（浙江選考）2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 實(shí)驗(yàn)題題型強(qiáng)化 第1講 力學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)案.doc

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第1講　力學(xué)實(shí)驗(yàn) [歷次選考考情分析] 實(shí)驗(yàn) 名稱 考試屬性 歷次選考統(tǒng)計(jì) 必考 加試 2015/10 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 1.用打點(diǎn)計(jì)時器測速度 √ 2.探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 √ 17 3.探究求合力的方法 √ 17 17(1) 4.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 √ 17(1) 17 5.探究作用力與反作用力的關(guān)系 √ 17(1) 6.研究平拋運(yùn)動 √ 17 17 7.探究做功與物體速度變化的關(guān)系 √ 17(1) 17 8.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 √ 17(2) 17 考點(diǎn)一　測量儀器的使用及紙帶問題　打點(diǎn)計(jì)時器的使用及紙帶的計(jì)算 1．打點(diǎn)計(jì)時器： 計(jì)時器種類 工作電源電壓 打點(diǎn)間隔 電磁打點(diǎn)計(jì)時器 交流50 Hz,6 V以下 0.02 s 電火花計(jì)時器 交流50 Hz,220 V 0.02 s 2.通過紙帶求解運(yùn)動的加速度和瞬時速度 (1)利用逐差法求解平均加速度(如圖1) 圖1 a1＝，a2＝，a3＝?a＝ (2)利用平均速度求瞬時速度：vn＝ (3)利用速度－時間圖象求加速度 ①作出速度－時間圖象，通過圖象的斜率求解物體的加速度； ②剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的紙帶緊排在一起求解加速度． 例1　(2018溫州市十五校聯(lián)合體期中)同學(xué)們利用如圖2所示裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)．請你完成下列有關(guān)問題： (1)實(shí)驗(yàn)室提供如圖3甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時器，某實(shí)驗(yàn)小組決定使用電火花計(jì)時器，則應(yīng)選用圖中的____(填“甲”或“乙”)計(jì)時器． 圖2 圖3 (2)另一實(shí)驗(yàn)小組使用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時器，圖4中接線正確的是________(填“甲”或“乙”)． 圖4 (3)小宇同學(xué)選取一條清晰紙帶進(jìn)行研究，在紙帶上確定出九個計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖5所示，相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.1 s，根據(jù)紙帶提供的信息，紙帶上3、5兩點(diǎn)間距離為______ mm. 圖5 (4)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)6的瞬時速度為________ m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)，小車運(yùn)動的加速度為________ m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)． (5)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中對于減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的是________． A．墊高長木板的一端，使小車在不掛鉤碼時能在木板上做勻速運(yùn)動 B．使小車運(yùn)動的加速度盡量小些 C．舍去紙帶上密集的點(diǎn)，利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量 D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn) 答案　(1)乙　(2)乙　(3)35.0(34.5～35.5均可) 　(4)0.255(0.254～0.256均可)　0.38(0.37～0.39均可) 　(5)CD 1．(2018新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)(1)某次做實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備了以下器材，如圖6所示，請問用以下器材可以做下列哪些實(shí)驗(yàn)________． 圖6 A．探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 B．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 C．探究求合力的方法 D．研究平拋運(yùn)動 (2)上題四個選項(xiàng)中的實(shí)驗(yàn)，必須用到天平的是________(填對應(yīng)字母) 答案　(1)AB　(2)B 2．(2018寧波市期末)在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中 (1)用到電磁打點(diǎn)計(jì)時器，應(yīng)采用的電源是________． A．