《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十四 力學(xué)實(shí)驗(yàn)精練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十四 力學(xué)實(shí)驗(yàn)精練（含解析）（24頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十四　力學(xué)實(shí)驗(yàn) 『經(jīng)典特訓(xùn)題組』 1．如圖是某同學(xué)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶。 (1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為________。 (2)A、B、C、D是紙帶上四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，從圖中讀出A、B兩點(diǎn)間距x＝________；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度是________(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 答案　(1)0.02 s (2)0.70 cm(0.68～0.72 cm均可)　0.100 m/s 解析　(1)時(shí)間間隔為T＝ s＝0.02 s。 (2)毫米刻度尺的精確度為1 mm，故AB間的距離為xAB

2、＝1.70 cm－1.00 cm＝0.70 cm，vC＝＝ m/s＝0.100 m/s。 2．使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)物體加速度a。其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器M通過G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間分別為Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄。擋光片寬度為d，兩光電門間距離為s，回答下列問題： (1)M通過G1的速度為________(用d、Δt1表示)； (2)M的加速度a＝________(用d、s、Δt1和Δt2表示)。 答案　(1)　(2) 解析　(1)利用較短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度可得：M通過G1的速度為v1＝。 (2)同

3、理可得M通過G2的速度為v2＝，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得2as＝v－v，即2as＝2－2，解得a＝。 3．某同學(xué)探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系。 (1)如圖甲所示，將彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上，將刻度尺固定在彈簧一側(cè)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在________方向(填“水平”或“豎直”)。 (2)彈簧自然懸掛，待彈簧________時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0，彈簧下端掛上砝碼盤時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)x；在砝碼盤中每次增加10 g砝碼，彈簧長(zhǎng)度依次記為L(zhǎng)1至L6，數(shù)據(jù)如下表： 表中有一個(gè)數(shù)值記錄不規(guī)范，代表符號(hào)為________。由表可知所用刻度尺的分度值為________。 (3)如圖乙是該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)所

4、作的圖象，縱軸是砝碼的質(zhì)量，橫軸是彈簧長(zhǎng)度與________的差值(填“L0”或“Lx”)。 (4)由圖乙可知彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m；通過表中數(shù)據(jù)可知砝碼盤的質(zhì)量為________ g(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，重力加速度取9.8 m/s2)。 (5)該同學(xué)在測(cè)量時(shí)沒有考慮彈簧的自重，則彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案　(1)豎直　(2)靜止　L3　1 mm　(3)Lx (4)4.9　10　(5)相等 解析　(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在豎直方向。 (2)彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時(shí)，長(zhǎng)度記為L(zhǎng)0

5、；用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)讀數(shù)應(yīng)估計(jì)到最小分度的下一位，可知L3讀數(shù)不規(guī)范，沒有向后估讀一位；由表內(nèi)數(shù)據(jù)可知所用刻度尺的分度值為1 mm。 (3)充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)和圖象，根據(jù)公式ΔF＝Δmg＝kΔx可知橫軸是彈簧的長(zhǎng)度與Lx的差值。 (4)根據(jù)胡克定律公式ΔF＝kΔx，有 k＝＝＝ N/m＝4.9 N/m； 由表格得到，彈簧原長(zhǎng)為：L0＝25.35 cm，掛砝碼盤時(shí)：Lx＝27.35 cm， 根據(jù)胡克定律，砝碼盤質(zhì)量為： M＝＝ kg＝0.01 kg＝10 g。 (5)開始時(shí)，彈簧自然懸掛，待彈簧靜止時(shí)，記下彈簧長(zhǎng)度L0，由于采用圖解法，彈簧的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果沒有影響，所以勁度系數(shù)的測(cè)

6、量值與真實(shí)值相比是相等的。 4．在進(jìn)行“探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖a所示的兩個(gè)力拉彈簧使之水平伸長(zhǎng)至某一位置，并適當(dāng)調(diào)整力的方向，期間保持彈簧始終水平，使兩力之間的夾角為90°。(圖中鉤碼規(guī)格相同) (1)換用一根線水平牽引彈簧，如圖b所示，使彈簧的伸長(zhǎng)量與兩個(gè)力作用時(shí)相同，此時(shí)需要掛________個(gè)與圖甲中相同規(guī)格的鉤碼。 (2)你對(duì)合力與分力遵循什么樣的規(guī)律做出的猜想是___________________。 (3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________。 A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．物理模型法 答案　(1)5　(2)力的合成遵循

