（衡水萬卷）高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷三十七 力學(xué)實驗2（含解析）-人教版高三物理試題

力學(xué)實驗2一 、實驗題（本大題共6小題 ）1.現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律. 給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖所示)、小車、計時器一個、刻度尺(1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖?，完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響)：讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時間t.用刻度尺測量A1與A2之間的距離s，則小車的加速度a_.用刻度尺測量A1相對于A2的高度h，設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受的合外力F_.改變_，重復(fù)上述測量以h為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖. 如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學(xué)設(shè)計的方案是：調(diào)節(jié)斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑，測量此時A1點相對于斜面底端A2的高度h0.進行(1)中的各項測量計算與作圖時用(hh0)代替h.對此方案有以下幾種評論意見：A方案正確可行B方案的理論依據(jù)正確，但利用所給器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動C方案的理論依據(jù)有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關(guān)其中合理的意見是_2.（2012深圳一模）某同學(xué)利用如圖（a）裝置做“探究彈簧彈力大小與其長度的關(guān)系”的實驗（1）在安裝刻度尺時，必須使刻度尺保持 狀態(tài)（2）他通過實驗得到如圖（b）所示的彈力大小F與彈簧長度x的關(guān)系圖線，由此圖線可得該彈簧的原長x0= cm，勁度系數(shù)k= N/m（3）他又利用本實驗原理把該彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)彈簧秤上的示數(shù)如圖（c）所示時，該彈簧的長度x= cm3.用如圖所示的裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗時：（1）下列說法正確的是（填字母代號） A為了平衡摩擦力，實驗中可以將長木板的左端適當(dāng)墊高，使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動B每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同，拉伸的長度要一樣C可以通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值D可以通過改變小車的質(zhì)量來改變拉力做功的數(shù)值E實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源F通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度G通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度（2）若在實驗中，我們用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進行1次、2次、3次實驗實驗中，如果橡皮筋拉伸的長度都相等，那么每次橡皮筋對小車做的功可記作W、2W、3W對每次打出的紙帶進行處理，求出小車每次最后勻速運動時的速度v，記錄數(shù)據(jù)見下表：功W0W2W3W4W5W6Wv/（ms1）01.001.411.732.002.242.45據(jù)以上數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙中作出Wv2圖象（3）根據(jù)（2）題中的圖象可以得出的結(jié)論是 4.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的aF圖象（1）圖線不過坐標(biāo)原點的原因是 （2）本實驗中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠小于小車和傳感器的總質(zhì)量（填“是”或“否”）（3）由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為 kg5.（2014秋重慶月考）如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置圖圖中A為小車，B為裝有砝碼的托盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點計時器，打點計時器接50HZ交流電小車的質(zhì)量為m1，托盤及砝碼的質(zhì)量為m2實驗處理數(shù)據(jù)時，將托盤及砝碼的重力視為小車所受拉力下列說法正確的有 A長木板C必須保持水平B實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源C實驗中m2應(yīng)遠小于m1D作a圖象便于得出加速度與質(zhì)量關(guān)系實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的aF圖象，可能是圖2中的圖線 （選填“甲、乙、丙”）圖3為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，第2段的數(shù)據(jù)被漏記了由此可求得小車的加速度的大小是 m/s2（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）6.用如圖甲所示的實驗裝置可以測量重力加速度，經(jīng)正確操作后得到一條紙帶，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5、6七個測量點，相鄰兩測量點的時間間隔為0.04s，測量出各測量點到0測量點的距離d，記入下表中，對這些數(shù)據(jù)進行處理后便可得重力加速度值測量點0123456d/cm01.204.168.6014.5021.9030.85時間t（s）00.040.080.120.160.200.24（m/s）0.300.520.720.911.101.29 甲 乙 （1）根據(jù)表格中的測量數(shù)據(jù)和如圖乙所示的坐標(biāo)紙（坐標(biāo)紙上已經(jīng)標(biāo)出了刻度），選擇合適的坐標(biāo)軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為 ，縱軸所代表的物理量為 并在坐標(biāo)紙上畫出實驗圖線（2）根據(jù)你畫出的圖線，求出重力加速度g= m/s2（保留3位有效數(shù)字）0.2016萬卷作業(yè)卷（三十七）答案解析一 、實驗題1.