學(xué)生電源交流輸出 B．3節(jié)干電池 C．蓄電池 (2)下列說法正確的是________． A．應(yīng)先接通電源，在打點(diǎn)計(jì)時器開始打點(diǎn)后再釋放小車 B．應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源 (3)某學(xué)生實(shí)驗(yàn)時得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖7所示，圖中O、A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時器連續(xù)打下的6個點(diǎn)，若打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T，則利用此紙帶得到小車的加速度的表達(dá)式為________．(用x2、x5、T來表示) 圖7 答案　(1)A　(2)A　(3)a＝ 3．(2018西湖高級中學(xué)月考)(1)在下列學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力的有________． A．“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律” B．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系” C．“探究做功與物體速度變化的關(guān)系” D．“探究作用力與反作用力的關(guān)系” (2)某小組做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時，除了選擇小車、帶滑輪的長木板、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線(按需要備選)外，還要選擇下圖中的哪些儀器______． (3)在上小題中，用一端固定的橡皮筋代替鉤碼和細(xì)線拉動小車，就可以做“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)用一條橡皮筋拉動小車時，打出的紙帶如圖8所示，請根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算小車勻速時的速度v＝________ m/s(打點(diǎn)計(jì)時器所用交變電源的頻率為50 Hz)． 圖8 答案　(1)BC　(2)A或BD　(3)1.56 解析　(2)實(shí)驗(yàn)時不需要測量小車或鉤碼的質(zhì)量，因此不需要天平，需要打點(diǎn)計(jì)時器，有兩種選擇方案：選擇A(電火花計(jì)時器)，或者B、D(電磁打點(diǎn)計(jì)時器與低壓交流電源)． (3)勻速直線運(yùn)動時小車速度最大，故小車速度為：v＝＝＝156 cm/s＝1.56 m/s. 4．(2017諾丁漢大學(xué)附中高三上期中)如圖9甲所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、刻度尺、天平．回答下列問題： 圖9 (1)為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，還需要的一個器材是________． A．游標(biāo)卡尺 B．秒表 C．多用電表 D．交流電源 (2)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個操作步驟，其中操作不當(dāng)?shù)囊粋€步驟是________． A．調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時器兩限位孔在同一豎直線上 B．按照圖示的裝置安裝器件 C．先釋放紙帶，后接通電源 D．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離 (3)利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值．根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個點(diǎn)A、B、C、D、E，測出各點(diǎn)之間的距離如圖乙所示．所使用交流電的頻率為f，則計(jì)算重錘下落的加速度的表達(dá)式為a＝________(用x1、x2、x3、x4及f表示)． 答案　(1)D　(2)C　(3) 解析　(1)通過打點(diǎn)計(jì)時器計(jì)算時間，故不需要秒表，打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)該與交流電源連接，需要刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，不需要游標(biāo)卡尺和多用電表，故選D. (2)操作不當(dāng)?shù)牟襟E是C，應(yīng)該先接通電源，后釋放紙帶． (3)根據(jù)逐差法得a1＝，a2＝，則 a＝＝＝. 考點(diǎn)二　“小車＋導(dǎo)軌”模型實(shí)驗(yàn) 1．“小車＋導(dǎo)軌”類實(shí)驗(yàn) (1)可以研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律； (2)可以探究加速度與質(zhì)量、合外力之間的關(guān)系； (3)可以探究做功與速度變化之間的關(guān)系； (4)可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． 2．解答“小車＋導(dǎo)軌”類實(shí)驗(yàn)的技巧 (1)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理來判斷是否需要平衡摩擦力，知道正確平衡摩擦力的方法． (2)要清楚鉤碼(或沙桶)與小車之間的質(zhì)量關(guān)系，并且要清楚在儀器創(chuàng)新或?qū)嶒?yàn)原理創(chuàng)新的情形下，該條件是否需要調(diào)整． (3)要知道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖象的處理方法和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解題的技巧． 