7、平行四邊形法則 (3)B 解析　(1)設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，圖a中互成90°的兩個(gè)力F1＝3G，F(xiàn)2＝4G，則合力為F＝＝5G，圖b中為了保證拉力的作用與兩個(gè)力拉彈簧的效果相同，故要掛5個(gè)相同的鉤碼。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可做出的猜想是：力的合成遵循平行四邊形法則(或三角形法則)。 (3)該實(shí)驗(yàn)保證合力與幾個(gè)分力共同作用的作用效果相同，運(yùn)用了等效替代法，故選B。 5．某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖甲所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：“探究加速度與合外力的關(guān)系”。裝置中，小車質(zhì)量為M，砂桶和砂的總質(zhì)量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出?，F(xiàn)保持小車質(zhì)量M

8、不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值(F為彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù))。 (1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是________。 A．需平衡小車的摩擦力 B．砂桶和砂的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．滑輪摩擦足夠小，繩要足夠輕 D．先釋放小車，后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 (2)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為________。 A. B. C．mg D．F (3)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，圖線________(填選項(xiàng)前的字母)。 A．逐漸偏向縱軸 B．逐漸偏向橫軸 C．仍保持

9、原方向不變 (4)圖丙為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，測(cè)得AB＝2.0 cm、AC＝8.0 cm、AE＝32.0 cm，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，小車的加速度為________ m/s2。 答案　(1)AC　(2)D　(3)C　(4)4 解析　(1)若小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到摩擦力作用，則繩子的拉力不等于小車受到的合外力，故為了減小誤差，需平衡小車的摩擦力，A正確；本實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為繩子的拉力，不需要用砂和砂桶的總重力代替繩子拉力，所以不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，B錯(cuò)誤；因?yàn)榛喣Σ梁屠K子的重力會(huì)使彈簧測(cè)力

10、計(jì)示數(shù)大于繩子對(duì)小車的拉力，所以為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，需要滑輪摩擦足夠小，繩要足夠輕，故C正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，增大誤差，故D錯(cuò)誤。 (2)探究加速度與合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要控制小車質(zhì)量M不變，對(duì)小車，應(yīng)有F＝Ma，解得：a＝F，符合圖線為經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，所以橫軸應(yīng)為F，D正確。 (3)由于圖象的斜率為k＝，所以增大砂和砂桶總質(zhì)量m，k不變，圖線仍保持原方向不變，所以C正確。 (4)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上每間隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，圖中每相鄰兩點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，所以相鄰兩點(diǎn)間時(shí)間間隔T＝0.

11、1 s，CE＝AE－AC＝24.0 cm，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx＝aT2可得：a＝＝4 m/s2。 6．某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置來探究動(dòng)能定理。帶有水平部分的斜槽固定在水平地面上(固定部分沒有畫出)，斜槽傾角為θ，在E點(diǎn)與水平部分平滑連接，水平部分高度為H，末端F點(diǎn)在水平地面上的投影點(diǎn)記為O點(diǎn)。O點(diǎn)右側(cè)地面上鋪有一張白紙，白紙上面鋪上復(fù)寫紙以記錄落點(diǎn)位置。先讓可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從斜槽面上的某一點(diǎn)由靜止釋放，恰好運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)，該釋放點(diǎn)記為M點(diǎn)。在斜槽上作出N、P、Q點(diǎn)，且MN＝NP＝PQ。然后分別讓滑塊從N點(diǎn)、P點(diǎn)、Q點(diǎn)由靜止釋放落到水平地面白紙上的A1、A2、A3點(diǎn)。已知斜槽面各處粗糙程

12、度相同。則 (1)利用“倍增法”來探究動(dòng)能定理的過程中，斜槽的傾角θ，斜槽水平部分的高度H是否必須測(cè)量________(填“是”或“否”)。在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，滿足OA1∶OA2∶OA3＝________，動(dòng)能定理得到驗(yàn)證。 (2)若斜槽的傾角θ，桌面高度H在實(shí)驗(yàn)前已被測(cè)定。有人想借助該裝置測(cè)定斜槽面與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，必須要測(cè)定的物理量有________。 A．滑塊質(zhì)量 B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 C．釋放點(diǎn)到M點(diǎn)的距離x1 D．滑塊落地點(diǎn)到O點(diǎn)的距離x2 答案　(1)否　1∶∶　(2)CD 解析　(1)滑塊每次平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，平拋初速度之比等于落地點(diǎn)到O點(diǎn)的水平

