高考物理二轮复习课时跟踪训练力学实验

版高考物理二轮复习课时追踪训练力学实验版高考物理二轮复习课时追踪训练力学实验PAGE版高考物理二轮复习课时追踪训练力学实验课时追踪训练(十五)力学实验1．某同学用两个弹簧测力计和重物m考证力的平行四边形定章．以以下图，弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物m，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某地点，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的地点和拉线的方向．(1)实验中弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.(2)若实验中发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，为正常丈量，需要进行适合调整，调整过程中保持PO方向不变，以下操作可行的是________．A．保持其余条件不变，手拉弹簧测力计B绕O点顺时针转动B．保持其余条件不变，手拉弹簧测力计B绕O点逆时针转动C．保持其余条件不变，适合减小重物m的质量D．保持其余条件不变，适合增大重物m的质量(3)分析实验时该同学思疑弹簧测力计A因拉伸超出量程后读数禁止而影响实验结果，他改变弹簧测力计B拉力的过程中，结点O的轨迹被描在白纸上，若两次记录O点轨迹如图中的两条虚线所示．保证重物质量不变，沿两条不同样的轨迹运动到细线OB水平常，弹簧测力计A的弹力大小为F1、F2，它们的大小关系为F1________F2，由图说明弹簧测力计A拉伸________(选填“超出”或“未超出”)弹性限度．分析(1)弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则A的读数为3.60N.(2)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，可行的方法是减小重物m的质量或减小B的拉力，而此时结点O在三力作用下均衡，在重物m质量不变的状况下，只有让B绕O点顺时针旋转，应选A、C.(3)因为两次OB水平常，重物m没有变化，协力是必然的，故B的拉力不变，所以测力计A两次的示数是同样的，即F1＝F2，但图中两次O点的轨迹不重合，表示测力计A拉伸超出了弹性限度．答案(1)3.60(2)AC(3)＝超出2．(2018·湖北省黄石市高三调研)在某次着手实践活动中，指导老师要求同学们利用手中的器械丈量小物块与木板间的动摩擦因数，某同学设计了以以下图的实验装置．(1)实验时，该同学用两块完满同样的木板AB、CD组装成了以以下图的轨道，此中AB倾斜，CD水平，两木板连结处圆滑相接．将小物块从木块AB的某地点由静止开释，小物块停止运动后，用毫米刻度尺丈量小物块开释时距水平面的高度h以及在木板CD上滑行的距离x，为测得动摩擦因数，该同学还需要丈量________；(2)改变开释高度h进行多次实验，记录对应的h1、x1，h2、x2，h3、x3，……今后以x为纵坐标，h为横坐标描点作图，获得一条倾斜直线，斜率为k，则小物块与木板间的动摩擦因数为________(用丈量量和k表示)．分析(1)对小物块的整个运动过程由动能定理得mgh－μmgcosθeq\f(h,sinθ)－μmgx＝0，整理得x＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,μ)－\f(1,tanθ)))h，故实验过程中需要丈量木板AB的倾角θ或由tanθ＝eq\f(h,l)可知，还能够丈量小物块开释时的地点在水平面的投影到B点的距离l.(2)x－h图线的斜率k＝eq\f(1,μ)－eq\f(1,tanθ)，解得μ＝eq\f(1,k＋\f(1,tanθ))或由tanθ＝eq\f(h,l)，得μ＝eq\f(1,k＋\f(l,h)).答案(1)木板AB的倾角θ或小物块开释时的地点在水平面的投影到B点的距离l(2)eq\f(1,k＋\f(1,tanθ))或eq\f(1,k＋\f(l,h))3．(2018·河北保定实验中学模拟)以以下图为丈量物块与水平固定桌面之间动摩擦因数的实验装置表示图，细线平行于桌面．①用游标卡尺测出遮光片的宽度d；用刻度尺测出两光电门之间的距离s；用天平测出物块和遮光片的总质量为M，重物质量为m.②让物块从光电门A的左方某地点由静止开释，测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB；③依据上述实验数据求出动摩擦因数μ.回答以下问题：(1)丈量d时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示数以以下图，其读数为________mm.(2)摩擦因数μ可用上述已知量、丈量量和重力加快度g表示为μ＝________.(均用字母表示)(3)遮光片经过光电门时的均匀速度________遮光片竖直中线经过光电门的刹时速度．