2020屆高三物理二輪復習 專題輔導與應用 強化練11 力學實驗的設計與探究（通用）

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1、二、實驗題 強化練11　力學實驗的設計與探究 對應學生用書　 第177頁　　　 1．導學號：82460535(2020·大慶三檢，22)利用圖示裝置可以做力學中的許多實驗． (1)以下說法正確的是________． A．利用此裝置做“研究勻變速直線運動”的實驗時，必須設法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響 B．利用此裝置探究“加速度與質量的關系”，通過增減小車上的砝碼改變質量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜度 C．利用此裝置探究“加速度與質量的關系”并用圖象法處理數(shù)據(jù)時，如果畫出的a-m關系圖象不是直線，就可確定加速度與質量成反比 D．利用此裝置探究“功與速度變化的關系”實驗時

2、，應將木板帶打點計時器的一端適當墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面的分力補償小車運動中所受阻力的影響 (2)某同學在利用此裝置“探究加速度a與力F的關系”時，因為不斷增加所掛鉤碼的個數(shù)，導致鉤碼的質量遠遠大于小車的質量，則小車加速度a的值隨鉤碼個數(shù)的增加將趨近于________的值． 解析：(1)A.此裝置可以用來研究勻變速直線運動，但不需要平衡摩擦力，故A錯誤；B.利用此裝置探究“加速度與質量的關系”，通過增減小車上的砝碼改變質量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故B正確；C.曲線的種類有雙曲線、拋物線、三角函數(shù)曲線等多種，所以若a－m圖象是曲線，不能斷定曲線是雙曲線，即不能斷定加速度與

3、質量成反比，應畫出a－圖象，故C錯誤；D.探究“功與速度變化的關系”實驗時，需要平衡摩擦力，方法是將木板帶打點計時器的一端適當墊高，這樣做的目的是利用小車重力沿斜面分力補償小車運動中所受阻力的影響，從而小車受到的合力即為繩子的拉力，故D正確． (2)設小車質量為m，鉤碼質量為M，則對小車有：Mg－F＝Ma?、? 對鉤碼有：F－μmg＝ma?、? 聯(lián)立①②解得：a＝g 將上式變形為：a＝g，可見當M?m時，加速度a趨近于g.故答案為：(1)BD；(2)g. 答案：(1)BD；(2)g 2.導學號：82460536(2020·江山市模擬，8)如圖1所示是三個涉及紙帶和打點計時器的實驗裝置圖

4、． 圖1 (1)如圖1三個實驗裝置中，摩擦力對實驗結果沒有影響的是________； A．甲 B．乙　 C．丙 (2)若某同學實驗時所用的電源如圖2甲所示，則打點計時器應選圖2乙中的________(選“A”或“B”)． 圖2 (3)如果操作都正確，則通過裝置________(選填“甲”、“乙”或者“丙”)可打出圖3中的紙帶______(選填“①”或者“②”) 圖3 解析：(1)在勻變速直線運動的實驗中，受到的拉力恒定，摩擦力也恒定，那么物體受到的合力恒定，對實驗沒有影響，在研究功和速度的關系的實驗中，每次實驗時受到的拉力加倍，但是摩擦力

5、不加倍，對實驗會產(chǎn)生影響，在研究加速度與力質量的關系的實驗中，改變車的拉力的時候，摩擦力不變，對實驗的計算會產(chǎn)生影響，所以沒有影響的是A； (2)由于電源是學生電源，電磁打點計時器的電壓為4～6 V，所以要選擇電磁打點計時器，故選：B (3)分析紙帶可以得到，紙帶①中兩點間的距離逐漸增大，說明是加速運動，紙帶②中兩點間的距離相等，說明是勻速運動，實驗紙帶②應該是研究功和速度的關系的實驗中得到的，即乙，所以通過裝置乙可以得到紙帶②. 答案：(1)A；(2)B；(3)乙、② 3．導學號：82460537(2020·蘇錫常鎮(zhèn)四市二調(diào)，10)某同學用如圖所示裝置研究物塊運動速度變化的規(guī)律．

6、 (1)從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量，得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表： 時間 t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 速度 v/(m·s－1) 0 0.16 0.31 0.45 0.52 0.58 0.60 請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出物塊的v-t圖象． (2)上述v-t圖象不是一條直線，該同學對其裝置進行了進一步檢查，列出了下列幾條，其中可能是圖象發(fā)生彎曲原因的是________． A．長木板不夠光滑 B．沒有平衡摩擦力 C．鉤碼質量m沒有遠小于物塊質量M D．拉物塊的細線與長木板不平行 解析：(1)

7、合理選取坐標刻度，盡可能使圖象“充滿”整個坐標平面，利用題中所給數(shù)據(jù)描點連線，得到小車的v -t圖象如圖所示．(2)由速度與時間圖象可知，斜率表示加速度的大小，由圖象可得，一開始加速度不變，后來加速度減小，由題意分析可得：物塊的合外力變小，引起的原因是拉物塊的細線與長木板不平行，當物塊越靠近定滑輪時，夾角越大，則拉力沿著桌面的分力減小，然而，長木板不夠光滑，或沒有平衡摩擦力，或鉤碼質量m沒有遠小于物塊質量M，都不會出現(xiàn)中途加速度變化的現(xiàn)象，故D正確，A、B、C錯誤． 答案：(1)如下圖所示　(2)D 4．導學號：82460540(2020·衡水高三調(diào)，22)利用如圖甲實驗裝置探究重物下

8、落過程中動能與重力勢能的轉化問題． 實驗操作步驟如下： A．按實驗要求安裝好實驗裝置； B．使重物靠近打點計時器，接著先接通電源，后放開紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列的點； C．下面圖乙為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點。分別測出若干連續(xù)點A、B、C……與O點之間的距離h1、h2、h3……. 甲　　　　　　　　乙 (1)已知打點計時器的打點周期為T，重物質量為 m，重力加速度為g，結合實驗中所測得的h1、h2、h3，可得紙帶從O點下落到B點的過程中，重物增加的動能為________，減少的重力勢能為________． (2)取打下P點時重物的重力勢能為

9、零，計算出該重物下落不同高度h時所對應的動能Ek和重力勢能Ep，建立坐標系，橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在圖中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值為k1，圖線Ⅱ的斜率的絕對值為k2.則可求出重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為 ________(用 k1和k2 表示)． 解析(1)B點的瞬時速度：vB＝ 則重物動能的增加量：ΔEk＝mv＝ 重力勢能的減小量為： ΔEp＝mgh2 (2)取打下O點時重物的重力勢能為零，因為初位置的動能為零，則機械能為零，每個位置對應的重力勢能和動能互為相反數(shù)，即重力勢能的絕對值與動能相等，而圖線的斜率不同，

10、原因是重物和紙帶下落過程中需要克服阻力做功． 根據(jù)動能定理，得：mgh－fh＝mv2， 則：mg－f＝ 圖線斜率： k1＝＝mg 圖線斜率：k2＝，知：k1－f＝k2，則：f＝k1－k2 所以重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為： 答案：(1)、mgh2；(2) [備課札記] _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________