13、距離之比，故不用測(cè)量斜槽水平部分的高度H。根據(jù)動(dòng)能定理，滑塊從M點(diǎn)靜止釋放到F點(diǎn)停止，合外力做功為零，所以滑塊從N、P、Q靜止釋放到F點(diǎn)，合力做功之比為NM∶PM∶QM＝1∶2∶3，因此不需要測(cè)量斜槽面的傾角θ，而且滑塊平拋的初速度的平方之比為1∶2∶3。所以只要滿足滑塊平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之比為OA1∶OA2∶OA3＝1∶∶，動(dòng)能定理就能得到驗(yàn)證。 (2)對(duì)滑塊從靜止釋放直到運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，由動(dòng)能定理：(mgsinθ－μmgcosθ)x1＝mv2，且滑塊平拋運(yùn)動(dòng)過程有：H＝gt2，x2＝vt，三式聯(lián)立得μ＝tanθ－，故選C、D。 7．某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已

14、知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間＝9.80 m/s2。實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)得到的一條點(diǎn)跡清晰的完整紙帶如圖乙所示。紙帶上的第一個(gè)點(diǎn)記為O，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)A、B、C進(jìn)行測(cè)量，圖中給出了這三個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離hA、hB和hC的值?；卮鹣铝袉栴}：(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，重物速度的大小vB＝________ m/s； (2)通過分析該同學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律？簡(jiǎn)要說明分析的依據(jù)。 ________________________________________________________________

15、__ __________________________________________________________________ 答案　(1)3.90　(2)見解析 解析　(1)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間的平均速度，可知vB＝，由電源頻率為50 Hz可知T＝0.02 s，代入數(shù)據(jù)可解得vB＝3.90 m/s。 (2)只要在誤差允許范圍內(nèi)，重物重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量，即滿足ghB＝v，就可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。選B點(diǎn)分析，由于ghB≈v，故該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果近似驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 8．用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從

16、高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示。已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝________ m/s。 (2)在0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp＝________ J(計(jì)算時(shí)g取10 m/s2)。由此得出的結(jié)論是：______________________。 (3

17、)若某同學(xué)作出-h圖象如圖3，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________ m/s2。 答案　(1)2.4 (2)0.58　0.60　在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 (3)9.7 解析　(1)根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度，結(jié)合圖2中數(shù)據(jù)可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為：v5＝＝ m/s≈2.4 m/s。 (2)在0～5過程中，m1、m2的初速度為零，所以系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為：ΔEk＝×(m1＋m2)v－0＝×(0.05＋0.15)×(2.4)2 J≈0.58 J；系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量等于物體重力做功，故：ΔEp＝W＝(m2－m1)gh＝(0.

18、15－0.05)×10×(0.384＋0.216) J＝0.60 J。由此可知系統(tǒng)動(dòng)能的增加量和系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量基本相等，因此可得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 (3)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，m2gh－m1gh＝(m1＋m2)v2，即有＝gh＝gh，所以-h圖象的斜率表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊囊话耄蓤D3可知，斜率k＝＝4.85，故當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝2k＝9.7 m/s2。 『真題調(diào)研題組』 1．(2019·全國(guó)卷Ⅰ)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的

19、頻率為50 Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫出。在A、B、C、D、E五個(gè)點(diǎn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器最先打出的是________點(diǎn)。在打出C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為________ m/s(保留三位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。 答案　A　0.233　0.75 解析　物塊加速下滑，因此打點(diǎn)間距逐漸增大，故先打出A點(diǎn)。 打C點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小 vC＝＝ m/s≈0.233 m/s。 物塊下滑的加速度大小 a＝＝ m/s2＝0.75 m/s2。 2．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)甲乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用數(shù)碼相機(jī)的連拍功能測(cè)重力加速度

20、的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)負(fù)責(zé)釋放金屬小球，乙同學(xué)負(fù)責(zé)在小球自由下落的時(shí)候拍照。已知相機(jī)每間隔0.1 s拍1幅照片。 (1)若要從拍得的照片中獲取必要的信息，在此實(shí)驗(yàn)中還必須使用的器材是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．米尺 B．秒表 C．光電門 D．天平 (2)簡(jiǎn)述你選擇的器材在本實(shí)驗(yàn)中的使用方法。答：_____________________。 (3)實(shí)驗(yàn)中兩同學(xué)由連續(xù)3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab＝24.5 cm、ac＝58.7 cm，則該地的重力加速度大小為g＝________ m/s2。(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)A (2)將米尺豎直放置，使小球下

