《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專題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)_.(已知重力加速度為g)2.(2018福建省寧德市質(zhì)檢)圖2
2、甲所示是測(cè)量圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度的實(shí)驗(yàn)裝置.水平放置的圓盤繞通過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其邊緣上固定的擋光片從光電門的狹縫中經(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，則圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為_(kāi)rad/s(保留兩位有效數(shù)字).圖23.(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
3、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，還需要測(cè)量的物理量是_(并寫出相應(yīng)的符號(hào)).(4)寫出計(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
4、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/(102m)2.004.006.008.0010.00彈力F/N1.603.194.756.388.02(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)光電門的時(shí)間近似相
5、等.(4)用天平稱得滑塊的質(zhì)量m300g.(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)整理如下表所示：123456x/(102m)1.002.003.004.005.006.00x2/(104m2)1.004.009.0016.0025.0036.00v/(ms1)0.1610.3200.4790.6480.8000.954v2/(m2s2)0.0260.1020.2290.4200.64000.910mv2/J0.00390.01530.03440.0
6、6300.09600.1365(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)光電門處的速度v，滑塊從釋放點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到光電門處，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2axv2，聯(lián)立解得x，可知x圖象的斜率k，解得a.(2)因?yàn)椴粷M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3mg5mg8m，解得.2.7.98020.251.6解析由螺旋測(cè)微器讀出擋光片的寬度為d7.5mm48.00.01mm7.980mm；由游標(biāo)卡尺讀數(shù)得圓盤的直徑D202mm50.1mm202.5mm20.25cm.圓盤角速度，
7、而2，綜合兩式并代入數(shù)據(jù)可得rad/s1.6rad/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2FTcosF，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cos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cos，則Fm.4.(2)見(jiàn)解析圖80N/m(8085均可)(5)滑塊的動(dòng)能(7)kx2mv2或者kx2mv2(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)畫出的Fx圖象如圖：根據(jù)圖象可得k80N/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kx2mv2.(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
（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 微專題45 力學(xué)實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新加練半小時(shí)（含解析）