例2　(2018杭州市五校聯(lián)考)如圖10所示，某同學(xué)在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時，對打出的一條紙帶進(jìn)行研究(打點(diǎn)計(jì)時器所用電源頻率為50 Hz)，該同學(xué)在紙帶上按每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，取了A、B、C、D、E、F等計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行研究，該同學(xué)已求出了一些計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度，其數(shù)值見表格． 圖10 計(jì)數(shù)點(diǎn) B C D E v/(m/s) 0.40 0.56 0.64 (1)關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時器“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是________． A．長木板帶滑輪的一端必須伸出桌面外側(cè) B．實(shí)驗(yàn)時小車應(yīng)從靠近打點(diǎn)計(jì)時器的位置釋放 C．應(yīng)先釋放小車，再啟動打點(diǎn)計(jì)時器 D．牽引小車的鉤碼質(zhì)量越大越好 (2)根據(jù)圖11紙帶提供的信息，該同學(xué)已經(jīng)計(jì)算出了打下B、D、E這三個計(jì)數(shù)點(diǎn)時小車的速度，請你幫助他計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)C時小車的速度(保留2位有效數(shù)字)，并填入相應(yīng)空格． 圖11 (3)以速度v為縱軸、時間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系(A點(diǎn)對應(yīng)時刻為坐標(biāo)系中的0時刻)，根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖12所給的坐標(biāo)紙中作出小車的v－t圖線． 圖12 (4)根據(jù)圖象可得，小車在打下A點(diǎn)時的速度vA＝____ m/s，小車運(yùn)動的加速度a＝____ m/s2(以上結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)． 答案　(1)AB　(2)0.48　(3)如圖所示 (4)0.32　0.80 5．(2018寧波市期末)某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)． (1)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有兩種打點(diǎn)計(jì)時器，如圖13所示．其中電火花計(jì)時器是圖中的________，該打點(diǎn)計(jì)時器使用的電源是________． 圖13 (2)該小組欲通過如圖14所示裝置打出的紙帶來測量小車的加速度．圖中是小車釋放前的狀態(tài)，圖中有兩處明顯錯誤，請指出其中任意一處錯誤________． 圖14 (3)經(jīng)正確操作后，打出的一條紙帶的一部分如圖15所示．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離(單位：cm)．由此求得小車在打點(diǎn)計(jì)時器打第2點(diǎn)時的速度為________ m/s(已知打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50 Hz，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 圖15 答案　(1)B　交流220 V　(2)左端沒有墊高或小車離打點(diǎn)計(jì)時器太遠(yuǎn)　(3)0.36 6．(2018紹興市選考診斷)如圖16所示是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置． 圖16 (1)下圖是實(shí)驗(yàn)時平衡阻力的情形，其中正確的是______．(選填字母) (2)在平衡阻力后，當(dāng)小盤及盤內(nèi)物體的總質(zhì)量________(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)小車總質(zhì)量時，小盤及盤內(nèi)物體的總重量近似等于小車運(yùn)動時所受的拉力．實(shí)驗(yàn)中可以通過增減小盤中________(選填“50 g鉤碼”或“1 g砝碼”)的個數(shù)來改變拉力的大小． (3)圖17是對一條紙條處理后得到的v－t圖象，根據(jù)圖象可求得加速度大小為______ m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 圖17 答案　(1)C　(2)遠(yuǎn)小于　1 g砝碼　(3)2.00(1.95～2.05均可) 7．(2018杭州市期末)某同學(xué)用如圖18所示的裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系． 圖18 (1)下列說法中正確的是________． A．平衡摩擦力時需要將木板有滑輪的一端稍墊高 B．平衡摩擦力時需要裝上紙帶，并懸掛好小桶 C．若改變小車質(zhì)量，因小車所受阻力發(fā)生變化，需重新平衡摩擦力 D．