21、落時(shí)盡量靠近米尺 (3)9.7 解析　(1)利用頻閃照片測(cè)重力加速度時(shí)需要測(cè)量小球下落的距離，因此實(shí)驗(yàn)中還必須使用米尺，A正確。 (2)將米尺豎直放置，小球靠近米尺下落，從照片上直接讀出小球下落的距離。 (3)根據(jù)Δs＝gT2得重力加速度大小g＝＝＝ m/s2＝9.7 m/s2。 3．(2018·全國(guó)卷Ⅰ)如圖a，一彈簧上端固定在支架頂端，下端懸掛一托盤；一標(biāo)尺由游標(biāo)和主尺構(gòu)成，主尺豎直固定在彈簧左邊；托盤上方固定有一能與游標(biāo)刻度線準(zhǔn)確對(duì)齊的裝置，簡(jiǎn)化為圖中的指針。 現(xiàn)要測(cè)量圖a中彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)托盤內(nèi)沒有砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，此時(shí)標(biāo)尺讀數(shù)為1.950 cm

22、；當(dāng)托盤內(nèi)放有質(zhì)量為0.100 kg的砝碼時(shí)，移動(dòng)游標(biāo)，再次使其零刻度線對(duì)準(zhǔn)指針，標(biāo)尺示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為________ cm。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.80 m/s2，此彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m(保留三位有效數(shù)字)。 答案　3.775　53.7 解析　游標(biāo)卡尺精度為0.05 mm，游標(biāo)卡尺上游標(biāo)第15條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，題圖b所示的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3.7 cm＋15×0.05 mm＝3.7 cm＋0.075 cm＝3.775 cm。托盤中放有質(zhì)量為m＝0.100 kg的砝碼時(shí)，彈簧受到的拉力 F＝mg＝0.100×9.8 N＝0.980

23、N，彈簧伸長(zhǎng)x＝3.775 cm－1.950 cm＝1.825 cm＝0.01825 m，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)＝kx，解得此彈簧的勁度系數(shù)k＝＝53.7 N/m。 4．(2017·全國(guó)卷Ⅲ)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上，如圖a所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長(zhǎng)。 (1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O。此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖b所示，F(xiàn)的大小為________N。 (2)撤去(1)中的拉力，

24、橡皮筋P端回到A點(diǎn)，現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖a中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。 ①用5 mm長(zhǎng)度的線段表示1 N的力，以O(shè)點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖a中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； ②F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。 答案　(1)4.0　(2)①如圖所示?、?.0　0.05 解析　(1)由題給測(cè)

25、力計(jì)示數(shù)可知，讀數(shù)為4.0 N。 (2)F2長(zhǎng)度為28 mm，F(xiàn)1長(zhǎng)度為21 mm，作平行四邊形如圖，量出合力長(zhǎng)度約為20 mm，所以F合大小約為4.0 N，量出合力箭頭處到y(tǒng)軸距離和所作合力在y軸上投影長(zhǎng)度，其比值就是F合與拉力F的夾角的正切值，約為＝0.05。 5．(2019·全國(guó)卷Ⅱ)如圖a，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50 Hz的交流電源、紙帶等。回答下列問題： (1)鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。 (2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)

26、，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°。接通電源，開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖b所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。重力加速度為9.80 m/s2，可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為____________(結(jié)果保留兩位小數(shù))。 答案　(1)　(2)0.35 解析　(1)鐵塊受重力、木板彈力及摩擦力作用，受力分析如圖。 由牛頓第二定律得：mgsinθ－μFN＝ma 且FN＝mgcosθ 聯(lián)立以上兩式解得μ＝。 (2)由逐差法求鐵塊加速度： a＝ ＝ m/s2≈1.97 m/s2

27、代入μ＝，得μ≈0.35。 6．(2017·北京高考)如圖1所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A．直流電源 B．交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A．把長(zhǎng)木板右端墊高 B．改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 A．計(jì)

28、時(shí)器不打點(diǎn) B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn) (3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……如圖2所示。 實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W＝______，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝________。 (4)以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖3所示的v2–W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為________。根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含

29、v2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________。 (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響，若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件，則從理論上分析，下圖中能正確反映v2–W關(guān)系的是________。 答案　(1)B　(2)A　B　(3)mgx2　 (4)v2＝4.7W(4.5W～5.0W均認(rèn)為正確)　質(zhì)量 (5)A 解析　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交變電流，故應(yīng)選用交流電源。 (2)平衡摩擦力和其他阻力時(shí)采用墊高長(zhǎng)木板右端，使小車的重力的分力與摩擦力及其他阻力平衡，阻力包含了打點(diǎn)時(shí)振針與紙帶之間的摩擦，故需要在打點(diǎn)狀態(tài)下判斷是否達(dá)到平衡要求。

