高考物理二輪復習 第1部分 核心突破 專題5 物理實驗 第1講 力學實驗演練

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第1講 力學實驗 1．(2016杭州質檢)某同學為探究求合力的方法，做了如圖所示的實驗．ABCD為豎直平板，E、F兩處固定了摩擦不計的輕質滑輪，滑輪的軸保持水平，所用繩子的質量可不計．第一次實驗中，當裝置平衡時，繩子的結點在O處，拉力的方向和鉤碼的位置如圖所示．第二次實驗時，僅把右側滑輪的位置移動到圖中的G點，待穩(wěn)定后，∠EOF將__不變__(填“變大”“變小”或“不變”)，繩子結點O的位置將　C　. A．豎直向下移動　　　　　　　　　 B．水平向右移動 C．沿EO方向移動　 D．沿FO方向移動 解析：僅將滑輪移動到G點，由于三力大小不變，向下的拉力方向不變，所以另外兩個拉力方向不變，左側拉力仍然沿EO方向，O點沿EO方向移動． 2．(2016烏魯木齊診斷三)如圖所示的裝置可以探究外力做功和物體速度變化的關系．光滑斜槽軌道固定在水平桌面上，將斜槽從底端開始分成長度相等的五等份，使AB＝BC＝CD＝DE＝EF.讓小球每次從不同等分點處靜止釋放，最后落在水平地面上． (1)實驗中，若小球從F點釋放運動至斜槽水平位置的過程中，外力做功為W，則小球從B釋放運動至斜槽水平位置的過程中，外力做的功為　　. (2)實驗中，小球每次在斜槽上運動的長度記作L，小球做平拋運動的水平位移記作x，通過五組數據描點作出L－x2的圖像是一條過原點的直線．設小球運動到斜槽底端時的速度為v，可以判斷，外力做功W與__v2__(填“v”“v2”或“”)成正比．若斜槽的傾角為θ，小球拋出點距地面的高度為H，則圖象的斜率為　　(用H、θ表示)． 解析：(1)由題意知，小球在下滑過程中受恒定外力，在A、B、C、D、E、F6個點中，AB＝，所以小球從B點釋放運動至斜槽水平位置的過程中，由W＝Fs知外力做的功為. (2)由動能定理知W＝mv2－0，即外力做功W與v2成正比，根據mgLsin θ＝mv2、x＝vt，可得L＝，所以L＝，斜率k＝. 3．(2016南昌模擬)某小組用圖甲所示器材測量重力加速度的大?。畬嶒炂鞑挠傻鬃鶐в袠顺叩呢Q直桿、光電計時器A和B、鋼制小球和網兜組成．通過測量小球在A、B間不同位移時的平均速度，求重力加速度．回答下列問題： (1)實驗中保持A不動，沿桿向下移動B，測量A、B之間的距離h及鋼球經過該距離所用時間t，經多次實驗繪出與t關系圖象如圖乙所示．由圖乙可知，重力加速度g與圖象的斜率k和關系為g＝__2k__，重力加速度的大小為__9.60～9.80__m/s2. (2)若另一小組用同樣的實驗裝置，保持B不動，沿桿向上移動A，則與t和函數關系式為?。絭B－gt　(已知小球經過B點速度為vB) 解析：(1)根據自由落體運動的公式h＝vAt＋gt2， 整理得＝vA＋gt，所以g＝2k， 由圖象得，g＝2＝9.70 m/s. (2)根據題意h＝vBt－gt2，整理得＝vB－gt. 4．(2016北京卷)利用圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗． 甲 ①為驗證機械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點間的__A__. A．動能變化量與勢能變化量 B．速度變化量與勢能變化量 C．速度變化量與高度變化量 ②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是__AB__. A．交流電源 B．刻度尺 C．天平(含砝碼) ③實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC． 已知當地重力加速度為g，打點計時器打點的周期為T.設重物的質量為m.從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEP＝__－mghB__，動能變化量ΔEk＝　　. 乙 ④大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是__C__. A．利用公式v＝gt計算重物速度 B．利用公式v＝計算重物速度 C．存在空氣阻力和摩擦力的影響 D．沒有采用多次實驗取平均值的方法 ⑤某同學想用下述方法研究機械能是否守恒：在紙帶上選取多個計數點，測量它們到起始點O的距離h，計算對應計數點的重物速度v，描述v2－h(huán)圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能守恒．請你分析論證該同學的判斷依據是否正確． 該同學的判斷依據不正確． 在重物下落h的過程中，若阻力f恒定， 根據mgh－fh＝mv2－0?v2＝2h可知， v2－h(huán)圖象就是過原點的一條直線．要想通過v2－h(huán)圖像的方法驗證機械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g. 解析：①機械能守恒過程中，動能和勢能相互轉化，所以本實驗需要比較重物下落過程中兩點間的動能和勢能變化量，A正確；②電磁打點計時器需要交流電源，數據處理時需要利用刻度尺測量紙帶上的距離，A、B正確，本實驗不需要測量重物的質量，所以不需要天平；③重力勢能的變化量等于B點的動能，B的速度為v＝，則動能為ΔEk＝mv2＝；④實驗中存在空氣阻力和摩擦阻力的原因，實際速度小于理論速度，所以動能的增加量比重力勢能的減小量要小，C正確．