（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專(zhuān)題45 力學(xué)實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新加練半小時(shí)（含解析）

《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專(zhuān)題45 力學(xué)實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新加練半小時(shí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專(zhuān)題45 力學(xué)實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新加練半小時(shí)（含解析）（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新 1.(2018·河南省鶴壁市調(diào)研)某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑塊上有一寬度為l的擋光片. 圖1 (1)他首先測(cè)量滑塊的加速度.該同學(xué)設(shè)計(jì)的思路是將滑塊從距離光電門(mén)不同位置處由靜止釋放，用毫米刻度尺測(cè)量出該距離x，用光電門(mén)測(cè)出對(duì)應(yīng)擋光片的擋光時(shí)間t.測(cè)出多組x、t的數(shù)據(jù).該同學(xué)在直角坐標(biāo)系中作出－x的圖象，如果作出的圖象為直線，圖線的斜率為k，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝________________. (2)實(shí)驗(yàn)中一共掛了三個(gè)鉤碼，如果每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，滑塊的質(zhì)量為5m，根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)可求出滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝_

2、_______________.(已知重力加速度為g) 2.(2018·福建省寧德市質(zhì)檢)圖2甲所示是測(cè)量圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的實(shí)驗(yàn)裝置.水平放置的圓盤(pán)繞通過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其邊緣上固定的擋光片從光電門(mén)的狹縫中經(jīng)過(guò)時(shí)，光電數(shù)字計(jì)時(shí)器可顯示出光線被遮住的時(shí)間.圖乙是用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光片的寬度，讀數(shù)為_(kāi)_______mm；圖丙是用游標(biāo)卡尺測(cè)量圓盤(pán)的直徑，讀數(shù)為_(kāi)_______cm；若光電數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為50.0ms，則圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為_(kāi)_______rad/s(保留兩位有效數(shù)字). 圖2 3.(2019·福建省龍巖市質(zhì)檢)某興趣小組想測(cè)量一卷彈性可忽略的尼龍線可

3、承受的最大拉力，他們選擇使用拉力傳感器和鋼卷尺來(lái)完成實(shí)驗(yàn).他們首先從整卷線上剪下一段樣品線(重力不計(jì))，穿上一個(gè)質(zhì)量很小且光滑度很高的小環(huán)，然后將線兩端分別固定在兩根豎直桿上的兩個(gè)適當(dāng)位置A、B，如圖3所示，用拉力傳感器拉住小環(huán)，豎直向下逐漸增大拉力，直到將線拉斷. 圖3 (1)第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳感器的示數(shù)已經(jīng)很大了但仍沒(méi)有拉斷尼龍線，他們分析發(fā)現(xiàn)尼龍線的長(zhǎng)度不合適，應(yīng)當(dāng)將尼龍線長(zhǎng)度________(填“加長(zhǎng)”或“縮短”). (2)正確調(diào)整后進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)，豎直向下拉光滑小環(huán)，逐漸增大拉力，當(dāng)觀察到傳感器示數(shù)為F時(shí)細(xì)線被拉斷. (3)該興趣小組要想得到尼龍線可承受的最大拉力，

4、還需要測(cè)量的物理量是__________(并寫(xiě)出相應(yīng)的符號(hào)). (4)寫(xiě)出計(jì)算承受最大拉力的表達(dá)式，F(xiàn)m＝__________. 4.(2018·湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)學(xué)習(xí)了“機(jī)械能守恒定律”之后，某研究性學(xué)習(xí)小組自行設(shè)計(jì)了“探究彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).他們的方法如下： (1)如圖4甲所示，將輕彈簧上端連在固定于鐵架臺(tái)的力傳感器上，當(dāng)用手向下拉伸彈簧時(shí)，彈簧的彈力可從傳感器讀出.用刻度尺測(cè)量彈簧的原長(zhǎng)和伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度，從而確定伸長(zhǎng)量.測(cè)量數(shù)據(jù)如表格所示. 伸長(zhǎng)量x/(×10－2m) 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 彈力F/N 1.60 3

5、.19 4.75 6.38 8.02 (2)以x為橫坐標(biāo)，F(xiàn)為縱坐標(biāo)，請(qǐng)你在圖乙中描繪出彈力與伸長(zhǎng)量關(guān)系的圖線.并由圖線求得該彈簧的勁度系數(shù)k＝________(保留兩位有效數(shù)字). 　 圖4 (3)取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖丙所示.調(diào)整導(dǎo)軌至水平，使滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間近似相等. (4)用天平稱(chēng)得滑塊的質(zhì)量m＝300g. (5)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(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______________. (6)多次重復(fù)(5)中的操作，在彈簧彈性限度內(nèi)得到v與x的數(shù)據(jù)

6、整理如下表所示： 1 2 3 4 5 6 x/(×10－2m) 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 x2/(×10－4m2) 1.00 4.00 9.00 16.00 25.00 36.00 v/(m·s－1) 0.161 0.320 0.479 0.648 0.800 0.954 v2/(m2·s－2) 0.026 0.102 0.229 0.420 0.6400 0.910 mv2/J 0.0039 0.0153 0.0344 0.0630 0.0960 0.1365 (7)

7、結(jié)合上面測(cè)出的勁度系數(shù)k和滑塊質(zhì)量m，可得到表達(dá)式：________________. (8)由上述實(shí)驗(yàn)可得的結(jié)論：______________________________________________. 答案精析 1.(1)　(2)－ 解析　(1)滑塊到達(dá)光電門(mén)處的速度v＝，滑塊從釋放點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)處，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2ax＝v2，聯(lián)立解得＝x，可知－x圖象的斜率k＝，解得a＝. (2)因?yàn)椴粷M(mǎn)足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，故需要對(duì)鉤碼和滑塊整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得3mg－μ×5mg＝8m×，解得μ＝－. 2.7.980　20.25　1.6 解析　由螺旋測(cè)微器讀

8、出擋光片的寬度為d＝7.5mm＋48.0×0.01mm＝7.980mm；由游標(biāo)卡尺讀數(shù)得圓盤(pán)的直徑D＝202mm＋5×0.1mm＝202.5mm＝20.25cm.圓盤(pán)角速度ω＝，而θ＝×2π，綜合兩式并代入數(shù)據(jù)可得ω＝＝rad/s＝1.6rad/s. 3.(1)縮短　(3)兩桿之間的距離d，尼龍線的長(zhǎng)度l (4) 解析　 (1)對(duì)小環(huán)受力分析，如圖所示.根據(jù)平衡條件得2FTcosθ＝F，解得FT＝，當(dāng)尼龍線的長(zhǎng)度縮短時(shí)，兩尼龍線之間的夾角增大，則cosθ減小，故在相同大小的力F作用下，拉力FT增大，更容易達(dá)到尼龍線的最大拉力，故應(yīng)縮短尼龍線的長(zhǎng)度. (3)(4)設(shè)兩桿之間的距離d，兩桿之間細(xì)線的有效長(zhǎng)度l，由幾何關(guān)系得cosθ＝，則Fm＝. 4.(2)見(jiàn)解析圖　80N/m(80～85均可) (5)滑塊的動(dòng)能 (7)kx2＝mv2或者kx2＝mv2 (8)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的平方成正比 解析　(2)根據(jù)數(shù)據(jù)畫(huà)出的F－x圖象如圖： 根據(jù)圖象可得k＝＝80N/m. (5)釋放滑塊過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能. (7)根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，歸納可得kx2＝mv2. (8)由上述實(shí)驗(yàn)可得的結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的平方成正比. 6