直线运动的推论公式xm－xn＝(m－n)aT2，xDE－xCD＝Δx＝2.58cm，xCD－xAB＝2Δx，所以xAB＝xCD－2Δx＝5.99cm；依照匀变速直线运动速度时间公式得：vC＝vA＋2aT，解得vA＝(0.986－0.2×2.58)m/s＝0.470m/s。答案(1)A(2)0.9862.585.990.4702．甲同学准备做“考证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“研究加快度与力、质量的关系”实验。(1)图6－1－6中A、B、C、D、E表示部分实验器械，甲同学需在图中采纳的器械________：乙同学需在图中采纳器械________。(用字母表示)图6－1－6(2)乙同学在实验室选齐所需器械后，经正确操作获取如图6－1－7所示的两条纸带①和②。纸带________的加快度大(填“①”或“②”)，其加快度大小为________。图6－1－7分析(1)采纳落体法做“考证机械能守恒定律”实验时，需要着落的重物A和计时用的打点计时器B；做“研究加快度与力、质量的关系”实验，需要研究对象小车D，拉动小车的钩码E及计时用的打点计时器B。(2)纸带①的加快度大小为a1＝eq\f(x5＋x4－(x1＋x2),6T2)＝eq\f([(38.10－34.20)－(32.40－29.10)]×10－2,6×0.022)m/s2＝2.5m/s2，纸带②的加快度大小为a2＝eq\f(x5＋x4－(x1＋x2),6T2)＝eq\f([(35.90－32.35)－(30.65－27.40)]×10－2,6×0.022)m/s2＝1.25m/s2。所以纸带①的加快度大，大小为2.5m/s2。答案(1)ABBDE(2)①2.5m/s2(2.3～2.7m/s2均可)3．(2016·全国卷Ⅰ)某同学用图6－1－8甲所示的实验装置考证机械能守恒定律，此中打点计时器的电源为沟通电源，能够使用的频次有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图6－1－8乙所示。该同学在实验中没有记录沟通电的频次f，需要用实验数据和其余条件进行计算。图6－1－8(1)若从打出的纸带可判断重物匀加快着落，利用f和图乙中给出的物理量能够写出：在打点计时器打出B点时，重物着落的速度大小为________，打出C点时重物着落的速度大小为________，重物着落的加快度大小为________；(2)已测得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；当地重力加快度大小为9.80m/s2，实验中重物遇到的均匀阻力大小约为其重力的1%。由此计算出f为________Hz。分析(1)两点间时间间隔为T＝eq\f(1,f)，vB＝eq\f(s1＋s2,2T)＝eq\f((s1＋s2)f,2)，同理vC＝eq\f((s2＋s3)f,2)，依照公式s3－s1＝2aT2，得重物着落的加快度的大小为a＝eq\f((s3－s1)f2,2)。(2)据mg－0.01mg＝ma和a＝eq\f((s3－s1)f2,2)，代入数据可得f＝40Hz。答案(1)eq\f((s1＋s2)f,2)eq\f((s2＋s3)f,2)eq\f((s3－s1)f2,2)(2)40考点三“橡皮条、弹簧类”实验(2018·全国卷Ⅱ)某同学用图6－1－9(a)所示的装置丈量木块与木板之间的动摩擦因数。高出圆滑定滑轮的细线两头分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方搁置砝码。迟缓向左拉动水平搁置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在连续滑动时，弹簧秤的示数即木块遇到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在下表中给出，此中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。(a)砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93图6－1－9回答以下问题：(1)f4＝________N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加快度大小g之间的关系式为f＝________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；(4)取g＝9.80m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝________________________________________________________________________。(保存2位有效数字)[分析]此题察看物体的均衡、滑动摩擦力的计算及分析图像的能力。(1)由图可知弹簧秤的读数为2.75N。(2)绘图线时应使尽可能多的点落在线上，不在线上的点应均匀散布在线的双侧。(3)以木块和砝码为研究对象，整体水平方向受木板的滑动摩擦力和细线的拉力f＝μ(M＋m)g，整理得f＝μmg＋μMg，故f－m图线的斜线k＝μg。(4)由图知k＝3.9N/kg，故μ＝eq\f(k,g)＝0.40。[答案](1)2.75(2)以以下图(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40【对应训练】(2018·天津卷)某研究小组做“考证力的平行四边形定章”实验，所用器械有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。