(选填“大于”、“小于”或“等于”)分析(1)从图中可知游标上第12个刻度与21mm对齐，所以游标的零刻度对应的整数部分应为9mm处，游标卡尺的读数为9mm＋12×eq\f(1,20)mm＝9.60mm；(2)因为遮光条经过光电门的时间极短，能够用均匀速度表示刹时速度，故vA＝eq\f(d,tA)，vB＝eq\f(d,tB)，由运动学的导出公式：2as＝veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A)，解得a＝eq\f(v\o\al(2,B)－v\o\al(2,A),2s)＝eq\f(d2,2s)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t\o\al(2,B))－\f(1,t\o\al(2,A))))；对m：mg－F拉＝ma，对M：F拉－μMg＝Ma，解得；μ＝eq\f(mg－M＋m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,2st\o\al(2,B))－\f(d2,2st\o\al(2,A)))),Mg)(3)遮光片经过光电门的均匀速度等于中间时辰的刹时速度，而物块做加快运动前一半的时间内位移小于后一半时间内的位移，所以时间到一半时，遮光片的中线还没有抵达光电门，所以遮光经过光电门的均匀速度小于遮光片竖直中线经过光电门的刹时速度．答案(1)9.60(2)eq\f(mg－M＋m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d2,2st\o\al(2,B))－\f(d2,2st\o\al(2,A)))),Mg)(3)小于4．(2018·河南省郑州市高三调研)某同学利用如图甲所示的实验装置运用牛顿第二定律丈量滑块的质量M.其主要步骤为：(1)调整长木板倾角，当钩码的质量为m0时滑块沿木板恰巧向下做匀速运动．(2)保持木板倾角不变，撤去钩码m0，将滑块移近打点计时器，此后开释滑块，滑块沿木板向下做匀加快直线运动，并打出点迹清楚的纸带如图乙所示(已知打点计时器每隔0.02s打下一个点)．请回答以下问题：(①、②两问均保存3位有效数字)①打点计时器在打下B点时滑块的速度vB＝________m/s；②滑块做匀加快直线运动的加快度a＝________m/s2；③滑块质量M＝________(用字母a、m0、当地重力加快度g表示)．分析①依据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，能够求出打纸带上B点时小车的刹时速度大小vB＝eq\f(xAC,4T)＝eq\f(5.20＋5.84,4×0.02)m/s＝1.38m/s；②依据匀变速直线运动的推论公式Δx＝at2能够知，加快度的大小：a＝eq\f(xDE＋xDC－xBC＋xAB,4t2)＝eq\f(7.07＋6.45－5.84＋5.20,4×0.04)×10－2m/s2＝3.88m/s2；③滑块做匀速运动时受力均衡，由均衡条件得：m0g＝Mgsinθ－f，撤去m0时的滑块的匀加快直线运动时，遇到的合外力：F合＝Mgsinθ－f，由牛顿第二定律得：F合＝Ma，解得：M＝eq\f(m0g,a).答案①1.38②3.88③eq\f(m0g,a)5．(2018·山东省临沂市高三三模)某研究小组利用传感器研究小球在摇动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，用长为L不能够伸长的轻质细线悬挂一质量为m的实心金属小球，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摇动过程中各时辰的拉力值，小球半径可忽视不计，已知重力加快度为g，实验过程以下：①将小球拉离均衡地点某一高度h处无初速度开释，在传感器收集的数据中提取最大值为F；②改变高度h，重复上述过程，获得多组摇动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据；③在F－h坐标系中描点连线．作出F与h关系图象如图乙实线所示．(1)F与h的关系知足F＝________(用题目所给的字母表示)，说明小球摇动过程中机械能守恒；(2)依据乙图中的实线，可知摆线长L＝________m．(计算结果保存两位有效数字，g取10m/s2)(3)乙图中的虚线是另一研究小组作出的F－h图象，则两小组实验所使用的器械________不同样．(填“m”或“L”)分析(1)依据牛顿第二定律，则有：F－mg＝eq\f(mv2,R)动能表达式为：Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)(F－mg)L依据机械能守恒定律，则有：mgh＝eq\f(1,2)(F－mg)L解得：F＝eq\f(2mgh,L)＋mg，(2)F－h图象中，截距为2，即mg＝2，则m＝0.20kg而图象的斜率k＝5；所以L＝0.80m.(3)乙图中的虚线和实线斜率不同样，由F＝mg＋eq\f(2mg,L)h可知，两小组实验所使用的器械L不同样．答案(1)eq\f(2mgh,L)＋mg(2)0.80(3)L6．某同学设计了以以下图的实验来考证碰撞过程中的动量守恒．轨道AOB在O处圆滑相接、B右边为粗拙水平面，有两个资料及表面粗拙程度均同样的小物块甲、乙，其质量分别为m1和m2(m1>m2)，令小物块甲从斜面上M点由静止下滑，运动至粗拙水平面上的C点速度恰巧减为0，丈量B、C间距为x、把小物块乙置于B点，小物块甲仍从斜面上M点由静止下滑小物块甲与小物块乙碰撞后，在粗拙水平面上的位移分别为x1、x2.(1)为考证碰撞过程中动量守恒，能否需要丈量小物块与粗拙水平面间的动摩擦因数？________(选填“是”或“否”)；小物块甲与轨道AOB间的摩擦力能否影响实验结果？________(选填“是”或“否”)．(2)若知足关系式________________，则两者碰撞过程动量守恒．