（全國(guó)通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案

《（全國(guó)通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 物理實(shí)驗(yàn) 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案（24頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講　力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.誤差和有效數(shù)字 (1)有效數(shù)字 ①有效數(shù)字的位數(shù)：從左側(cè)第一個(gè)不為零的數(shù)字起到最末一位數(shù)字止，共有幾個(gè)數(shù)字，就是幾位有效數(shù)字。 ②科學(xué)記數(shù)法：大的數(shù)字，如36 500，如果第3位數(shù)5已不可靠時(shí)，應(yīng)記作3.65×104；如果是在第4位數(shù)不可靠時(shí)，應(yīng)記作3.650×104。 (2)誤差 ①誤差是測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異，不是錯(cuò)誤，且不可避免。 ②由于儀器不精確、方法粗略、原理不完善等產(chǎn)生的是系統(tǒng)誤差，特點(diǎn)是測(cè)量值總偏大或偏小。 ③由于各偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)量物的影響而產(chǎn)生的誤差是偶然誤差，特點(diǎn)是有時(shí)偏大有時(shí)偏小，可用多次測(cè)量求平均值減小偶然

2、誤差。 2.基本儀器的使用 (1)長(zhǎng)度測(cè)量類儀器： ①毫米刻度尺的讀數(shù)：精確到毫米，估讀一位。 ②游標(biāo)卡尺的讀數(shù)： 游標(biāo)尺/mm 精度/mm 測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n條刻度線與主尺上的某刻度線正對(duì)時(shí))/mm 刻度格數(shù) 刻度總長(zhǎng)度 每小格與1毫米差 10 9 0.1 0.1 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.1n 20 19 0.05 0.05 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.05n 50 49 0.02 0.02 主尺上讀的毫米數(shù)＋0.02n ③螺旋測(cè)微器的讀數(shù)：測(cè)量值＝固定刻度整毫米數(shù)＋半毫米數(shù)＋可動(dòng)刻度讀數(shù)(含估讀)×0.01 mm。 (2)時(shí)間測(cè)量類儀器：

3、 ①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔為Δt＝0.02×5 s＝0.1 s。 ②頻閃照相機(jī)：用相等時(shí)間間隔獲取圖象信息的方法將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來。 ③光電計(jì)時(shí)器：記錄遮光時(shí)間。 3.力學(xué)實(shí)驗(yàn) (1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證力的平行四邊形定則，驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。 (2)探究性實(shí)驗(yàn)：探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系，探究動(dòng)能定理。 4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 (1)列表法：在記錄和處理數(shù)據(jù)時(shí)，為了簡(jiǎn)單而明顯地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，可將數(shù)據(jù)填寫在適當(dāng)?shù)谋砀裰校礊榱斜矸ā? (2)平均值法：把在同一狀態(tài)

4、下測(cè)定的同一個(gè)物理量的若干組數(shù)據(jù)相加求和，然后除以測(cè)量次數(shù)。 (3)作圖法：用作圖法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，有取平均值的效果。由圖線的斜率、截距、包圍的面積等可以研究物理量之間的關(guān)系。 1.(2017·全國(guó)卷Ⅰ，22)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間。實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖1(a)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動(dòng)過程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置。(已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴) 圖1 (1)由圖(b)可知，小車在桌面上是________

5、(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng)。小車運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為________ m/s，加速度大小為________ m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 解析　(1)小車在阻力的作用下，做減速運(yùn)動(dòng)，由圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)。 (2)已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，所以相鄰兩水滴間的時(shí)間間隔為Δt＝ s＝ s，所以A點(diǎn)位置的速度為vA＝ m/s＝0.19 m/s。根據(jù)逐差法可求加速度a＝，解得a＝0.038 m/s2。 答案　(1)從右向左

6、　(2)0.19　 0.038 2.(2017·全國(guó)卷Ⅲ，22) 某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1 mm)的紙貼在水平桌面上，如圖2(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分之外)，另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長(zhǎng)。 (1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O，此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示，F(xiàn)的大小為________N。 (2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)；現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)。此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中

7、兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1＝4.2 N和F2＝5.6 N。 (ⅰ)用5 mm長(zhǎng)度的線段表示1 N的力，以O(shè)為作用點(diǎn)，在圖2(a)中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合； 圖2 (ⅱ)F合的大小為________N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為________。 若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。 解析　(1)由圖(b)可知，F(xiàn)的大小為4.0 N (2)(ⅰ)畫出力F1、F2的圖示，如圖所示 (ⅱ)用刻度尺量出F合的線段長(zhǎng)為20 mm，所以F合大小為4

8、.0 N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為tan α＝0.05。 答案　(1)4.0 N　(2)(ⅰ)見解析 　(ⅱ)4.0　0.05 3.(2017·全國(guó)卷Ⅱ，22)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系。使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器。 圖3 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①如圖3(a)，將光電門固定在斜面下端附近，將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開始下滑； ②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt； ③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度(如圖(b)所示)