應(yīng)調(diào)整滑輪，保證小車在運(yùn)動過程中細(xì)線和木板平行 (2)為改變小車所受的力的大小，可往小桶中添加下列圖片中的________． (3)圖19甲為實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為xAB＝4.22 cm，xBC＝4.65 cm、xCD＝5.08 cm、xDE＝5.49 cm，已知打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度a＝________ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 圖19 (4)該同學(xué)改變小車的質(zhì)量，多次實(shí)驗(yàn)，作出小車的加速度a和質(zhì)量M的圖象如圖乙所示，根據(jù)圖象可知a與M的關(guān)系可能是________． A．a(chǎn)∝M B．a(chǎn)∝M2 C．a(chǎn)∝M－1 D．a(chǎn)∝M－2 答案　(1)D　(2)B　(3)0.43　(4)CD 解析　(1)平衡摩擦力時需要將木板沒有滑輪的一端稍墊高，故A錯誤；平衡摩擦力時需要裝上紙帶，但不需要掛上小桶，故B錯誤；平衡摩擦力后，mgsin θ＝Ff＝μmgcos θ，即μ＝tan θ，增大小車的質(zhì)量并無影響，故不需要重新平衡摩擦力，故C錯誤；應(yīng)保證小車在運(yùn)動過程中細(xì)線和木板平行，故D正確． (2)為改變小車所受的力的大小，可往小桶中加入已知質(zhì)量的砝碼，故B正確； (3)根據(jù)逐差法得，a＝≈0.43 m/s2. (4)由圖象可知，質(zhì)量越大，加速度越小，故C、D正確． 8．小青用如圖20所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”． 圖20 (1)以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)中操作正確的是________． A．本實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法探究多個變量之間的關(guān)系 B．如果選用電火花計(jì)時器，所用的交流電為低壓6 V C．操作過程中應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度，使細(xì)線與長木板平行 (2)小青通過實(shí)驗(yàn)獲得如下表所示的幾組數(shù)據(jù)，請用描點(diǎn)法在圖21中作出a－F的關(guān)系圖象. F/(9.810－3 N) 2 4 6 8 10 12 14 a/(ms－2) 0.12 0.21 0.32 0.54 0.55 0.66 0.73 圖21 (3)根據(jù)第(2)小題中畫出的圖象，可以判斷在操作過程中，平衡摩擦力時，長木板的傾角________(選填“偏大”“恰好”或“偏小”)． 答案　(1)AC　(2)見解析圖　(3)偏大 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)要探究加速度、力、質(zhì)量三個變量間的關(guān)系，采用控制變量法，即先控制小車質(zhì)量不變，研究小車加速度與拉力的關(guān)系，再控制小車所受拉力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，A選項(xiàng)正確；若選用電火花計(jì)時器，對應(yīng)電壓應(yīng)為交流220 V，B選項(xiàng)錯誤；拉力的方向應(yīng)與長木板平行，保證小車做勻加速直線運(yùn)動，C選項(xiàng)正確． (2)采用描點(diǎn)法作出a－F的關(guān)系圖象如圖所示． (3)由圖象得，直線與縱軸交于點(diǎn)(0,0.03)，即沒有拉力時，小車已有加速度，說明長木板的傾角偏大． 9．(2018嘉興市期末)某同學(xué)用如圖22甲所示裝置研究小車在不同接觸面上的運(yùn)動情況．該同學(xué)將小車以適當(dāng)?shù)某跛俣柔尫藕?，用打點(diǎn)計(jì)時器(所用電源頻率為50 Hz)記錄小車的運(yùn)動情況．通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到一系列打上點(diǎn)的紙帶，并最終選擇了如圖乙所示的一條紙帶(附有刻度尺)進(jìn)行測量(結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)． 圖22 (1)請將A、B、C……J各點(diǎn)對應(yīng)的刻度值，按照正確的讀數(shù)方法填寫在下表內(nèi)(單位cm). A B C D E F G H I J 13.20 11.38 9.60 7.80 4.40 3.00 1.80 0.80 0.00 (2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，紙帶上C點(diǎn)小車的速度大小vC＝________ m/s； (3)對應(yīng)紙帶E、J兩點(diǎn)間，小車在做________運(yùn)動，它的加速度大小為________ m/s2. 答案　(1)6.00　(2)0.90　(3)勻減速直線　5.00 考點(diǎn)三　“彈簧或橡皮條”模型實(shí)驗(yàn) 1．模型介紹 力學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到彈簧或橡皮條的實(shí)驗(yàn)有探究求合力的方法、探究做功與小車速度變化的關(guān)系． 2．探究求合力的方法 (1)實(shí)驗(yàn)原理 使一個力的作用效果跟兩個力的共同作用效果相同． (2)操作關(guān)鍵 ①每次拉伸時結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變； ②記下每次各力的大小和方向； ③畫力的圖示時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度． 例3　(2018嘉興市期末)如圖23所示為探究求合力的方法的實(shí)驗(yàn)裝置圖． 圖23 (1)請將下面實(shí)驗(yàn)的主要步驟補(bǔ)充完整． ①將橡皮筋的一端固定在木板上的A點(diǎn)，另一端拴上兩根繩套，每根繩套上分別連著一個彈簧測力計(jì)； ②沿著兩個方向拉彈簧測力計(jì)．