(1)详细操作前，同学们提出了以下对于实验操作的建议，此中正确的选项是______。A．橡皮条应和两绳套夹角的角均分线在一条直线上B．重复实验再次进行考证时，结点O的地点能够与前一次不一样样C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视野应正对测力计刻度D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必然都小于只有一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器械做了四次实验，白纸上留下的注明信息有结点地点O、力的标度、分力和协力的大小及表示力的作用线的点，以以以下图6－1－10所示。此中对于提升实验精度最有益的是______。图6－1－10分析此题察看“考证力的平行四边形定章”实验。(1)橡皮条的弹力方向不需要在两绳套夹角的角均分线上，选项A错误；重复实验，结点O的地点与前一次实验没关，能够不一样样，选项B正确；使用测力计时，为防范弹簧与外壳的摩擦，要求施力方向应沿测力计轴线方向，读数时视野应正对测力计刻度，选项C正确；拉力小于弹簧测力计的量程即可，选项D错误。(2)“考证力的平行四边形定章”实验中，在不超测力计量程的前提下，拉力应尽量大些；确立拉力方向时，所描点应与O点的距离大些；两绳套夹角不可以够过大或过小；作图示时，所选标度越小，精度越高。综上所述，应选B。答案(1)BC(2)B考点四用图像法办理数据图像法办理数据的要求1．作图必然要用坐标纸，坐标纸的大小要依照有效数字的位数和结果的需要来定。2．要注明坐标轴名、单位，在座标轴上每隔必然的间距按有效数字的位数注明数值。3．图上的连线不用然经过全部的数据点，应尽量使数据点合理地散布在线的双侧。4．作图经常经过采纳适合的坐标轴使图像线性化，即“变曲为直”。5．有些时候，为了使坐标纸有效使用范围增大，坐标原点能够不从“0”开始。现要经过实验考证机械能守恒定律。实验装置如图6－1－11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块，其总质量为M，左端由高出轻质圆滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上的B点有一光电门，能够丈量遮光片经过光电门时的挡光时间t。用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片经过光电门的均匀速度看作滑块经过B点时的刹时速度。用g表示重力加快度，达成以下填空和作图：图6－1－11(1)若将滑块自A点由静止开释，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码构成的系统重力势能的减小量可表示为______，动能的增添量可表示为______。若在运动过程中机械能守恒，eq\f(1,t2)与s的关系式为eq\f(1,t2)＝________。(2)多次改变光电门的地点，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，丈量相应的s与t值，结果以下表所示：12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.431/t2(104s－2)1.481.952.412.923.39以s为横坐标，eq\f(1,t2)为纵坐标，在如图6－1－12地点的坐标纸中描出第1和第5个数据点；依照5个数据点作直线，求得该直线的斜率k＝________×104m－1·s－2。(保存3位有效数字)图6－1－12由测得的h、d、b、M和m数值能够计算出eq\f(1,t2)－s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验偏差赞成的范围内，则能够为此实验考证了机械能守恒定律。[分析](1)当滑块运动到B点时降落高度设为h′，此时砝码上涨的高度为s，由几何关系可知h′＝eq\f(hs,d)，故系统减少的重力势能为ΔEp＝Mgh′－mgs＝eq\f((Mh－md),d)gs因为系统从静止开始运动，运动至B点时的速度vB＝eq\f(b,t)故动能的增添量ΔEk＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,B)＝eq\f((M＋m)b2,2t2)由ΔEp＝ΔEk可解得eq\f(1,t2)＝eq\f(2(Mh－md)g,(M＋m)db2)s。(2)描点及作直线见图。在图中直线上取相距较远的两点，读出两点坐标，由k＝eq\f(Δ\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t2))),Δs)可得k＝2.36×104m－1s－2。[答案](1)eq\f((Mh－md)gs,d)eq\f((M＋m)b2,2t2)eq\f(2(Mh－md)gs,(M＋m)db2)(2)图看法析(3)2.36(2.30～2.60均可)【题组打破】1．(2018·北京理综)用图6－1－13所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。图6－1－13主要实验步骤以下：a．安装好实验器械，接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。