9、，v表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出v； ④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開始下滑，重復(fù)步驟②、③； ⑤多次重復(fù)步驟④； ⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出v－Δt圖，如圖4所示。 圖4 完成下列填空： (1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則v與vA、a和Δt的關(guān)系式為 v＝________。 (2)由圖4可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 解析　(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門的速度為v， 則由速度—時(shí)間關(guān)系

10、可知：v＝vA＋aΔt，且v＝ 聯(lián)立解得：v＝vA＋aΔt； (2)由圖4可讀出vA＝52.1 cm/s，圖線的斜率 k＝a＝ cm/s2≈8.14 cm/s2， 即a＝16.3 cm/s2。 答案　(1)v＝vA＋aΔt　(2)52.1　16.3 真題感悟 1.高考考查特點(diǎn) (1)“源于課本，不拘泥于課本”一直是高考實(shí)驗(yàn)命題的理念。 (2)考查實(shí)驗(yàn)的靈魂——原理是重中之重。 (3)將實(shí)驗(yàn)的基本方法——控制變量法，處理數(shù)據(jù)的基本方法——圖象法、逐差法，融入實(shí)驗(yàn)的綜合分析之中。 (4)以基本的力學(xué)模型為載體，依托運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和力學(xué)定律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如2017年全國(guó)卷Ⅱ的第22題。

11、 2.解題的常見誤區(qū)及提醒 (1)拘泥于教材實(shí)驗(yàn)，死記硬背不知變通是常見錯(cuò)誤。 (2)注重物理規(guī)律在實(shí)驗(yàn)儀器和操作中的實(shí)現(xiàn)條件是解題的關(guān)鍵。 (3)不分析試題的情景，生搬硬套教材實(shí)驗(yàn)，錯(cuò)誤的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 (4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要注重實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，不能結(jié)合實(shí)驗(yàn)的器材和數(shù)據(jù)以及物體的受力情況進(jìn)行分析。 　游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù) 1.下面各圖均是用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的示意圖，圖5甲中游標(biāo)卡尺為50分度游標(biāo)卡尺，圖乙為20分度游標(biāo)卡尺，圖丙為10分度游標(biāo)卡尺，它們的讀數(shù)分別為____________；____________；____________。 圖5 解析　在圖甲中，主尺讀

12、數(shù)為42 mm，游標(biāo)尺上第5條刻度線與主尺上的一條刻度線對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是50分度的，所以讀數(shù)為42 mm＋5×0.02 mm＝42.10 mm；在圖乙中，主尺讀數(shù)為63 mm，游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是20分度的，所以讀數(shù)為63 mm＋6×0.05 mm＝63.30 mm；在圖丙中，主尺讀數(shù)為29 mm，游標(biāo)尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是10分度的，所以讀數(shù)為29 mm＋8×0.1 mm＝29.8 mm。 答案　42.10 mm　63.30 mm　29.8 mm 2.某同學(xué)利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度。該螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)如

13、圖6(a)所示，測(cè)量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示。圖(a)所示讀數(shù)為________mm，圖(b)所示讀數(shù)為______ mm，所測(cè)金屬板的厚度為______mm。 圖6 解析　題圖(a)所示讀數(shù)為0 mm＋1.0×0.01 mm＝0.010 mm；題圖(b)的讀數(shù)為6.5 mm＋37.0×0.01 mm＝6.870 mm；故金屬板的厚度d＝6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm。 答案　0.010　6.870　6.860 練后反思 游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)的“3點(diǎn)注意” (1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要估讀，以毫米為單位，小數(shù)點(diǎn)后必須為3位，同時(shí)注意固定刻度上的半刻

14、度是否露出。 (2)游標(biāo)卡尺不估讀，以毫米為單位，10分度卡尺，小數(shù)點(diǎn)后只有1位；20分度和50分度卡尺，小數(shù)點(diǎn)后有2位。 (3)注意題目要求的單位是否為mm，若不是則要先以mm為單位讀數(shù)，然后再換算為題目要求的單位。 　“紙帶”類實(shí)驗(yàn) 1.(1)在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，下列方法中有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位 B.使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些 C.舍去紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算 D.適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù) (2)某次實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶如

15、圖7所示，O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，由圖可知紙帶的加速度為a＝________，在打D點(diǎn)時(shí)紙帶的速度為vD＝________(保留兩位有效數(shù)字)，F(xiàn)到G的距離為xFG＝________。 圖7 解析　(1)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)，把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位，可以減小測(cè)量的誤差，A正確；為了減小實(shí)驗(yàn)的測(cè)量誤差，加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，B錯(cuò)誤；舍去紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，可以減小誤差，C正確；適當(dāng)增加鉤碼的個(gè)數(shù)，可以適當(dāng)增大加速度，減小實(shí)驗(yàn)誤差，D正確。 (2)因?yàn)檫B續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的