30、 (3)由做功公式知：W＝mgx2；利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的速度等于本段時(shí)間內(nèi)的平均速度知，B點(diǎn)速度等于AC段的平均速度，vB＝。 (4)根據(jù)圖線，關(guān)系式寫為v2＝kW＋b，在直線上取兩點(diǎn)，如(1.4×10－2,0.07)、(8×10－2,0.38)，代入上式，解得k≈4.7，b≈0.004，在作圖誤差允許的范圍內(nèi)，表達(dá)式可寫為v2＝4.7W。把功的單位用基本單位表示，J＝N·m＝kg·m2·s－2，容易得出與圖線斜率有關(guān)的物理量單位為kg－1，故與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量。 (5)若重物質(zhì)量m不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M的條件，由動(dòng)能定理得：W＝Fx＝Mv2－0，此時(shí)拉力F不等于重物

31、重力，但是由F＝Ma，mg－F＝ma，得F仍為恒力，所以v2＝W仍成立，A正確。 7．(2017·天津高考)如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 (1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是________。 A．重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘 B．兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正 C．精確測(cè)量出重物的質(zhì)量 D．用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撤手釋放重物 (2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長(zhǎng)，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)

32、時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出，利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有________。 A．OA、AD和EG的長(zhǎng)度 B．OC、BC和CD的長(zhǎng)度 C．BD、CF和EG的長(zhǎng)度 D．AC、BD和EG的長(zhǎng)度 答案　(1)AB　(2)BC 解析　(1)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，為降低空氣阻力的影響，重物的質(zhì)量和密度要大些，A正確。為減小紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦，兩限位孔要在同一豎直平面內(nèi)上下對(duì)正，B正確。驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為mgh＝mv2，重物的質(zhì)量沒必要測(cè)量，C錯(cuò)誤。D項(xiàng)做法對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差無影響，D錯(cuò)誤。

33、(2)利用紙帶數(shù)據(jù)，根據(jù)mgh＝mv2即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。要從紙帶上測(cè)出重物下落的高度并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的速度，A、D的條件中，下落高度與所能計(jì)算的速度不對(duì)應(yīng)；B的條件符合要求，可以取重物下落OC時(shí)處理；C中，可以求出C、F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，又知CF間的距離，可以利用mv－mv＝mgΔh驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。 『模擬沖刺題組』 1．(2019·陜西八校高三4月聯(lián)考)用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 主要實(shí)驗(yàn)步驟如下： a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。 b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t＝0)，然后每隔相同

34、的時(shí)間間隔T選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。 c．通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5…… d．以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)： (1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有________和________(填選項(xiàng)前的字母)。 A．電壓合適的50 Hz交流電源 B．電壓可調(diào)的直流電源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平(含砝碼) (2)在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)

35、的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v-t圖象。 (3)觀察v-t圖象，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是________。v-t圖象斜率的物理意義是________________。 (4)描繪v-t圖象前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對(duì)Δt的要求是________(填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx的大小與速度測(cè)量的誤差________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。 (5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，為此他設(shè)計(jì)了如圖4所示的“斜面實(shí)驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想。請(qǐng)你結(jié)

36、合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，分析說明如何利用伽利略“斜面實(shí)驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的。 答案　(1)A　C　(2)圖見解析 (3)小車的速度隨時(shí)間均勻變化　代表了小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度 (4)越小越好　有關(guān) (5)如果小球的初速度為0，其速度v∝t，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測(cè)量小球通過不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。 解析　(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用交流電源；為了計(jì)算速度需要利用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度。故需要的儀器選A、C。 (2)利用所給點(diǎn)跡描點(diǎn)連線，得到v-t圖象，如下圖所示。 其中C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3T，縱坐標(biāo)為v3。 (3)結(jié)合v-t圖象

37、可以看出小車的速度隨時(shí)間均勻變化，所以小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，圖象的斜率代表了小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。 (4)Δt越小，則越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，所以Δt越小越好，計(jì)算速度需要用到Δx的測(cè)量值，所以Δx的大小與速度測(cè)量的誤差有關(guān)。 (5)如果小球的初速度為0，其速度v∝t，那么它通過的位移x∝t2。因此，只要測(cè)量小球通過不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。 2．(2019·山東淄博一模)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P，下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于O點(diǎn)，手持另一端向左拉，使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧

38、測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和三根拉線的方向。 (1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________ N。 (2)下列能減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施是________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)。 A．讓重物M的質(zhì)量適當(dāng)大一些 B．彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零 C．彈簧測(cè)力計(jì)B所拉的細(xì)繩套應(yīng)盡可能保持水平方向 D．改變拉力，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置 (3)某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，請(qǐng)你提出兩個(gè)解決辦法。 方法一：_______________________，方法二：______________

39、_________。 答案　(1)3.80　(2)AB (3)方法一：減小重物M的質(zhì)量　方法二：將彈簧測(cè)力計(jì)B繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度　方法三：將彈簧測(cè)力計(jì)A繞P點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度　方法四：將A更換為量程較大的測(cè)力計(jì)(說明：選擇其中兩個(gè)即可) 解析　(1)彈簧秤的分度值為0.1 N，讀數(shù)為3.80。 (2)讓重物M的質(zhì)量適當(dāng)大一些，可使得讀數(shù)大些，減小誤差，A正確；為了讓測(cè)出來的兩個(gè)分力更精確，故彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零且拉線方向應(yīng)與木板平面平行來減小摩擦，故B正確；彈簧測(cè)力計(jì)B所拉的細(xì)繩套不需要保持在水平方向，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證三個(gè)力的關(guān)系，每一次實(shí)驗(yàn)只要測(cè)出三個(gè)力大小、方向與

40、作用點(diǎn)就可以了，所以不需要固定O點(diǎn)位置，故D錯(cuò)誤。 (3)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針稍稍超出量程，可改變其余兩條細(xì)線上的力的方向和大小，即：方法一：減小重物M的質(zhì)量；方法二：將彈簧測(cè)力計(jì)B繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度；方法三：將彈簧測(cè)力計(jì)A繞P點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度；方法四：將A更換為量程較大的測(cè)力計(jì)。(說明：選擇其中兩個(gè)即可) 3．(2016·全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)用圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖b所示。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算。 (

41、1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖b中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為__________________，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為______________，重物下落的加速度大小為______________。 (2)已測(cè)得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________Hz。 答案　(1)(s1＋s2)f　(s2＋s3)f　(s3－s1)f2 (2)40 解析　(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，某一段

42、位移的平均速度等于這段位移所對(duì)應(yīng)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度：vB＝＝(s1＋s2)f，同理vC＝(s2＋s3)f，加速度a＝＝(s3－s1)f2。 (2)由牛頓第二定律可知：mg－0.01mg＝ma a＝0.99g① 又由(1)問知：a＝② ①②聯(lián)立得f≈40 Hz。 4．(2019·河北衡水中學(xué)三模)如圖甲所示為阿特武德機(jī)的示意圖，它是早期測(cè)量重力加速度的器械，由英國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家阿特武德于1784年制成。他將質(zhì)量均為M的兩個(gè)重物用不可伸長(zhǎng)的輕繩連接后，放在光滑的輕質(zhì)滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。再在一個(gè)重物上附加一質(zhì)量為m的小物塊，這時(shí)，由于小物塊的重力而使系統(tǒng)做初速度為零的緩慢加速運(yùn)動(dòng)并測(cè)

43、出加速度，完成一次實(shí)驗(yàn)后，換用不同質(zhì)量的小物塊，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出不同m時(shí)系統(tǒng)的加速度。 (1)所產(chǎn)生的微小加速度可表示為a＝________(用M、m、重力加速度g表示)。 (2)若選定如圖甲所示左側(cè)重物從靜止開始下落的過程進(jìn)行測(cè)量，想要求出重物的質(zhì)量M，則需要測(cè)量的物理量有________。 A．小物塊的質(zhì)量m B．重物下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間 C．繩子的長(zhǎng)度 D．滑輪半徑 (3)經(jīng)過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組a、m數(shù)據(jù)，作出-圖象，如圖乙所示，已知該圖象斜率為k，縱軸截距為b，則可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________，并可求出重物質(zhì)量M＝________。 答案

44、　(1)　(2)AB　(3)　 解析　(1)設(shè)繩子上的拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律得：(M＋m)g－T＝(M＋m)a，T－Mg＝Ma，聯(lián)立得，a＝。 (2)根據(jù)h＝at2，結(jié)合a＝，則有：M＝－，所以需要測(cè)量的物理量有：小重物的質(zhì)量m，重物下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間，故A正確，B正確。 (3)因?yàn)閍＝，則＝·＋，所以圖線斜率k＝，b＝，解得g＝，M＝。 5．(2019·山東青島高三一模)某同學(xué)在驗(yàn)證“合外力一定，物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，采用圖甲所示的裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車的加速度a與小車質(zhì)量M(包括所放砝碼及傳感器的質(zhì)量)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖象，如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)中所掛鉤碼的