將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將此位置標(biāo)記為O點(diǎn)，并記錄兩個拉力的大小及方向； ③再用一個彈簧測力計(jì)將橡皮筋的活動端仍拉至O點(diǎn)，記錄________． (2)下列幾種操作的討論中，說法正確的是________． 答案　(1)③該彈簧測力計(jì)拉力的大小及方向 (2)AB 解析　(2)C選項(xiàng)是因?yàn)闆]有用力的圖示畫圖． 10.某同學(xué)利用共點(diǎn)力平衡的原理來探究共點(diǎn)力的合成是否遵守平行四邊形定則，他將三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)的一端系在一起，用三條細(xì)繩分別連接橡皮筋的另一端，按如圖24所示方式把重物豎直吊起．在實(shí)驗(yàn)中，可以通過刻度尺測量橡皮筋的長度來得到橡皮筋的拉力的大小，并通過三條細(xì)繩的方向確定三個拉力的方向，從而探究其中任意兩個拉力的合力是否與第三個力等大反向． 圖24 (1)在實(shí)驗(yàn)過程中，下列說法正確的是________． A．實(shí)驗(yàn)過程中需要測量三條橡皮筋的長度以及橡皮筋的原長 B．以O(shè)A、OB為兩鄰邊作力的平行四邊形，其對角線一定與OC在一條直線上 C．多次實(shí)驗(yàn)中可改變OA、OB的夾角或改變重物質(zhì)量，但結(jié)點(diǎn)O位置不能改變 D．每次實(shí)驗(yàn)均需記錄三條細(xì)繩的方向及結(jié)點(diǎn)的位置 (2)為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)適當(dāng)________(填“大”或“小”)的橡皮筋，質(zhì)量適當(dāng)________(填“大”或“小”)的重物． 答案　(1)AD　(2)小　大 解析　(1)實(shí)驗(yàn)過程中需要測量三條橡皮筋的長度以及橡皮筋的原長，從而確定橡皮筋的伸長量，進(jìn)而確定力的大小，選項(xiàng)A正確；以O(shè)A、OB為兩鄰邊作力的平行四邊形，由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，其對角線不一定與OC在一條直線上，選項(xiàng)B錯誤；多次實(shí)驗(yàn)中可改變OA、OB的夾角或改變重物的質(zhì)量，因?yàn)槭遣煌膶?shí)驗(yàn)，則結(jié)點(diǎn)O位置可以變動，選項(xiàng)C錯誤；每次實(shí)驗(yàn)均需記錄三條細(xì)繩的方向及結(jié)點(diǎn)的位置，選項(xiàng)D正確． (2)為減小誤差，應(yīng)選擇勁度系數(shù)適當(dāng)小的橡皮筋，質(zhì)量適當(dāng)大的重物，這樣橡皮筋的伸長量較大，誤差較小． 例4　“探究合力做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖25所示，當(dāng)小車在兩條完全相同的橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W0.當(dāng)用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對小車做的功記為2W0、3W0、4W0…，每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲得的最大速度均可由打點(diǎn)計(jì)時器所打的紙帶測出． 圖25 (1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________． A．打點(diǎn)計(jì)時器可以用直流電源供電，電壓為4～6 V B．實(shí)驗(yàn)中使用的若干條橡皮筋的原長可以不相等 C．每次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出 D．利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W－vm、W－vm2、W－v m3、W2－vm、W3－vm…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系 (2)如圖26給出了某次在正確操作情況下打出的紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一段紙帶，測得O點(diǎn)到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離分別為OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相鄰兩點(diǎn)時間間隔為0.02 s，則小車獲得的最大速度vm＝________m/s. 圖26 答案　(1)CD　(2)0.83 解析　(1)打點(diǎn)計(jì)時器只能用交流電源供電，選項(xiàng)A錯誤；實(shí)驗(yàn)中使用的若干條橡皮筋的原長必須相等，否則實(shí)驗(yàn)誤差太大，甚至出現(xiàn)錯誤，選項(xiàng)B錯誤；每次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使小車從同一位置由靜止彈出，才能保證橡皮筋的形變量相同，選項(xiàng)C正確；利用圖象可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，能更直觀地反映出合力做功與物體速度變化的關(guān)系，選項(xiàng)D正確． (2)由題圖及所給數(shù)據(jù)可知小車一定在B、C間獲得最大速度，所以vm＝＝0.83 m/s. 11．(2018寧波市3月選考)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖27所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50 Hz. 