16、位移之差Δx＝0.75 cm，根據(jù)Δx＝aT2得，a＝＝ m/s2＝0.75 m/s2，xFG＝xEF＋0.75 cm＝19.65 cm－14.50 cm＋0.75 cm＝5.90 cm。打D點(diǎn)時(shí)紙帶的速度 vD＝＝ m/s＝0.40 m/s。 答案　(1)ACD　(2)0.75 m/s2　0.40 m/s　5.90 cm 2.用圖8所示裝置探究物體的加速度與力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車(含車中重物)的質(zhì)量M不變，細(xì)線下端懸掛鉤碼的總重力作為小車受到的合力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a。 圖8 (1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法中正確的是________。 A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高

17、度，使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行 B.平衡摩擦力時(shí)，在細(xì)線的下端懸掛鉤碼，使小車在線的拉力作用下能勻速下滑 C.每次改變小車所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車 (2)圖9為實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡未標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)間的距離。已知所用電源的頻率為50 Hz，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v＝________m/s，小車的加速度a＝______m/s2。 (3)改變細(xì)線下端鉤碼的個(gè)數(shù)，得到a－F圖象如圖10所示，造成圖線上端彎曲的原因可能是______

18、________________________________________________ _______________________________________________________________。 圖9 圖10 解析　(1)細(xì)線的拉力不能引起小車對(duì)長(zhǎng)木板壓力的變化，A項(xiàng)正確；平衡摩擦力時(shí)不要掛鉤碼，B項(xiàng)錯(cuò)誤；改變小車的拉力時(shí)無需重新平衡摩擦力，C項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車，D項(xiàng)正確。 (2)打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為vB＝＝ m/s＝0.316 m/s；根據(jù)逐差法得出小車加速度為a＝＝0.93 m/s2。 (3)F變大彎曲時(shí)，原因是隨所掛

19、鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。 答案　(1)AD　(2)0.316(0.32也算對(duì))　0.93 (3)隨所掛鉤碼質(zhì)量m的增大，不能滿足M?m 練后反思 紙帶的三大應(yīng)用 (1)由紙帶確定時(shí)間 要區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(打點(diǎn)周期為0.02 s)打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，若每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔Δt＝0.02×5 s＝0.10 s。 (2)求解瞬時(shí)速度 利用做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求打某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度。如圖11甲所示，第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn＝。 (3)用“逐差法”求加速度 如圖乙所示，因

20、為a1＝，a2＝，a3＝，所以a＝＝。 甲 乙 圖11 　“橡皮條、彈簧、碰撞”類實(shí)驗(yàn) 1.小明同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，安裝好如圖12所示的實(shí)驗(yàn)裝置，讓刻度尺的零刻度線與彈簧上端平齊。 (1)在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼，靜止時(shí)彈簧長(zhǎng)度為l1，此時(shí)固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(分度值是1 mm)上位置的放大圖如圖12所示，可讀出彈簧的長(zhǎng)度l1＝________cm。 圖12 (2)在彈性限度內(nèi)，在彈簧下端分別掛2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)相同鉤碼，靜止時(shí)彈簧長(zhǎng)度分別是l2、l3、l4、l5。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)掛3個(gè)鉤碼時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為24.95 cm。已知單個(gè)鉤碼質(zhì)

21、量是50 g，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.80 m/s2，據(jù)此小明計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (3)實(shí)驗(yàn)中沒有考慮到彈簧的自重，對(duì)彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果有無影響？________(填“有”或“沒有”)。 (4)小紅同學(xué)發(fā)現(xiàn)小明僅用這兩組數(shù)據(jù)計(jì)算出的結(jié)果與彈簧的標(biāo)稱值相差較大，請(qǐng)你幫助小紅提出更合理的數(shù)據(jù)處理方案：_______________________________。 解析　(1)已知刻度尺的零刻度線與彈簧上端平齊，由示數(shù)知此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為24.75 cm。 (2)根據(jù)胡克定律，k＝＝490 N/m。(按題目要求，結(jié)果保留3位有效數(shù)字) (

22、3)因?yàn)閗＝，彈簧伸長(zhǎng)量的增加量Δx取決于所掛鉤碼重力的增加量ΔF，即k跟彈簧自重?zé)o關(guān)，故彈簧的自重對(duì)彈簧勁度系數(shù)的測(cè)量結(jié)果無影響。 (4)偶然誤差是由各種偶然因素(實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物理量影響等)引起的，偏大和偏小概率均等，故多次測(cè)量求平均值可有效減小偶然誤差。 答案　(1)24.75　(2)490　(3)沒有　(4)作出F－l圖象，求斜率；作出F－Δl圖象，求斜率；利用逐差法求勁度系數(shù)；用多組數(shù)據(jù)，求平均值(答出任一種即可) 2.現(xiàn)要用圖13甲完成“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)：把白紙固定在豎直放置的木板上，白紙上畫有一些同心圓，相鄰兩圓之間的距離為r，圓心O距第一個(gè)圓的距離為r

