《（天津?qū)Ｓ茫?020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題提升訓(xùn)練16 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（天津?qū)Ｓ茫?020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題提升訓(xùn)練16 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題提升訓(xùn)練16力學(xué)實(shí)驗(yàn)1.研究性學(xué)習(xí)小組為研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?采用了如圖甲所示的裝置,其中m1=50 g、m2=150 g,開始時(shí)保持裝置靜止,然后釋放質(zhì)量為m2的物塊,該物塊可以帶動(dòng)質(zhì)量為m1的物塊拖著紙帶打出一系列的點(diǎn),只要對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,即可研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)。某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶如圖乙所示,0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出,交變電流頻率為50 Hz。甲乙(1)系統(tǒng)的加速度大小為a= m/s2,在打點(diǎn)05的過程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增量Ek= J。(2)忽略一切阻力的情況下,某同學(xué)作出的v22-h圖像如圖丙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭= m/s2。
2、丙答案:(1)4.80.576(2)9.6解析:(1)由紙帶可以求出系統(tǒng)的加速度:x56-x45=aT2,而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.1s,代入數(shù)據(jù)可解得加速度大小為a=4.8m/s2,在打計(jì)數(shù)點(diǎn)05的過程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增量為Ek=12(m1+m2)v52,打計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度為v5=x462T=2.4m/s,則Ek=0.576J。(2)由兩物塊組成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能的增加量可得(m2-m1)gh=12(m1+m2)v2,整理得v22=(m2-m1)ghm1+m2=gh2,則圖像斜率為k=g2,重力加速度為g=2k=9.6m/s2。2.(2019天津和平區(qū)二模)某研究性學(xué)習(xí)小
3、組利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電門,滑塊上固定一遮光條,光電門可以記錄下遮光條通過光電門時(shí)所用的時(shí)間?；瑝K上裝有拉力傳感器,可以讀出細(xì)線上的拉力大小。(1)實(shí)驗(yàn)前用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條寬度d,測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,則d= mm。(2)滑塊用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌右端的定滑輪與托盤(盤內(nèi)有砝碼)相連,將滑塊由圖甲所示位置釋放,若已知遮光條通過兩個(gè)光電門所用時(shí)間分別為t1、t2以及遮光條寬度為d,還測(cè)出兩光電門間距離l,則滑塊的加速度可用上述物理量表示為a=。(3)利用該實(shí)驗(yàn)裝置還可以進(jìn)行牛頓第二定律的驗(yàn)證,關(guān)于牛頓第二定律的驗(yàn)證某同學(xué)提出如下觀點(diǎn),
4、其中正確的是。A.測(cè)量遮光條寬度時(shí)可以采取多次測(cè)量取平均值的方法消除系統(tǒng)誤差B.實(shí)驗(yàn)中加速度已由中獲得,只需讀取拉力傳感器的讀數(shù)F并測(cè)得滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量m,即可驗(yàn)證牛頓第二定律C.因?yàn)槔鞲衅骺梢灾苯幼x取拉力,所以不需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌右端定滑輪的高度,使?fàn)恳瑝K的細(xì)繩與導(dǎo)軌平行D.因?yàn)槔鞲衅骺梢灾苯幼x取拉力,所以不需要托盤和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量m答案:(1)8.475(8.4748.476)(2)12ldt22-dt12(3)BD解析:(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為8.0mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0147.5mm=0.475mm,所以最終讀數(shù)
5、為8.0mm+0.475mm=8.475mm。(2)根據(jù)遮光板通過光電門的速度可以用平均速度代替得滑塊通過第一個(gè)光電門時(shí)的速度為v1=dt1滑塊通過第二個(gè)光電門時(shí)的速度為v2=dt2滑塊的加速度為a=v22-v122l=12ldt22-dt12。(3)測(cè)量遮光條寬度時(shí)可以采取多次測(cè)量取平均值的方法減小偶然誤差,而系統(tǒng)誤差不能消除,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中加速度已由中獲得,只需讀取拉力傳感器的讀數(shù)F并測(cè)得滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量m,即可驗(yàn)證牛頓第二定律,故B正確;拉力傳感器可以直接讀取拉力,但仍需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌右端定滑輪的高度,使?fàn)恳瑝K的細(xì)繩與導(dǎo)軌平行,故C錯(cuò)誤;因?yàn)槔鞲衅骺梢灾苯幼x取拉力
6、,所以不需要托盤和砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊、遮光條、拉力傳感器的總質(zhì)量m,故D正確。3.(2019天津武清區(qū)月考)為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)思考探究思路并回答下列問題:甲乙(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是。A.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)B.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)C.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)D.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)(2)消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后,可用鉤碼總