圖27 (1)實(shí)驗(yàn)操作中需平衡小車受到的摩擦力，其目的是________． A．防止小車不能被橡皮筋拉動 B．保證橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功 C．防止紙帶上打點(diǎn)不清晰 (2)在正確操作的情況下，某紙帶上打點(diǎn)計(jì)時器打下的點(diǎn)跡如圖28所示．則橡皮筋對小車做完功后，小車獲得的速度是________ m/s(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)． 圖28 (3)若已知圖中紙帶上打下左側(cè)第一個點(diǎn)時小車的速度為v1，打下第三個點(diǎn)時小車的速度為v3，則打下第二個點(diǎn)時小車的速度v2________(填“等于”“大于”或“小于”)． 答案　(1)B　(2)1.45　(3)大于 12．(2018東陽中學(xué)期中)圖29甲為某同學(xué)用力傳感器去探究彈簧的彈力和伸長量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)情景，用力傳感器豎直向下拉上端固定于鐵架臺的輕質(zhì)彈簧，讀出不同拉力下的標(biāo)尺刻度x及拉力大小F(從電腦中直接讀出)．所得數(shù)據(jù)記錄在下列表格中： 拉力大小F/N 0.45 0.69 0.93 1.14 1.44 1.69 標(biāo)尺刻度x/cm 57.02 58.01 59.00 60.00 61.03 62.00 圖29 (1)從圖乙中讀出刻度尺上的刻度值為________ cm； (2)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖丙坐標(biāo)紙上作出F與x的關(guān)系圖象； (3)由圖象求出該彈簧的勁度系數(shù)為________ N/m，彈簧的原長為________ cm(均保留三位有效數(shù)字)． 答案　(1)63.60(63.55～63.65均可) (2)如圖所示 (3)24.9(24.0～26.0均可)　55.2(55.0～55.5均可) 解析　(1)標(biāo)尺估讀一位，故讀數(shù)為63.60 N； (2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法得出對應(yīng)的圖象如圖所示 (3)由胡克定律可知，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，則可知k＝ N/m≈24.9 N/m；圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)坐標(biāo)為彈簧原長的長度，則可知，原長為55.2 cm. 專題強(qiáng)化練 1．(2018浙江4月選考17)(1)用圖1所示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時，除了圖中已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的測量工具有________(填字母)； 圖1 A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．彈簧測力計(jì) (2)用圖2所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時，釋放重物前有下列操作，其中正確的是________(填字母)； 圖2 A．將打點(diǎn)計(jì)時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上 B．手提紙帶任意位置 C．使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時器 (3)圖3是小球做平拋運(yùn)動的頻閃照片，其上覆蓋了一張透明方格紙．已知方格紙每小格的邊長均為0.80 cm.由圖可知小球的初速度大小為________ m/s(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 圖3 答案　(1)C　(2)AC　(3)0.70 解析　(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，只需證明速度的平方和橡皮筋數(shù)量成正比即可，故只需刻度尺，所以選C項(xiàng)． (2)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，需要保持紙帶豎直，需要將打點(diǎn)計(jì)時器的兩個限位孔調(diào)節(jié)到同一豎直線上，重物盡可能靠近打點(diǎn)計(jì)時器，這樣就可以多打點(diǎn)，在處理紙帶時，就增大了有效部分的紙帶長度，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確率，所以A、C正確． (3)根據(jù)Δh＝gt2，即20.810－2 m＝10 m/s2t2，解得t＝0.04 s，由v0＝可知v0＝ m/s＝0.70 m/s. 2．(2018金華市十校期末)如圖4甲所示，用傳感器研究兩鉤子間的作用力與反作用力，其中左側(cè)傳感器固定于木塊上，兩個鉤子拉力的情況由計(jì)算機(jī)屏幕顯示如圖乙所示． 圖4 (1)根據(jù)圖乙，下列說法正確的是________． A．可能是木塊靜止時得到的 B．可能是木塊勻速運(yùn)動時得到的 C．可能是木塊加速運(yùn)動時得到的 D．木塊的速度一定變化 (2)根據(jù)圖乙可知一對作用力和反作用力之間存在的關(guān)系是______________．(至少寫出兩點(diǎn)) 答案　(1)AC　(2)大小相等、方向相反、同時存在、同時消失、同時變化等 3．(2018七彩陽光聯(lián)盟期中)用如圖5所示裝置來做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． 圖5 (1)下列說法中正確的是________． A．