45、質(zhì)量20 g，實(shí)驗(yàn)中選用的是不可伸長(zhǎng)的輕繩和光滑的輕質(zhì)定滑輪。 (1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨妮p繩與木板平行。他這樣做的目的是下列哪一個(gè)________(填字母代號(hào))； A．可使位移傳感器測(cè)出的小車的加速度更準(zhǔn)確 B．可以保證小車最終能夠做直線運(yùn)動(dòng) C．可在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力 (2)由圖乙可知，a-圖線不過原點(diǎn)，原因是____________________________； (3)該圖線的初始段為直線，該段直線的斜率最接近的數(shù)值是________。 A．30 B．0.3 C．20 D．0.2 答案　(1)C　(2)平

46、衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大　(3)D 解析　(1)調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨妮p繩與木板平行，目的在平衡摩擦力后使細(xì)繩拉力等于小車所受的合力，故C正確。 (2)由圖乙知，橫軸為零時(shí)，縱軸加速度a不為零，即除輕繩拉力外有其他力為小車提供加速度，故a-圖線不過原點(diǎn)的原因有可能是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過大。 (3)圖線的斜率k＝＝Ma＝F，即圖線斜率等于小車所受的合力，約等于鉤碼的重力，即為0.2 N，故D正確。 6．(2019·江西景德鎮(zhèn)高三下學(xué)期十校聯(lián)合模擬)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。氣墊導(dǎo)軌上A處安裝了一個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用繞過氣墊導(dǎo)軌左端定滑輪的細(xì)

47、線與鉤碼相連，每次滑塊都從同一位置由靜止釋放，釋放時(shí)遮光條位于氣墊導(dǎo)軌B位置的上方。 (1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________ mm。 (2)實(shí)驗(yàn)中，接通氣源，滑塊靜止釋放后，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間為t，測(cè)得滑塊質(zhì)量為M，鉤碼質(zhì)量為m，A、B間的距離為L(zhǎng)。在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，鉤碼減小的重力勢(shì)能mgL與________(用直接測(cè)量的物理量符號(hào)表示)相等，則機(jī)械能守恒。 (3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)。 A．滑塊必須由靜止釋放 B．應(yīng)使滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 C．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

48、 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 答案　(1)2.70　(2)　(3)B 解析　(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為2 mm，游標(biāo)尺示數(shù)為14×0.05 mm＝0.70 mm，則游標(biāo)卡尺讀數(shù)為2 mm＋0.70 mm＝2.70 mm。 (2)由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短，因此可以利用其平均速度來代替遮光條通過光電門的瞬時(shí)速度，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為：v＝；實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，只需驗(yàn)證：mgL＝(M＋m)v2＝。 (3)本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定鉤碼下降一定高度時(shí)，滑塊與鉤碼的共同速度的大小，來判定鉤碼重力勢(shì)能的減少量與系統(tǒng)動(dòng)能的增加量的關(guān)系，故不需要保證所掛鉤碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量

49、M，故A、C、D不符合題意，B符合。 7．(2019·廣西欽州三模)如圖甲，某實(shí)驗(yàn)小組采用常規(guī)方案驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)完成后，該小組又把水平木板改為豎直木板再次實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示。圖中小球半徑均相同，質(zhì)量以及當(dāng)?shù)刂亓铀俣染阎?，且mA>mB，B、B′兩點(diǎn)在同一水平線上。 (1)若采用圖甲所示的裝置，實(shí)驗(yàn)中還必須測(cè)量的物理量是________。 (2)若采用圖乙所示的裝置，下列說法正確的是________。 A．必需測(cè)量B′O、BN、BP和BM的距離 B．必需測(cè)量B′N、B′P和B′M的距離 C．若＝＋，則表明此碰撞動(dòng)量守恒 D．若＝＋，則表明此碰撞動(dòng)量守恒 答案　(1)O