23、，A、B為光滑的滑輪，可沿虛線圓環(huán)滑動(dòng)，也可固定。CO為豎直方向的一基準(zhǔn)線。 圖13 (1)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟所缺的內(nèi)容： ①用一細(xì)線系住橡皮筋的一端，細(xì)繩的另一端固定在C點(diǎn)，橡皮筋的另一端連接兩條輕繩，跨過定滑輪后各拴一細(xì)繩套，分別掛上3個(gè)鉤碼和4個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼重1 N)如圖乙所示，適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細(xì)繩之間的結(jié)點(diǎn)穩(wěn)定于O點(diǎn)處，記下________________和兩條輕繩的方向，取下鉤碼。 ②再用一把彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向把兩細(xì)繩與橡皮筋的結(jié)點(diǎn)也拉至O處，如圖丙所示，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′＝________N。 圖14 (2)若相鄰兩圓環(huán)之間的距

24、離表示1 N，該同學(xué)已經(jīng)在圖14中作出兩條輕繩的拉力F1和F2。請(qǐng)按力的圖示在圖14中作出F1和F2的合力F及拉力F′的圖示。 (3)對(duì)比F和F′的大小和方向，發(fā)現(xiàn)它們不是完全一致的，其可能的原因是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________。(填一個(gè)原因) (4)在步驟①中“適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細(xì)繩之間的結(jié)點(diǎn)穩(wěn)定于O點(diǎn)處”的目的是_________________

25、_______________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1)①本實(shí)驗(yàn)中鉤碼的重力替代拉力，故在實(shí)驗(yàn)完成后要記錄下兩條細(xì)繩上的鉤碼的個(gè)數(shù)，這樣就相當(dāng)于記錄下了每根細(xì)繩所受到的拉力大小。 ②彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F′＝5.0 N。 (2)所作的圖示如圖所示。 (3)測(cè)量存在誤差、作圖沒有畫準(zhǔn)、彈簧測(cè)力計(jì)自身重力的影響、滑輪與繩之間的摩擦力等。 (4)由于CO是在豎直方向，適當(dāng)調(diào)整A、B滑輪的位置，使橡皮筋與兩細(xì)繩之間的結(jié)點(diǎn)穩(wěn)定于O點(diǎn)處，目

26、的是為了使F1和F2的合力沿豎直方向。 答案　(1)①兩條細(xì)繩上的鉤碼的個(gè)數(shù)?、?.0　(2)見解析　(3)見解析　(4)使F1和F2的合力沿豎直方向 3.氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)，可忽略滑塊與導(dǎo)軌表面間的阻力影響?，F(xiàn)借助氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，如圖15甲所示，在水 平氣墊導(dǎo)軌上放置質(zhì)量均為m的A、B(圖中未標(biāo)出)兩滑塊，左側(cè)滑塊的左端、右側(cè)滑塊的右端分別與一條穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶(圖中未畫出)相連，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為f。氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后讓兩滑塊以大小不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。如圖乙、圖丙所示為某次實(shí)驗(yàn)打出的、分別與兩個(gè)滑塊相

27、連的兩條紙帶，紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，用刻度尺分別測(cè)出s1、s2和s3。 圖15 (1)若碰前滑塊A的速度大于滑塊B的速度，則滑塊________(填“A或B”)與圖乙所示紙帶的________(填“左”或“右”)端相連； (2)碰撞前A、B兩滑塊的動(dòng)量大小分別為________、________，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為________(用題目所給的已知量表示)。 解析　(1)因碰前A的速度大于B的速度，且A、B的速度方向相反，碰后速度相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，滑塊A應(yīng)與圖乙所示紙帶的左側(cè)相連。 (2)碰撞前兩滑塊的速度大小分別為v1＝＝＝0.2s1f；v2＝＝

28、＝0.2s3f。碰撞后兩滑塊的共同速度大小v＝＝＝0.2s2f。所以碰前兩滑塊動(dòng)量大小分別為p1＝mv1＝0.2mfs1，p2＝mv2＝0.2mfs3，總動(dòng)量為p＝p1－p2＝0.2mf(s1－s3)，碰后總動(dòng)量為p′＝2mv＝0.4mfs2。則驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為0.2mf(s1－s3)＝0.4mfs2，即s1－s3＝2s2。 答案　(1)A　左　(2)0.2mfs1　0.2mfs3　s1－s3＝2s2 　力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 1.為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機(jī)械能損失)，某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實(shí)驗(yàn)：

29、 圖16 ①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1>m2。 ②按照如圖16所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點(diǎn)的切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端。 ③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置。 ④將小球m2放在斜槽末端點(diǎn)B處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m1和m2在斜面上的落點(diǎn)位置。 ⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離。 圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下小球在斜面上的落點(diǎn)位置，到B點(diǎn)的距離分別為L(zhǎng)D、LE、LF。 根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：