b．选出一条点迹清楚的纸带，找一个适合的点看作计时起点O(t＝0)，此后每隔相同的时间间隔T采纳一个计数点，如图6－1－14中A、B、C、D、E、F……所示。图6－1－14c．经过丈量、计算能够获取在打A、B、C、D、E……点时小车的速度、分别记作v1、v2、v3、v4、v5……d．以速度v为纵轴、时间t为横轴成立直角坐标系，在座标纸上描点，如图6－1－15所示。图6－1－15联合上述实验步骤，请你达成以下任务：(1)在以下仪器和器械中，还需要使用的有____和____(填选项前的字母)。A．电压适合的50Hz沟通电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)(2)在图6－1－15中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v－t图像。(3)察看v－t图像，能够判断小车做匀变速直线运动，其依照是________________。v－t图像斜率的物理意义是________。(4)描述v－t图像前，还不知道小车能否做匀变速直线运动。用均匀速度eq\f(Δx,Δt)表示各计数点的刹时速度，从理论上讲，对Δt要求是________(选填“越小越好”或“与大小没关”)；从实验的角度看，采纳的Δx大小与速度丈量的偏差________(选填“相关”或“没关”)。(5)早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应当是均匀变化的。当时只好靠滴水计时，为此他设计了如图6－1－16所示的“斜面实验”，频频做了上百次，考证了他的猜想。请你联合匀变速直线运动的知识，分析说明怎样利用伽利略“斜面实验”查验小球的速度是随时间均匀变化的。图6－1－16分析此题察看研究匀变速直线运动规律的实验。(1)打点计时器所用电源为50Hz的沟通电源，丈量各计数点间距离需用刻度尺。(2)图见答案。(3)因为小车的速度随时间均匀变化，所以小车做匀加快直线运动。由匀加快直线运动中速度v＝v0＋at，可知v－t图像斜率的物理意义是加快度。(4)eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)，若用eq\x\to(v)表示刹时速度，Δt越小越好，而采纳的Δx大小会影响速度丈量值与真切值的偏差大小。(5)设v0＝0，v＝at，而x＝eq\f(1,2)at2，故可经过位移随时间的变化状况，判断速度随时间的变化状况。答案(1)AC(2)以以下图(3)小车的速度随时间均匀变化加快度(4)越小越好相关(5)假如小球的初速度为0，其速度v∝t，那么它经过的位移x＝eq\f(0＋v,2)t，x∝t2。所以，只需丈量小球经过不一样样位移所用的时间，就能够查验小球的速度能否随时间均匀变化。2．利用如图6－1－17甲所示装置做“研究弹力和弹簧伸长的关系的实验”。所用的钩码每只的质量为30g。实验中，先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将4个钩码逐一加挂在弹簧下端，每次挂完钩码待弹簧坚固后挨次测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中。弹力素来未高出弹性限度，取g＝10m/s2，试达成以下问题：记录数据组12345钩码总质量(g)0306090120弹簧总长(cm)6.007.118.209.3110.40图6－1－17(1)请在如图乙所示坐标系中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系的图像。(2)由图像乙求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m。(保存两位有效数字)(3)某同学直接利用表中的实验数据，作出了如图丙所示的钩码质量m跟弹簧总长度x之间的函数关系的图像，那么该图像斜率所表示的物理意义是________________________________________________________________________。分析(1)弹簧受的拉力为钩码的重力，每次实验弹簧所遇到的拉力F以下表所示：记录数据组12345钩码总质量(g)0306090120弹簧所受的拉力F/N0.00.30.60.91.2弹力大小F跟弹簧总长度x之间的函数关系图像见答案。(2)依照图像的物理意义可知，弹簧的劲度系数k等于F－x关系图像的斜率，为求直线的斜率，可在直线上取两个距离较远的点，如(8.0,0.56)和(10.0,1.12)，故k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(1.12－0.56,10.0－8.0)N/cm＝0.28N/cm＝28N/cm。(3)依照胡克定律有mg＝kx，所以该图像斜率的物理意义是：弹簧劲度系数k与当地重力加快度g的比值。答案(1)以以下图(2)28(3)弹簧劲度系数k与当地重力加快度g的比值考点五力学创新实验1．创新式实验的特色(1)以基本的力学模型为载体，依靠运动学规律和力学定律设计实验。(2)将实验的基本方法——控制变量法，办理数据的基本方法——图像法、逐差法，融入到实验的综合分析之中。2．创新式实验的解法(1)依照题目情境，提取相应的力学模型，明的确验的理论依照和实验目的。(2)应用原理公式或图像法办理实验数据，联合物体实质受力状况和理论受力状况对结果进行分析。