分析不论小物块甲与轨道AOB间能否存在摩擦力、摩擦力大小怎样，只需每次开释点同样，则其每次运动至B点的速度同样，故小物块甲与轨道AOB间的摩擦力不影响实验结果，在粗拙水平面上的运动过程由运动学公式得veq\o\al(2,0)＝2μgx、v0＝eq\r(2μgx)，小物块资料及表面粗拙程度均同样，故与水平面间的动摩擦因数同样，若知足动量守恒，则知足m1eq\r(2μgx0)＝m1eq\r(2μgx1)＋m2eq\r(2μgx2)，即m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1)＋m2eq\r(x2)，所以动摩擦因数不需要丈量．答案(1)否否(2)m1eq\r(x0)＝m1eq\r(x1)＋m2eq\r(x2)7．(2018·四川省攀枝花市高考物理三诊试卷)在做“研究平抛运动”的实验中，为了丈量小球平抛运动的初速度，实验用以以下图的装置．实验操作的主要步骤以下：(ⅰ)在一块平木板上钉上复写纸和白纸，将其竖直立于斜槽轨道尾端槽口前，木板与槽口之间有一段初始距离d，并保持板面与轨道尾端的水平段垂直．(ⅱ)使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下印迹A(ⅲ)将木板沿水平方向向右平移一段动距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下印迹B(ⅳ)将木板再水平向右平移同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上获得印迹C(ⅴ)测得A、B、C三点距地面的高度为y1、y2、y3，已知当地的重力加快度为g.请回答以下问题(1)对于该实验，以下说法中正确的选项是________A．斜槽轨道必然尽可能圆滑B．每次小球均须由静止开释C．每次开释小球的地点能够不同样D．步骤(ⅰ)初始距离d必然与步骤(ⅲ)中距离x相等(2)依据上述直接丈量的量和已知的物理量能够获得小球平抛的初速度大小的表达式为v0＝________.(用题中所给字母表示)(3)某同学做进一步的研究，改变小球开释的初始地点的高度h，每改变一次高度，重复上述步骤(ⅰ)－(ⅴ)(其余条件不变)，并记录每次的h、y1、y2、y3.在同一坐标系中画出y1－eq\f(1,h)、y2－eq\f(1,h)、y3－eq\f(1,h)图象．依据你的分析，以下哪个图最凑近该同学的实验结果________(图中直线a表示y1－eq\f(1,h)图象，直线b表示y2－eq\f(1,h)图象，直线c表示y3－eq\f(1,h)图象)．分析依据实验的原理以及操作中的注意事项确立正确的操作步骤．依据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，联合水平位移和时间间隔求出初速度．(1)为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一地点由静止开释，斜槽轨道不需要圆滑，故A错误，C错误，B正确，步骤(ⅰ)初始距离d必然与步骤(ⅲ)中距离x没关，只需保证，连续水平挪动的位移x相等即可，故D错误．(2)在竖直方向上，(y2－y3)－(y1－y2)＝gT2；水平方向上x＝v0T，可得小球平抛的初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y2－y1－y3)).(3)设小球离地高度为H0，小球平抛运动阶段水平位移为x′＝v0t，距离地面高度为y＝H0－eq\f(1,2)gt2，小球从斜槽的由h处静止开释，忽视摩擦力的影响，mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，由以上分析可得y＝－eq\f(x′2,4h)＋H0，当由木板水平向右平移时，对x′渐渐变大，y－eq\f(1,h)图象斜率变小，故C正确．答案(1)B(2)xeq\r(\f(g,2y－y1－y3))(3)C8．(9分)某小组的同学经过设计以下实验来考证：“在弹性限度内，劲度系数为k的轻质弹簧从形变量为x到恢还原长的过程中，弹力做的功为W＝eq\f(1,2)kx2的结论”．(1)部分实验步骤以下：A．将一轻弹簧搁置在水平气垫导轨的左端，弹簧左端固定，让弹簧处于自然状态．在弹簧下边的气垫导轨上水平的固定一把刻度尺，刻度尺的零刻度线与弹簧的左端恰巧对齐，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x1，如图甲所示．B．用弹簧测力计拉着弹簧右端水平向右迟缓挪动，当弹簧测力计的示数为F时，弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x2，如图乙所示(弹簧的形变在弹性限度内)．则此弹簧的劲度系数为________．C．在水平气垫导轨的右端适合地点安装一个光电门(光电门距离弹簧最左端的距离大于x1)，如图丙所示．D．用天平测得小车(带有遮光条)的质量为m，用螺旋测微器测遮光条宽度d的结果如图丁所示，则d＝________mm.E．把小车置于气垫导轨上，向左推小车使弹簧压缩一段距离(弹簧与小车未拴接)，此时弹簧右端在刻度尺上对应的示数为x3，如图丙所示(弹簧的形变在弹性限度内)．由静止开释小车，测得小车经过光电门时的遮光时间Δt.小车经过光电门时的速度大小为________(用实验中所测物理量的符号表示)．(2)在实验偏差赞成的范围内，若________＝________(用实验中所测物理量的符号表示)，即可考证弹力做的功W＝eq\f(1,2)kx2的结论．(3)同学们在实验过程中