30、(1)小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的________點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的________點(diǎn)。 (2)用測(cè)得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式________________，則說明碰撞中動(dòng)量是守恒的。 (3)用測(cè)得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式________________，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞。 解析　(1)不放小球m2，小球m1在斜面上的落點(diǎn)為E點(diǎn)，放上小球m2，小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)為D點(diǎn)，m2的落點(diǎn)為F點(diǎn)。 (2)由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，設(shè)斜面BC的傾角為θ，小球從斜面頂端平拋落到斜面上，兩者距離為L(zhǎng)，則Lcos θ＝vt，Lsin θ＝gt

31、2，可得v＝Lcos θ＝cos θ。由于θ、g都是恒量，所以v∝，v2∝L，所以動(dòng)量守恒的表達(dá)式為m1＝m1＋m2。 (3)由能量守恒定律可得m1LE＝m1LD＋m2LF，即滿足此關(guān)系式則說明兩小球碰撞為彈性碰撞。 答案　(1)D　F (2)m1＝m1＋m2 (3)m1LE＝m1LD＋m2LF 2.如圖17所示是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的“探究做功與速度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。他們將光電門固定在直軌道上的O點(diǎn)，將拉力傳感器固定在質(zhì)量為M的小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線通過一個(gè)定滑輪將小車與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車所受拉力F的大小，通過光電門記錄遮光條通過光電門的時(shí)間t，結(jié)合遮光條的寬度d計(jì)

32、算出小車通過光電門時(shí)的速度，該小組提出如下兩種操作方案： 圖17 (1)方案一：用同一鉤碼通過細(xì)線拉同一小車，每次小車從不同位置由靜止釋放，各位置A、B、C、D、E、F、G(圖中只標(biāo)出了G)與O點(diǎn)間的距離s分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7。則該實(shí)驗(yàn)方案________(填“需要”或“不需要”)測(cè)量鉤碼的重力；________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；利用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，若以s為橫軸，以________(填“t”、“t2”、“”或“”)為縱軸作出的圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則可得出做功與速度的關(guān)系。 (2)方案二：用不同的鉤碼通過細(xì)線拉同一小車，每次小車都從

33、同一位置(與O點(diǎn)之間距離為s0)由靜止釋放。用該實(shí)驗(yàn)方案________(填“需要”或“不需要”)測(cè)量鉤碼的重力；________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；只要已知量和測(cè)得量滿足關(guān)系________________，即可得出做功與速度的關(guān)系。 (3)為了減小兩種方案的實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是________。 A.增大遮光條的寬度使其寬度測(cè)量的相對(duì)誤差盡量小 B.對(duì)同一遮光條，多測(cè)幾次寬度以減小偶然誤差 C.鉤碼質(zhì)量應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量 D.調(diào)節(jié)定滑輪高度，使連接小車的細(xì)線與軌道嚴(yán)格平行 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)探究做功與速度的關(guān)系，實(shí)際上是驗(yàn)證動(dòng)能定理，由F合s＝Mv2＝M

34、，在方案一中只需要以s為橫軸，以為縱軸作出圖象，若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，即可驗(yàn)證動(dòng)能定理，不需要計(jì)算拉力大小，也不需要平衡摩擦力。(2)方案二中，給出了不同的合外力，因?yàn)槔鞲衅骺梢灾苯訙y(cè)出細(xì)線的拉力，要把該力作為小車所受的合外力，就需要平衡摩擦力；要驗(yàn)證動(dòng)能定理，需要滿足關(guān)系Fs0＝M。(3)應(yīng)減小遮光條的寬度使測(cè)得的速度盡量接近小車經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，A錯(cuò)誤；多次測(cè)量求平均值可以減小偶然誤差，B正確；因?yàn)榧?xì)線的拉力直接由傳感器測(cè)得，所以不必使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，C錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)滑輪高度，使連接小車的細(xì)線與軌道平行，這樣可使拉力方向恒定，小車運(yùn)行平穩(wěn)，摩擦力穩(wěn)定易平衡，D正確。 答

35、案　(1)不需要　不需要　　(2)不需要　需要 Fs0＝M　(3)BD 練后反思 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的解法 (1)根據(jù)題目情境，提取相應(yīng)的力學(xué)模型，明確實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案； (2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，應(yīng)用原理公式或圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)結(jié)合物體實(shí)際受力情況和理論受力情況對(duì)結(jié)果進(jìn)行誤差分析。 贏取滿分策略④——做到一“明”、二“看”、三“提取” 又快又準(zhǔn)破解實(shí)驗(yàn)題 [滿 分 策 略] 1.明——明確考查的知識(shí)范圍 現(xiàn)在的物理實(shí)驗(yàn)題涉及力學(xué)、電(場(chǎng)、路)磁(場(chǎng)、感)學(xué)等知識(shí)。盡管題目千變?nèi)f化，但通過仔細(xì)審題，都能直接地判斷出命題人想要考查的知識(shí)點(diǎn)和意圖。 2.看—