(2017·全国卷Ⅰ)某研究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图6－1－18甲所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图乙记录了桌面上连续的6个水滴的地点。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)图6－1－18(1)由图乙可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学依照图乙的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图乙中A点地点时的速度大小为________m/s，加快度大小为________m/s2。(结果均保存两位有效数字)[解题研究](1)依照桌面上“水滴”的间距渐渐减小，判断小车的运动方向。(2)匀变速直线运动的均匀速度等于中间时辰的刹时速度。[分析](1)轻推小车后，小车在桌面上做减速运动，桌面上“水滴”的间距应渐渐减小，小车的运动方向是从右向左。(2)相邻两水滴的时间间隔为t＝eq\f(30,45)s＝eq\f(2,3)s，小车运动到A地点的速度大小为vA＝eq\f(x3＋x2,2t)＝eq\f((117＋133)×10－3,2×\f(2,3))m/s＝0.1875m/s≈0.19m/s；小车运动的加快度大小为a＝eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1((x5＋x4)－(x2＋x1))),6t2)≈0.038m/s2[答案](1)从右向左(2)0.190.038【题组打破】1．(2018·安徽结盟)在“考证牛顿运动定律”的实验中，某物理兴趣小组利用如图6－1－19甲所示的装置进行实验。图6－1－19(1)用20分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则宽度d＝______cm。(2)接通气源，调理气垫导轨水平，让滑块从不一样样地点由静止开释，记录挡光片经过光电门的挡光时间t，测出开释点到光电门的间距为s，以s为纵轴，eq\f(1,t2)为横轴作图，获取的图像是一条过原点的倾斜直线，且斜率为k，则滑块的加快度a＝________(用d、k表示)。(3)若以测得的滑块加快度a为纵轴，所挂钩码的重力取代拉力F，作出如图丙中图线1。为了减小偏差，该兴趣小组将一个力传感器安装在滑块上(传感器的质量可忽视不计)，从力传感器中得出拉力F，作出a－F图像是图丙中的图线______(填“2”或“3”)。分析(1)游标卡尺读数为：0.9cm＋8×0.005cm＝0.940cm；(2)滑块做匀加快直线运动，有2as＝v2，又v＝eq\f(d,t)，可得s＝eq\f(d2,2at2)，已知斜率为k，可得a＝eq\f(d2,2k)；(3)因钩码及滑块做加快运动，可知细线的拉力应比钩码的重力小，而用传感器测出的是滑块所受的实质的拉力，此时a－F图像应为图线2。答案(1)0.940(2)eq\f(d2,2k)(3)22.为了考证碰撞中的动量守恒和查验两个小球的碰撞能否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学采纳了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做实验：图6－1－20①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1＞m2。②依照如图6－1－20所示的那样，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的尾端点的切线水平。将一斜面BC连结在斜槽尾端。③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点地点。④将小球m2放在斜槽尾端点B处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点地点。⑤用毫米刻度尺量出各个落点地点到斜槽尾端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点地点，到B点的距离分别为LD、LE、LF。依照该同学的实验，回答以下问题：(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的________点，m2的落点是图中的________点。(2)用测得的物理量来表示，只需知足关系式________，则说明碰撞中动量是守恒的。(3)用测得的物理量来表示，只需再知足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。分析(1)小球的落点地点跟平抛运动的初速度大小相关，碰后，小球m1的速度较小，m2的速度较大，所以m1的落点是图中的D点，m2的落点是图中的F点。(2)设碰前小球m1的速度为v0，碰撞后m1的速度为v1，m2的速度为v2，依照动量守恒定律，它们应当知足关系式m1v0＝m1v1＋m2v2。设斜面倾角为θ，依照平抛运动的规律有tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,vt)＝eq\f(gt,2v)，所以v＝eq\f(gt,2tanθ)∝t，而t＝eq\r(\f(2y,g))∝eq\r(y)∝eq\r(L)，所以v∝eq\r(L)。此题中，要考证m1v0＝m1v1＋m2v2成立，只需要考证m1eq\r(LE)＝m1eq\r(LD)＋m2eq\r(LF)成立。