【答案】(1) mg 斜面傾角(或h的數(shù)值) 2.【答案】（1）豎直；（2）4，50；（3）10考點：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系.專題：實驗題；彈力的存在及方向的判定專題分析：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須豎直；（2）彈簧處于原長時，彈力為零；根據(jù)胡克定律F=kx求解勁度系數(shù)；（3）直接從彈簧秤得到彈力，再從圖象b彈簧彈簧長度解答：解：（1）彈簧是豎直的，要減小誤差，刻度尺必須與彈簧平行，故刻度尺要保持豎直狀態(tài)；（2）彈簧處于原長時，彈力為零，故原長為4cm；彈簧彈力為2N時，彈簧的長度為8cm，伸長量為4cm；根據(jù)胡克定律F=kx，有：；（3）由圖c得到彈簧的彈力為3N，根據(jù)圖b得到彈簧的長度為10cm；故答案為：（1）豎直；（2）4，50；（3）10點評：本題關(guān)鍵是明確實驗原理，然后根據(jù)胡克定律F=kx并結(jié)合圖象列式求解，不難3.考點：探究功與速度變化的關(guān)系.專題：實驗題；動能定理的應(yīng)用專題分析：1、小車在水平的平面上被橡皮筋拉動做功，導(dǎo)致小車的動能發(fā)生變化小車的速度由紙帶上打點來計算，從而能求出小車的動能變化每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，然后通過列表描點作圖探究出功與動能變化的關(guān)系2、根據(jù)題目圖表中所給數(shù)據(jù)可以Wv、計算出v2，再作出Wv2圖象，依據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系可以得出W和v2的關(guān)系解答：解：（1）A、小車在水平面運動時，由于受到摩擦阻力導(dǎo)致小車速度在變化所以適當(dāng)傾斜以平衡摩擦力小車所能獲得動能完全來于橡皮筋做的功故選項A正確；B、實驗中每根橡皮筋做功均是一樣的，所以所用橡皮筋必須相同，且伸長的長度也相同故選項B正確；C、每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，故選項C正確；D、是通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變拉力做功的數(shù)值，故選項D錯誤；E、只要使用打點計時器的實驗，都是先接通電源后釋放紙帶，故選項E錯誤；F、G：由于小車在橡皮筋的作用下而運動，橡皮筋對小車做的功與使小車能獲得的最大速度有關(guān)，故選項F正確，選項G錯誤；故選：ABCF（2）根據(jù)題中數(shù)據(jù)計算出各個拉力做功下的v2，依次為：0，1，2，3，4，5，6用描點法得出圖象如下所示：（3）由Wv2圖線可知，圖象為過原點的直線，因此W和v2成正比關(guān)系故答案為：（1）ABCF；（2）Wv2圖象如圖；（3）外力做功與物體速度平方成正比點評：本題關(guān)鍵之處：明確實驗原理，在原理的基礎(chǔ)上，理解橡皮筋相同之外，伸長也相同；同時要算出小車的最大速度本題利用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的好題4.考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系.專題：實驗題；牛頓運動定律綜合專題分析：（1）由圖象可知，當(dāng)F0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量（3）aF圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)解答：解：（1）由圖象可知，當(dāng)F0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實驗中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量（3）aF圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，k=，所以質(zhì)量M=kg故答案為：沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；否；1點評：實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，明確實驗原理是解答實驗問題的前提5.考點：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系專題：實驗題分析：根據(jù)實驗原理和具體實驗步驟可判定各個選項沒有平衡摩擦力時，當(dāng)存在一定的力時首先平衡摩擦力，之后才產(chǎn)生加速度；根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布，由逐差法可以得到小車的加速度解答：解：A、實驗中要平衡摩擦力，長木板的一端要墊高，A錯誤；B、為節(jié)省紙帶增加小車運行時間先接通電源后松小車，B錯誤；C、以托盤作為研究對象有m2gT=m2a以小車作為研究對象有T=m1a聯(lián)立以上兩式可得T=，要使繩子拉力等于鉤碼的重力，即T=m2g，故有m2m1，C正確；D、如果作出aM圖象，卻難以根據(jù)圖象確定a與M是否是成反比，所以我們可以作出a的圖象，只要a的圖象是正比例函數(shù)圖象就證明了a與M成反比例關(guān)系，D正確；沒用平衡摩擦力，則當(dāng)施加一定力時，首先平衡摩擦力后才會產(chǎn)生加速度，通過圖象知，當(dāng)力F不為零時，加速度為零，故丙圖對；計數(shù)點之間有4個點未畫出，時間間隔為0.1s，有公式x=2aT2得：a=0.49m/s2故答案為：CD；丙；0.49點評：掌握好實驗的步驟及實驗的原理很重要，對實驗的注意事項及數(shù)據(jù)的處理也要做到明確和理解6.考點：驗證機械能守恒定律.專題：實驗題；機械能守恒定律應(yīng)用專題分析：（1）、根據(jù)題意選取坐標(biāo)的含義，再使用描點法描點，然后連線；（2）、根據(jù)實驗的原理：y=gt2，以及圖線斜率的意義解答即可解答：（1）由題意可知，選擇合適的坐標(biāo)軸代表的物理量，其橫軸所代表的物理量為時間t， 縱軸所代表的物理量為平均速度；使用描點法首先描點，然后連線如圖；（2）由圖線可求得斜率為：k=4.84，因為=gt，即=t，故=4.84，g=9.68m/s2故答案為：（1）t，；（2）9.68點評：解決本題的關(guān)鍵掌握在較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，正確利用勻變速直線運動公式求出加速度