牽引小車的細(xì)線應(yīng)與長木板保持平行 B．平衡阻力時，可將空的沙桶用細(xì)線連接在小車上 C．實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源 D．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡阻力 (2)實(shí)驗(yàn)得到如圖6所示的一條紙帶，打點(diǎn)計(jì)時器所接交流電源的頻率為50 Hz，從0點(diǎn)開始每打5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，在紙帶上依次標(biāo)出0、1、2、3、4….其中計(jì)數(shù)點(diǎn)2的速度大小為__________ m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)． 圖6 (3)小車的加速度大小為__________ m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)． 答案　(1)AD　(2)0.55(0.54～0.56均可) 　(3)0.95(0.94～0.96均可) 4．(2018杭州市重點(diǎn)中學(xué)期末)圖7所示裝置可以用來做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． 圖7 (1)實(shí)驗(yàn)過程中，除了圖中所示器材之外，還需用到的器材是________； A．秒表 B．天平 C．彈簧秤 D．干電池組 (2)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，以下說法不正確的有________； A．應(yīng)將長木板的右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力 B．滑輪與小車之間的細(xì)線應(yīng)與長木板平行 C．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源 D．沙桶與沙的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 (3)某次實(shí)驗(yàn)打下如圖8所示的一條紙帶，打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50 Hz，圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未標(biāo)出．由圖可知，實(shí)驗(yàn)中，紙帶靠近________(選填“0”或“5”)端連接小車．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，可以計(jì)算得到打下“3”時的速度大小為________ m/s，小車運(yùn)動的加速度為__________ m/s2(以上計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 圖8 答案　(1)B　(2)C　(3)0　0.28　0.60 5．(2017稽陽聯(lián)誼學(xué)校8月聯(lián)考)在“研究平拋運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中，利用鋼球在斜槽軌道上由靜止開始滑下做平拋運(yùn)動，記錄運(yùn)動軌跡上的一個位置，經(jīng)過多次操作得到鋼球所經(jīng)過的多個位置，連起來得到鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡． (1)下列說法正確的是________． A．斜槽末端必須水平 B．斜槽軌道可以不光滑 C．小球每次可以從軌道上不同位置滑下 (2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究平拋運(yùn)動的家庭實(shí)驗(yàn)裝置，如圖9所示，在水平桌面上放置了一個斜面，滾過桌邊后鋼球便做平拋運(yùn)動，他把桌子搬到墻的附近，使從水平桌面上滾下的鋼球能打到墻上，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上，記錄鋼球的落點(diǎn)，現(xiàn)測得鋼球直徑為D，某次實(shí)驗(yàn)桌子邊緣到墻的距離為X，鋼球的落點(diǎn)到桌面的距離為H，重力加速度為g，則鋼球此次實(shí)驗(yàn)平拋的水平位移為________，豎直位移為________． 圖9 答案　(1)AB　(2)X－　H＋ 解析　(1)斜槽末端必須水平是為了保證小球做平拋運(yùn)動；只有小球每次從軌道上同一位置滑下，小球的平拋軌跡才是重合的，斜槽軌道是否光滑，對本實(shí)驗(yàn)沒有影響． (2)考慮到鋼球的大小，此次實(shí)驗(yàn)平拋的水平位移為X－，豎直位移為H＋. 6．(2018溫州市六校期末)某同學(xué)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，桌上已經(jīng)有一系列器材：附有定滑輪的軌道、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、塑料小桶、砝碼、刻度尺、學(xué)生電源及導(dǎo)線等． (1)實(shí)驗(yàn)還需要選用圖10甲中的某些器材，其名稱是________． 圖10 (2)李明同學(xué)經(jīng)過正確操作，獲得如圖乙所示的三條紙帶：一條紙帶是利用空車與空桶所得，一條紙帶是利用空車與加砝碼的小桶所得，一條紙帶是利用加鉤碼的小車與空桶實(shí)驗(yàn)所得．哪條是利用空車與加砝碼的小桶實(shí)驗(yàn)所得________(選填“①”“②”或“③”)． (3)如圖丙為其中一條紙帶的一部分，A、B、C、D、E為5個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個打出的點(diǎn)沒有畫出．