(3)要考证两个小球的碰撞是弹性碰撞，即要再考证eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)成立，而平抛运动时的初速度v∝eq\r(L)，所以v2∝L，故需要再知足关系式m1LE＝m1LD＋m2LF。答案(1)DF(2)m1eq\r(LE)＝m1eq\r(LD)＋m2eq\r(LF)(3)m1LE＝m1LD＋m2LF一、计算题1．(2018·全国卷Ⅲ)甲、乙两同学经过下边的实验丈量人的反响时间。实验步骤以下：(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(地点恰巧处于L刻度处，但未遇到尺)，准备用手指夹住着落的尺。(2)甲在不通知乙的状况下，忽然放手，尺子着落；乙看到尺子着落伍迅速用手指夹住尺子。若夹住尺子的地点刻度为L1，重力加快度大小为g，则乙的反响时间为________(用L、L1和g表示)。(3)已知当地的重力加快度大小为g＝9.8m/s2，L＝30.0cm，L1＝10.4cm.乙的反响时间为________s。(结果保存2位有效数字)(4)写出一条能提升丈量结果正确程度的建议：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。分析依照题述，在乙的反响时间t内，尺子着落高度h＝L－L1，由自由落体运动规律可知，h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝eq\r(\f(2(L－L1),g))。代入数据得t＝0.20s。答案(2)eq\r(\f(2(L－L1),g))(3)0.20(4)多次丈量取均匀值；初始时乙的手指尽可能凑近尺子(答出一条即可)2．(2017·全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的均匀速度、刹时速度和加快度之间的关系。使用的器械有：斜面、滑块、长度不一样样的矩形挡光片、光电计时器。图6－1－21实验步骤以下：①如图(a)，将光电门固定在斜面下端周边：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端有对于斜面的地点，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光芒被挡光片遮住的时间Δt；③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示)，eq\x\to(v)表示滑块在挡光片遮住光芒的Δt时间内的均匀速度大小，求出eq\x\to(v)；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的地点相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；⑤多次重复步骤④⑥利用实验中获取的数据作出eq\x\to(v)－Δt图，如图(c)所示(c)达成以下填空：(1)用a表示滑块下滑的加快度大小，用vA表示挡光片前端抵达光电门时滑块的刹时速度大小，则eq\x\to(v)与vA、a和Δt的关系式为eq\x\to(v)＝________。(2)由图(c)可求得vA＝________cm/s，a＝________cm/s2。(结果保存三位有效数字)分析(1)因为滑块做匀变速运动，在挡光片经过光电门的过程中，由运动学公式得eq\x\to(v)Δt＝vAΔt＋eq\f(1,2)a(Δt)2，则eq\x\to(v)＝vA＋eq\f(1,2)aΔt。(2)由eq\x\to(v)＝vA＋eq\f(1,2)aΔt联合题图(c)可知，图线与纵轴的交点的纵坐标即为vA，将图线延伸与纵轴订交，得vA＝52.1cm/s，图线的斜率等于eq\f(1,2)a，即eq\f(1,2)a＝eq\f(53.60－52.12,0.18)cm/s2，求得a＝16.4cm/s2。答案(1)vA＋eq\f(a,2)Δt(2)52.116.43．(2016·全国卷Ⅱ)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行研究，实验装置如图6－1－22所示：轻弹簧搁置在圆滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连结，纸带穿过打点计时器并与物块连结。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止开释物块，经过丈量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。图6－1－22(1)实验中波及以下操作步骤；①把纸带向左拉直②放手开释物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并丈量弹簧压缩量上述步骤正确的操作次序是________。(填入代表步骤的序号)(2)图6－1－23中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不一样样地点后所获取的实质打点结果。打点计时器所用沟通电的频次为50Hz。由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块走开弹簧时的速度为________m/s。比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。