《（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 實驗題提分技巧 熱點14 力學(xué)創(chuàng)新實驗（含解析）-人教版高三全冊物理試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 實驗題提分技巧 熱點14 力學(xué)創(chuàng)新實驗（含解析）-人教版高三全冊物理試題（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、熱點14　力學(xué)創(chuàng)新實驗 (建議用時：30分鐘) 1．(2019·廣東華南師大附中月考)某同學(xué)利用圖示裝置來研究A和C組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．A、B是質(zhì)量均為m的小物塊，C是質(zhì)量為M的重物，A、B間由輕彈簧相連、A、C間由輕繩相連．在物塊B下放置一壓力傳感器，重物C下放置一速度傳感器，壓力傳感器與速度傳感器相連．當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時，就觸發(fā)速度傳感器測定此時重物C的速度．整個實驗中彈簧均處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g.實驗操作如下： ①開始時，系統(tǒng)在外力作用下保持靜止，輕繩拉直但張力為零．現(xiàn)釋放C，使其向下運(yùn)動，當(dāng)壓力傳感器示數(shù)為零時，觸發(fā)速度傳感器測出C的速度為v； ②在實驗中

2、保持A、B質(zhì)量不變，改變C的質(zhì)量M，多次重復(fù)第①步． 回答下列問題： (1)該實驗中，M和m大小關(guān)系必須滿足M________m(選填“<”“＝”或“>”)． (2)為便于研究速度v與質(zhì)量M的關(guān)系，每次測重物的速度時，其已下降的高度應(yīng)________(選填“相同”或“不同”)． (3)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，為得到線性關(guān)系圖線，應(yīng)作出________(選填“v2-M”“v2-”或“v2-”)圖線． (4)若第(3)問中所作出的圖線在縱軸上的截距為b，則彈簧的勁度系數(shù)為________(用題給的已知量表示)． 解析 (1)由題意可知，當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)為零時，C仍然有向下的速度v，所以必須滿足

3、M>m. (2)必須保證重物每次下降高度相同才能研究速度v與質(zhì)量M的關(guān)系． (3)因剛開始時彈簧被壓縮，彈力為mg；而壓力傳感器示數(shù)為零時，彈簧被拉伸，彈力大小仍為mg，即彈簧彈性勢能在始、末狀態(tài)相同，為此需要驗證(m＋M)v2＝(M－m)g·2x，x為彈簧彈力大小為mg時彈簧的形變量，化簡得v2＝－8mg·x·＋4gx，所以要想得到線性關(guān)系圖線，應(yīng)作v2-圖線． (4)由題意知，當(dāng)＝0時有b＝4gx，而mg＝kx，聯(lián)立得k＝. 答案 (1)>　(2)相同　(3)v2　(4) 2．(2019·廣西柳鐵一中期中)某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系． (

4、1)如圖甲所示，將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺，在上端的托盤中依次增加砝碼，測得相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k＝________N/m.(g取9.8 m/s2) 砝碼質(zhì)量/g 50 100 150 彈簧長度/cm 8.62 7.63 6.66 (2)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖乙所示；調(diào)整導(dǎo)軌，當(dāng)滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度大小________． (3)用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為____________． (4)重復(fù)(3)中的操作，得到v與x的關(guān)

5、系如圖丙所示．由圖可知，v與x成________關(guān)系，由上述實驗可得結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的________成正比． 解析 (1)由f＝kx得Δf＝k·Δx，代入表中數(shù)據(jù)可得出k值． (2)滑塊滑行過程中無摩擦阻力，自由滑動時導(dǎo)軌已調(diào)整到水平狀態(tài)，故滑塊此時勻速運(yùn)動． (3)當(dāng)不考慮空氣阻力、摩擦等因素且導(dǎo)軌又調(diào)到水平狀態(tài)時，釋放滑塊的過程中只涉及彈性勢能與滑塊的動能，即能量只在這兩種形式的能量之間轉(zhuǎn)化． (4)vx圖線是過原點的直線，故v∝x.因Ep＝Ek＝mv2∝v2∝x2，故Ep∝x2. 答案 (1)49.5～50.5　(2)相等　(3)滑塊的動能　(4)壓縮量的二

6、次方 3．(2019·廣東深圳耀華實驗學(xué)校月考)為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，小車總質(zhì)量用M表示(乙圖中M包括小車與傳感器質(zhì)量，丙圖中M包括小車和與小車相連的滑輪質(zhì)量)，鉤碼總質(zhì)量用m表示． (1)三組實驗中需要平衡小車與長木板間摩擦力的是______(用甲、乙、丙表示)． (2)三組實驗中需滿足M?m關(guān)系的是________． (3)若采用圖甲所示方法研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”，M為小車總質(zhì)量(其中小車自身質(zhì)量用M0表示，車上所加砝碼質(zhì)量用m0表示)，所畫出的實驗圖象如圖所示．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱

7、軸上的截距為b，則小車受到的拉力為F＝________，小車的質(zhì)量為M0＝________. 解析 (1)三組實驗都是用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，所以都需要平衡摩擦力． (2)甲圖中鉤碼的總質(zhì)量對應(yīng)的重力大小表示小車受到的合外力大小，乙圖中小車受到的合外力用力傳感器測出，丙圖中小車受到的合外力則是測力計示數(shù)的2倍，因此三組實驗中只有甲需要滿足所掛鉤碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量M的條件． (3)根據(jù)牛頓第二定律得F＝(M0＋m0)a，變形得＝m0＋，所以-m0圖線的斜率為，則k＝ ，解得F＝；縱軸截距＝b，解得小車質(zhì)量M0＝ . 答案 (1)甲、乙、丙　(2)甲　(3)　 4．

8、(2019·全國押題卷二)甲、乙同學(xué)均設(shè)計了測定動摩擦因數(shù)的實驗，已知重力加速度為g. (1)甲同學(xué)設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示，其中A為置于水平面上的質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接一個輕質(zhì)彈簧測力計，連接彈簧的細(xì)繩水平，實驗時用力向左拉動A，當(dāng)C的示數(shù)穩(wěn)定后(B仍在A上)，讀出其示數(shù)F，則該設(shè)計能測出________(選填“A與B”或“A與地面”)之間的動摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為μ＝________. (2)乙同學(xué)的設(shè)計如圖乙所示，他在一端帶有定滑輪的長木板上固定A、B兩個光電門，與光電門相連的計時器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動時間，與跨過定滑輪

9、的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力，長木板固定在水平面上，物塊與滑輪間的細(xì)繩水平，實驗時，多次改變砂桶中砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開始運(yùn)動，讀出多組測力計示數(shù)F及對應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運(yùn)動時間t；在坐標(biāo)系中作出F-的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，因乙同學(xué)不能測出物塊質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)該測出的物理量為________(填所測物理量及符號)．根據(jù)所測物理量及圖線信息，可知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)表達(dá)式為μ＝________. 解析 (1)當(dāng)A達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，B處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計的讀數(shù)F與B所受的滑動摩擦力f大小相等．B對木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由f＝μfN得μ＝，由C上讀取F，即可求出A與B間的動摩擦因數(shù)μ. (2)小車由靜止開始做勻加速運(yùn)動，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動位移公式得x＝at2，解得a＝，根據(jù)牛頓第二定律得，對于小車有F－μmg＝ma，則F＝μmg＋ma＝μmg＋，圖線的斜率為k＝2mx，縱軸的截距為b＝μmg，k與摩擦力是否存在無關(guān)，小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝＝＝，故該同學(xué)還應(yīng)該測出的物理量是光電門A、B之間的距離x. 答案 (1)A與B　　(2)光電門A、B之間的距離x