36、—看清實(shí)驗(yàn)題圖 實(shí)驗(yàn)題一般配有相應(yīng)的示意圖、實(shí)物圖，目的是告知實(shí)驗(yàn)儀器(或部分)及其組裝情況，讓考生探究考查意圖。認(rèn)識(shí)這些器材在實(shí)驗(yàn)中所起的作用，便能初步勾畫實(shí)驗(yàn)過程。 3.提取——提取信息 試題總是提供諸多信息再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情景，因此，解答時(shí)必須捕捉并提取有價(jià)值的信息，使問題迎刃而解。一般需要關(guān)注如下信息： (1)新的概念、規(guī)律、公式 一些新穎的非學(xué)生實(shí)驗(yàn)題、陌生的新知識(shí)(概念公式)應(yīng)用題、新規(guī)律驗(yàn)證題，都會(huì)為我們提供信息。要在閱讀理解的基礎(chǔ)上提取有用信息為解題服務(wù)。 (2)新的表格數(shù)據(jù) 通過解讀表格，了解實(shí)驗(yàn)測(cè)量的物理量，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，判斷相關(guān)物理量之間的關(guān)系。如正比例、反比例

37、關(guān)系，平方還是開方關(guān)系，或者是倒數(shù)關(guān)系。根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖可以直觀反映實(shí)驗(yàn)的某種規(guī)律。 (3)新的物理圖象 實(shí)驗(yàn)題本身提供物理圖象，但這些圖象平時(shí)沒有接觸過，關(guān)鍵要明確圖象的物理意義，才能正確分析實(shí)驗(yàn)問題。 【模擬示例】 (1)在DIS實(shí)驗(yàn)中，通過測(cè)量遮光板的寬度以及用光電計(jì)時(shí)器測(cè)量遮光板通過光電門時(shí)遮光的時(shí)間，可以求得速度，該速度本質(zhì)上是________(填“平均速度”或“瞬時(shí)速度”)。若運(yùn)動(dòng)物體從同一位置開始運(yùn)動(dòng)，而遮光板的寬度不同，在下表中的四個(gè)速度中，哪個(gè)更接近于物體通過光電門瞬間的速度？________(填“①”“②”“③”或“④”)。 ① Δs＝0.020 m Δt＝0.0

38、43 101 s ＝0.464 0 m/s ② Δs＝0.015 m Δt＝0.032 640 s ＝0.459 6 m/s ③ Δs＝0.010 m Δt＝0.021 869 s ＝0.457 3 m/s ④ Δs＝0.005 m Δt＝0.011 160 s ＝0.448 0 m/s 圖18 (2)“用DIS測(cè)定加速度”的實(shí)驗(yàn)中，通過位移傳感器獲得小車運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖18(a)所示。小車在AB區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可視為________運(yùn)動(dòng)，此區(qū)域內(nèi)小車的加速度a＝________m/s2。 (3)如圖(b)所示，為測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)小車的加速度，將寬度均為b的遮

39、光板A、B固定在小車上，測(cè)得二者間距為d。當(dāng)小車勻加速經(jīng)過光電門時(shí)，測(cè)得兩遮光板A、B先后經(jīng)過的時(shí)間Δt1和Δt2，則小車加速度a＝________。 解析　(1)通過測(cè)量遮光板的寬度以及用光電計(jì)時(shí)器測(cè)量遮光板通過光電門時(shí)遮光的時(shí)間這一方法求得運(yùn)動(dòng)物體的速度，該速度本質(zhì)是平均速度。時(shí)間取得越短，平均速度越趨近于瞬時(shí)速度，可知第④個(gè)速度更接近光電門的瞬時(shí)速度。 (2)由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線，因此小車在AB區(qū)域內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖象的斜率的絕對(duì)值等于小車的加速度大小，因此有a＝＝ m/s2＝1.6 m/s2。 (3)A通過光電門時(shí)小車的速度v1＝，B通過光電門時(shí)小車的速度v2＝，

40、根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與位移關(guān)系有v－v＝2ad，解得小車的加速度為 a＝。 答案　(1)平均速度　④　(2)勻加速直線　1.6 (3) 反思總結(jié) (1)利用DIS能直接將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過處理可得到所需圖象，如x－t圖象、v－t圖象和a－t圖象等，然后分析圖象，利用圖象的斜率和截距等即可求得速度和加速度。 (2)在用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)常利用“化曲為直”的思想，將非線性關(guān)系圖象轉(zhuǎn)化為線性關(guān)系圖象，然后由圖線的截距和斜率等確定相關(guān)量。 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 1.用游標(biāo)卡尺測(cè)得某材料的長(zhǎng)度如圖1甲所示，示數(shù)為L(zhǎng)＝________mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑如圖乙所示，示數(shù)為D

41、＝________mm。 圖1 解析　材料的長(zhǎng)度L＝30 mm＋7×0.05 mm＝30.35 mm，材料的直徑D＝3 mm＋20.3×0.01 mm＝3.203 mm。 答案　30.35　3.203 2.如圖2甲所示為研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。 圖2 (1)請(qǐng)寫出圖2甲中的兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)器材名稱：①________，②________。 (2)如圖乙所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶的一部分，則O、E兩點(diǎn)間的距離為________cm。 (3)如圖3所示是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的s－t2圖象(s為紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)至第一個(gè)點(diǎn)的距離)，則加速度大小a＝________m/s2