图6－1－23分析(1)实验中应先向左推物块使弹簧压缩，丈量弹簧的压缩量，此后把纸带向左拉直，再接通打点计时器电源，等打点坚固后，再放手开释物块，使其向右滑动，所以步骤为④①③②。(2)因为物块走开弹簧时的速度最大，所以M纸带对应的实验中物块走开弹簧时的速度为v＝eq\f(2.58×10－2m,0.02s)＝1.29m/s。因为弹簧压缩量越大，弹性势能越大，所以推开物块后，弹簧弹性势能转变成物块的动能越多，物块走开弹簧后获取的速度越大，打的点间距越大，所以M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。答案(1)④①③②(2)1.29M4．(2017·全国卷Ⅲ)某研究小组做“考证力的平行四边形定章”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm)的纸贴在水平桌面上，如图6－1－24(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分以外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N。(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时察看到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2N和F2＝5.6N。①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图(a)中画专心F1、F2的图示，此后按平行四边形定章画出它们的协力F合；图6－1－24②F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________。若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所赞成的偏差范围以内，则该实验考证了力的平行四边形定章。分析(1)由测力计的读数规则可知，读数为4.0N。(2)①利用平行四边形定章作图；②由图可知F合＝4.0N，从F合的极点向x轴和y轴分别作垂线，极点的横坐标对应长度为1mm，极点的纵坐标长度为20mm，则可得出F合与拉力F的夹角的正切值为0.05。答案(1)4.0(2)①F1、F2和F合以以下图②4.00.055．(2018·银川一模)物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图6－1－25所示，则由图线可知：图6－1－25(1)弹簧的劲度系数为______N/m。(2)为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图6－1－25所示的甲、乙两种方案。①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你以为方案______更合理。②若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，c的示数为4.0N，则A和B的动摩擦因数为________。分析(1)由图读出，弹簧的弹力F＝0时，弹簧的长度为L0＝20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F0＝60N，弹簧的长度为L0＝40cm，弹簧伸长的长度x0＝L－L0＝40－20＝20cm＝0.2m；由胡克定律得弹簧的劲度系数为k＝eq\f(F,x0)＝eq\f(60,0.2)＝300N/m；(2)①甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计因为在不停地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针坚固，便于读数，故甲方案更合理；②因为弹簧测力计a示数为6.0N，所以A、B间的动摩擦因数μ＝eq\f(f,mBg)＝eq\f(6,20)＝0.30。答案(1)300(2)甲(3)0.306．(2018·郑州一模)如图6－1－26甲所示为考证机械能守恒定律的实验装置。现有器械为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。图6－1－26(1)为达成实验，还需要的器械有________。A．米尺B．0～6V直流电源C．秒表D．0～6V沟通电源(2)某同学用图甲所示装置打出的一条纸带如图乙所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，依照纸带计算出打下D点时重物的速度大小为________m/s。(结果保存三位有效数字)(3)采纳重物着落的方法，依照公式eq\f(1,2)mv2＝mgh考证机械能守恒定律，对实验条件的要求是________________，为考证和知足此要求，所选择的纸带第1、2点间的距离点凑近________。(4)该同学依照纸带算出了相应点的速度，作出v2－h图像如图丙所示，则图线斜线的物理意义是________________。分析(1)经过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应当与沟通电源连结，需要刻度尺丈量纸带上两点间的距离，应选AD。(2)由图可知CE间的距离为：x＝19.41－12.40＝7.01cm＝0.0701m；则由均匀速度公式可得，D点的速度vD＝eq\f(x,2T)＝eq\f(0.0701,0.04)m/s＝