7、重力代替小車所受的拉力,此時(shí)鉤碼質(zhì)量m與小車總質(zhì)量m之間應(yīng)滿足的關(guān)系為。(3)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖乙所示)。分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是。A.小車與軌道之間存在摩擦B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大(4)某同學(xué)以小盤和盤內(nèi)砝碼的總重力作為細(xì)線對(duì)小車的拉力F,測(cè)出不同拉力F對(duì)應(yīng)的加速度a值,并把各數(shù)據(jù)標(biāo)在a-F坐標(biāo)系上,發(fā)現(xiàn)它們都在一條直線的附近,這條直線不過坐標(biāo)原點(diǎn),如圖丙所示,產(chǎn)生這種情況的原因是,經(jīng)過調(diào)整后,該同學(xué)作出的a-F圖
8、像如圖丁中的A所示,另一位同學(xué)使用同一套儀器作出的a-F圖像如圖丁中的B所示。則mAmB(填“”“=”或“”)。答案:(1)C(2)mm(3)在誤差允許范圍內(nèi),質(zhì)量一定的情況下,物體的加速度與物體所受的合外力成正比C(4)平衡摩擦力不夠或沒有平衡摩擦力解析:(1)把長(zhǎng)木板的一端墊得過高,使得傾角偏大,會(huì)導(dǎo)致重力沿斜面向下的分力偏大,摩擦力偏小,而且重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,這樣在沒有繩子的拉力作用下,小車就會(huì)產(chǎn)生加速度,故選C。(2)設(shè)小車加速度為a,對(duì)小車F=ma對(duì)重物F-mg=ma聯(lián)立解得a=mgm+m=g1+mm,所以重物的質(zhì)量m應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量m。(3)對(duì)OA段分析可知,在誤差
9、允許范圍內(nèi),質(zhì)量一定的情況下,物體的加速度與物體所受的合外力成正比;由(2)分析可知,圖像AB發(fā)生彎曲的原因是鉤碼的質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量;(4)由圖像可知,圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),F不為零時(shí),加速度仍為零,故沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。根據(jù)牛頓第二定律F=ma,有a=Fm,所以在a-F圖像中斜率表示1m,故斜率大的質(zhì)量小,兩條圖像斜率不同,A圖線的斜率大,其研究對(duì)象的質(zhì)量必定小;B圖線斜率小,其研究對(duì)象的質(zhì)量必定大。而本題中的研究對(duì)象是小車及車上砝碼,所以B圖線表示的小車及車上砝碼總質(zhì)量較大,即mAm2,r1r2B.m1m2,r1m2,r1=r2D.m1m2,r1=r2(2)設(shè)入射小球的質(zhì)
10、量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,則在用甲裝置實(shí)驗(yàn)時(shí),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的公式為(用裝置圖中的字母表示)。(3)若采用乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以下所提供的測(cè)量工具中必須有的是。A.毫米刻度尺B.游標(biāo)卡尺C.天平D.彈簧測(cè)力計(jì)E.停表(4)在實(shí)驗(yàn)裝置乙中,若小球和斜槽軌道非常光滑,則可以利用一個(gè)小球驗(yàn)證小球在斜槽上下滑過程中的機(jī)械能守恒。這時(shí)需要測(cè)量的物理量有:小球靜止釋放的初位置到斜槽末端的高度差h1,小球從斜槽末端水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)到地面的水平位移s、豎直下落高度h2。則所需驗(yàn)證的關(guān)系式為。(不計(jì)空氣阻力,用題中的字母符號(hào)表示)答案:(1)C(2)m1lOP=m1lOM+m2lON(3)AC(4)s2
11、=4h1h2(其他合理形式均可)5.(2019湖北黃岡質(zhì)檢)某同學(xué)在家中找到兩根一樣的輕彈簧P和Q、裝有水的總質(zhì)量m=1 kg的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細(xì)繩等器材,設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則,同時(shí)測(cè)出彈簧的勁度系數(shù)k。其操作如下:a.將彈簧P上端固定,讓其自然下垂,用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長(zhǎng)度l0=12.50 cm;b.將礦泉水瓶通過細(xì)繩連接在彈簧P下端,待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長(zhǎng)度l1,如圖甲所示,則l1= cm;c.在細(xì)繩和彈簧Q的掛鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油,將細(xì)繩搭在掛鉤上,緩慢地拉起彈簧Q,使彈簧P偏離豎直方向的夾角為60(彈簧P的長(zhǎng)度不變),測(cè)出彈簧Q的長(zhǎng)度
12、為l2及其軸線與豎直方向夾角為,如圖乙所示。(1)取重力加速度g=10 m/s2,則彈簧P的勁度系數(shù)k=;(2)若要驗(yàn)證力的平行四邊形定則,l2和需滿足的條件是l2= cm,=。答案:17.50(1)200 N/m(2)17.5060解析:由題圖甲可讀出l1=17.50cm;(1)彈簧P的勁度系數(shù)k=mgl=10(17.50-12.50)10-2N/m=200N/m。(2)由平衡條件可知FTPcos60+FTQcos=mg;FTPsin60=FTQsin;由題意可知FTP=mg;聯(lián)立解得FTQ=mg,=60,則l2=l1=17.50cm。6.(2019廣東深圳調(diào)研)某物理興趣小組利用如圖甲所示
13、的裝置來測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù),實(shí)驗(yàn)步驟如下:甲乙把“”形木塊放在光滑水平面上,木塊表面AB、BC粗糙程度相同;木塊右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器(當(dāng)力傳感器受到水平壓力時(shí),其示數(shù)為正值;當(dāng)力傳感器受到水平拉力時(shí),其示數(shù)為負(fù)值);一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從C點(diǎn)由靜止開始下滑,運(yùn)動(dòng)過程中,傳感器記錄到的力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示(滑塊經(jīng)過B時(shí)的速率不變)回答下列問題:(1)為了測(cè)出滑塊與“”形木塊的動(dòng)摩擦因數(shù),需要測(cè)量或已知哪些物理量。A.BC的長(zhǎng)度B.斜面BC的傾角C.圖乙中F1的大小D.圖乙中F2的大小E.AB的長(zhǎng)度(2)若已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)得到甲中所需物理量,滑塊與“”形木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)=。答案:(1)BCD(2)F2cossinF1+F2cos2解析:(1)設(shè)滑塊質(zhì)量為m,對(duì)“”形木塊受力分析,由平衡條件可知F1=mgcossin-mgcoscosF2=mg,聯(lián)立兩式可得=F2cossinF1+F2cos2,則為了測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù),要測(cè)量的物理量是斜面BC的傾角、題圖乙中F1、F2的大小,故選B、C、D。(2)由(1)可知滑塊與“”形木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=F2cossinF1+F2cos2。- 6 -
（天津?qū)Ｓ茫?020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題提升訓(xùn)練16 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）