50、M、OP、ON的長(zhǎng)度　(2)BC 解析　(1)如果采用圖甲所示裝置，由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故可以用水平位移代替水平速度進(jìn)行驗(yàn)證，故需要測(cè)量OM、OP和ON的長(zhǎng)度。 (2)采用圖乙所示裝置時(shí)，水平距離相等，根據(jù)下落的高度可確定飛行時(shí)間，從而由下落的高度可以表示出對(duì)應(yīng)的水平速度，故需測(cè)量B′N、B′P和B′M的距離。小球碰后做平拋運(yùn)動(dòng)，速度越大，打到豎直木板上所需的時(shí)間越短，下落的高度越小。單獨(dú)一個(gè)球下落時(shí)，落點(diǎn)為P，相碰后，A、B兩球的落點(diǎn)分別為M和N，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：mAv＝mAv1＋mBv2，而速度v＝，其中l(wèi)為豎直木板到O點(diǎn)的水平距離，根據(jù)h＝gt2可得，t＝，則可解得：v

51、＝，v1＝，v2＝，代入動(dòng)量守恒表達(dá)式，得：＝＋，故B、C正確。 『熱門預(yù)測(cè)題組』 1．(2019·江蘇常州天寧區(qū)高三上學(xué)期期末)如圖所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B，滑塊上固定一遮光條，遮光條的寬度為d，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，鉤碼的質(zhì)量為m，每次滑塊都從A處由靜止釋放。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通氣源，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，已知A位置到光電門的距離為L(zhǎng)，用d、t、L表示滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________。 (2)下列不必要

52、的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________。 A．應(yīng)使滑塊與遮光條的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 (3)改變鉤碼的質(zhì)量，記錄對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出________圖象，則圖線的斜率為________(用d、L、M表示)。 (4)有一位同學(xué)想測(cè)得在斷開氣源的情況下，滑塊與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，他調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，斷開氣源時(shí)，測(cè)得滑塊在軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，此時(shí)鉤碼的質(zhì)量為m0，不改變鉤碼的質(zhì)量，接通

53、氣源，測(cè)得滑塊在軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，用a1、a2、m0、M表示滑塊與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________。 答案　(1)　(2)A (3)-F　　(4) 解析　(1)由題意可知，滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此有：v2＝2aL，v＝，解得：a＝。 (2)細(xì)線的拉力是直接通過傳感器測(cè)量的，與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小無關(guān)，故A是不必要的；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B是必要的；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，細(xì)線的拉力才等于滑塊所受合力，故C是必要的；要保持細(xì)繩與木板平面平行，拉力才等于合力，故D是必要的；本題選不必要的，故選A。 (3)根據(jù)牛頓第二定律得：a＝，結(jié)合a＝

54、，解得：＝F，所以處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作-F圖象，圖線的橫軸為F，縱軸為，斜率為。 (4)由牛頓第二定律可得： 斷開氣源：m0g－μMg＝(m0＋M)a1 打開氣源：m0g＝(M＋m0)a2 兩式聯(lián)立解得：μ＝。 2．(2019·四川南充三診)如圖1所示為驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，氣墊導(dǎo)軌置于水平桌面上，G1和G2為兩個(gè)光電門，A、B均為彈性滑塊，質(zhì)量分別為mA、mB，且選擇mA大于mB，兩遮光片沿運(yùn)動(dòng)方向的寬度均為d，實(shí)驗(yàn)過程如下： ①調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌成水平狀態(tài)； ②輕推滑塊A，測(cè)得A通過光電門G1的遮光時(shí)間為t1； ③A與B相碰后，B和A先后經(jīng)過光電門G2的遮光時(shí)間分別為t2和t3。

55、 回答下列問題： (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)得遮光片寬度如圖2所示，讀數(shù)為________ mm； (2)實(shí)驗(yàn)中選擇mA大于mB的目的是________________； (3)利用所測(cè)物理量的符號(hào)表示動(dòng)量守恒成立的式子為________________。 答案　(1)1.195(1.195～1.197均正確) (2)碰撞中滑塊A不反彈 (3)mA＝mA＋mB 解析　(1)螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)刻度的格數(shù)估讀一位，則遮光片寬度為d＝1 mm＋19.5×0.01 mm＝1.195 mm(1.195 mm～1.197 mm均正確)。 (2)A和B發(fā)生彈性碰撞，若用質(zhì)量大的A碰質(zhì)量小的B，則碰撞后A不會(huì)發(fā)生反彈。 (3)滑塊經(jīng)過光電門時(shí)遮光片擋住光的時(shí)間極短，則遮光條經(jīng)過光電門過程的平均速度可近似代替滑塊的瞬時(shí)速度，則碰前A的速度vA＝，碰后A的速度vA′＝，碰后B的速度vB′＝；因此，碰撞的系統(tǒng)動(dòng)量守恒的表達(dá)式為：mAvA＝mAvA′＋mBvB′，聯(lián)立可得表達(dá)式：mA＝mA＋mB。 - 24 -