42、(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 圖3 解析　(1)題圖甲中①是紙帶，②是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。(2)由題圖乙所示刻度尺可知，O、E兩點(diǎn)間的距離s＝2.82 cm－1.00 cm＝1.82 cm。(3)小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)s＝at2，由題圖3可知，k＝a，則a＝2k≈0.933 m/s2。 答案　見解析 3.利用以下裝置可以完成力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)。 圖4 (1)以下說法中正確的是________。 A.用此裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響 B.用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，每次改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量之后，需要重新平衡摩擦力

43、C.用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，為保證拉力近似等于沙桶(含沙)的重力，必須滿足沙桶(含沙)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 D.用此裝置探究做功和速度變化的關(guān)系時(shí)，必須調(diào)節(jié)滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行 (2)某同學(xué)在進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)歷了以下過程： a.在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖5所示。該同學(xué)決定使用電火花計(jì)時(shí)器，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)電源的要求是________。 圖5 A.交流220 V B.直流220 V C.交流4～6 V D.直流4～6 V b.該同學(xué)欲通過圖6所示裝置打出的紙帶(圖7)來判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力。根

44、據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可以判斷：為進(jìn)一步平衡摩擦力，圖6中的墊塊應(yīng)向________(選填“左”或“右”)移一些。 　　　　　　　圖6　　　　　　　　 　圖7 c.在利用此裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)(已知電源頻率為50 Hz)，實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分如圖8所示。從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。則打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為________m/s，小車的加速度大小為________m/s2。(以上兩空結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 圖8 解析　(1)用此裝置研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦阻力是恒力，不必設(shè)法消除小車和木板間摩擦阻力的影響，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用此

45、裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，每次改變砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；用此裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，為保證拉力近似等于沙桶(含沙)的重力，必須滿足沙桶(含沙)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，選項(xiàng)C正確；用此裝置探究做功和速度變化的關(guān)系時(shí)，必須調(diào)節(jié)滑輪高度使連接小車的細(xì)線與木板平行，選項(xiàng)D正確。 (2)電火花計(jì)時(shí)器使用的是220 V的交流電。根據(jù)紙帶的點(diǎn)跡可以判斷小車做減速直線運(yùn)動(dòng)，需要進(jìn)一步平衡摩擦力，圖6中墊塊應(yīng)向右移動(dòng)。打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為v3＝×10－2 m/s＝0.38 m/s。由逐差法可知小車的加速度大小為 a＝×10－2 m/s2

46、 ＝0.16 m/s2。 答案　(1)CD　(2)a.A　b.右　c.0.38　0.16 4.某實(shí)驗(yàn)小組要探究力對(duì)物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖9所示。 圖9 (1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________電源(填“交流”或“直流”)。 (2)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下： Ⅰ.實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使小車所受合力等于橡皮筋的拉力，在未連接橡皮筋前將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，啟動(dòng)電源，輕推小車，得到的紙帶應(yīng)該是圖10中的________(填“甲”或“乙”)； 圖10 Ⅱ.使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，沿木板運(yùn)動(dòng)，此過程中

47、橡皮筋對(duì)小車做的功記為W； Ⅲ.再分別改用完全相同的2條、3條……橡皮筋作用于小車，每次釋放小車時(shí)由靜止釋放外，還必須________________(填寫相應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件)，使得每次每條橡皮筋對(duì)小車做的功都為W； Ⅳ.分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3，如圖11所示是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，為了測(cè)量小車獲得的最大速度，應(yīng)選紙帶的________部分進(jìn)行測(cè)量； 圖11 Ⅴ.只有一條橡皮筋時(shí)，作出W－v圖象，則下列符合實(shí)際的圖象是________。 (3)若該小組實(shí)驗(yàn)時(shí)在遺忘了步驟Ⅰ的情況下也完成了實(shí)驗(yàn)，那么當(dāng)小車速度最大時(shí)，橡皮筋處于_____

48、___(填“伸長(zhǎng)”或“原長(zhǎng)”)狀態(tài)。 解析　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接4～6 V的交流電源，電火花計(jì)時(shí)器接220 V的交流電源。因此需要交流電源。 (2)為使小車所受合外力等于橡皮筋的拉力，實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力，木板傾斜合適的角度，啟動(dòng)電源，輕推小車，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，得到的紙帶應(yīng)該是點(diǎn)跡均勻的乙。分別改用完全相同的2條、3條……橡皮筋作用于小車，每次釋放小車時(shí)除由靜止釋放外，還必須從同一位置釋放，使得每次每條橡皮筋對(duì)小車做的功都為W。為了測(cè)量小車獲得的最大速度，應(yīng)選用紙帶的點(diǎn)跡均勻部分即GJ(或HJ)部分進(jìn)行測(cè)量；由動(dòng)能定理有W＝mv2，作出W－v圖象，則符合實(shí)際的圖象是D。 (3)若

49、該小組實(shí)驗(yàn)時(shí)在遺忘了步驟Ⅰ(即沒有平衡摩擦力)的情況下也完成了實(shí)驗(yàn)，那么當(dāng)小車速度最大時(shí)，橡皮筋拉力等于摩擦力，即橡皮筋處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。 答案　(1)交流　(2)乙　從同一位置釋放　GJ(或HJ)　D　(3)伸長(zhǎng) 5.隨著力傳感器的測(cè)量精度的提高，不用“扭秤”而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究點(diǎn)電荷間的相互作用力(庫侖力)成為可能。如圖12所示是某科技實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的研究庫侖力的裝置，在抽成真空的玻璃容器A內(nèi)，M、N為完全相同的金屬小球(帶電后可視為點(diǎn)電荷)，用絕緣支柱固定帶電小球M，用可調(diào)絲線懸掛原來不帶電的小球N，調(diào)控小球N的位置，通過等距離的背景刻度線0、1、2、3、4可準(zhǔn)確確定小球M、N間的距離，相鄰刻度

50、線間距離均為d，通過固定在容器頂部并與絲線上端相連的高靈敏度拉力傳感器B可以顯示絲線上的拉力，控制放電桿可以讓帶電小球完全放電。實(shí)驗(yàn)小組完成了以下操作； 圖12 ①在球N不帶電時(shí)讀出傳感器示數(shù)F0； ②讓球N與球M接觸后，調(diào)整球N到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F1； ③繼續(xù)調(diào)整球N分別到位置2、3、4，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F2、F3、F4； ④用放電桿使球N完全放電，再讓球N與球M接觸后，放回到位置1，讀出并記錄傳感器示數(shù)F5； ⑤重復(fù)④的操作，依次讀出并記錄傳感器示數(shù)F6、F7。 (1)對(duì)于上述操作，下列判斷正確的是________。 A.根據(jù)②的操作，可求出小球N在

51、不同情況下所受的庫侖力 B.根據(jù)①②③的操作，可研究庫侖力跟點(diǎn)電荷距離間的關(guān)系 C.根據(jù)②④⑤的操作，可研究庫侖力跟小球帶電荷量間的關(guān)系 D.要測(cè)定靜電力常量k，還須準(zhǔn)確測(cè)出小球M的帶電荷量 (2)小球N第一次與小球M接觸后調(diào)整球N到位置1，此時(shí)小球M、N間的庫侖力大小為________。 (3)實(shí)驗(yàn)中使用兩個(gè)完全相同的金屬小球，其作用是_______________________ _____________________________________________________________。 解析　(1)當(dāng)小球N與球M接觸帶電后，M、N間產(chǎn)生庫侖斥力，小球N受到重

52、力mg＝F0、絲線拉力F1及庫侖力FC1三個(gè)力，故庫侖力FC1＝F0－F1，需要①②及后續(xù)操作共同確定不同情況下的庫侖力大小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；②③操作保持M、N所帶電荷量不變，因此結(jié)合①可研究庫侖力跟點(diǎn)電荷距離間的關(guān)系，B選項(xiàng)正確；操作④⑤保持小球間距離不變，每次小球N放電后再與M接觸，由于兩球完全相同，使小球所帶電荷量依次減小到前次的，要研究的是庫侖力跟小球所帶電荷量間的關(guān)系，需要①②④⑤四步的操作共同完成，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由庫侖定律可知，要測(cè)定靜電力常量，必須準(zhǔn)確測(cè)定小球M的帶電荷量，D選項(xiàng)正確。 (2)根據(jù)(1)可知FC1＝F0－F1； (3)根據(jù)(1)可知，實(shí)驗(yàn)中使用兩個(gè)完全相同的金屬小球

53、是為了使小球N與帶電小球M接觸時(shí)將M所帶的電荷量平分。 答案　(1)BD　(2)F0－F1　(3)使小球N與帶電小球M接觸時(shí)將M所帶的電荷量平分 6.某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖13甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。 圖13 下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟： ①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平； ②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

54、③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向； ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間，已知碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)； ⑥先____________，然后____________，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)； ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示； ⑧測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g。 (1)試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。 (2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算

55、可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg·m/s。(保留三位有效數(shù)字) (3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________________________ ________________________________________________________________。 解析　(2)作用前滑塊2的速度v0＝ m/s＝2.0 m/s， 故作用前兩滑塊質(zhì)量與速度的乘積為0.310 kg×2.0 m/s＝0.620 kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v＝ m/s＝1.2 m/s， 其質(zhì)量與速度的乘積之和為(0.310 kg＋0.205 kg)×1.2 m/s＝0.618 kg·m/s。 (3)相互作用前后動(dòng)量減小的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦。 答案　(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源　放開滑塊1 (2)0.620　0.618　(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔之間有摩擦 - 24 -