打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50 Hz.通過對紙帶的測量，可知小車運(yùn)動過程中的加速度大小為________ m/s2(保留2位有效數(shù)字)． 答案　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時器(或打點(diǎn)計(jì)時器)、天平 (2)③　(3)0.60 7．(2018臺州市3月選考)在“探究功與小車速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小張用如圖11所示裝置進(jìn)行探究． 圖11 (1)下列說法正確的是________． A．該方案需要平衡摩擦力 B．該方案需要重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 C．該方案操作時細(xì)繩應(yīng)該與木板平行 D．該方案處理數(shù)據(jù)時應(yīng)選擇勻速時的速度 (2)小張同學(xué)正確操作后獲得了一條紙帶，如圖12所示(截取了部分紙帶)，電火花計(jì)時器打“3”點(diǎn)時，小車的速度為________ m/s.(電火花計(jì)時器所用電源頻率為50 Hz，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖12 (3)小張同學(xué)繼續(xù)完成了該實(shí)驗(yàn)的其他正確操作，并繪制了W－v圖象，最有可能的是下列圖象中的________． 答案　(1)ABC　(2)0.33(0.32～0.34均可)　(3)C 8．(2018溫州市期中)利用如圖13所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)． 圖13 (1)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________． A．交流電源　　　B．刻度尺　　　C．天平(含砝碼) (2)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖14所示的一條紙帶．在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝________，動能變化量ΔEk＝________. 圖14 (3)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是________． A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度 B．利用公式v＝計(jì)算重物速度 C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響 D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法 (4)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2－h(huán)圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒．請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案　(1)AB　(2)mghB　　(3)C (4)不正確，還需要近一步判斷圖象的斜率是否接近2g 解析　(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用低壓交流電源，需選用刻度尺測出紙帶上任意兩點(diǎn)間的距離，表示重物下落的高度，等式兩邊都含有相同的質(zhì)量，所以不需要天平稱質(zhì)量，故選A、B. (2)根據(jù)功能關(guān)系，重物的重力勢能變化量的大小等于重力做功的多少，打B點(diǎn)時的重力勢能變化量為：ΔEp＝mghB；B點(diǎn)的速度為：vB＝，所以動能變化量為：ΔEk＝mvB2＝； (3)由于紙帶在下落過程中，重物和空氣之間存在阻力，紙帶和打點(diǎn)計(jì)時器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦阻力做功，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故C選項(xiàng)正確； (4)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確．在重物下落h的過程中，若阻力Ff恒定，根據(jù)mgh－Ffh＝mv2－0可得：v2＝2(g－)h，則此時v2－h(huán)圖象就是過原點(diǎn)的一條直線．所以要想通過v2－h(huán)圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g. 9．(2018寧波市重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)在“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，有如下兩種參考方案： 圖15 (1)小張同學(xué)采用了如圖15甲所示的實(shí)驗(yàn)方案(說明：實(shí)驗(yàn)中橡皮筋型號相同) ①關(guān)于橡皮筋做功，下列說法正確的是________． A．橡皮筋做功的具體值可以直接測量 B．橡皮筋在小車運(yùn)動的全過程中始終做功 C．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加 D．若橡皮筋伸長量變?yōu)樵瓉淼?倍，則橡皮筋做功也增加為原來的2倍 ②在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)如圖丙所示，點(diǎn)與點(diǎn)之間的時間間隔為0.02 s，由圖可知，D點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為________ cm，請求出此次橡皮筋做功后小車最終獲得的速度為________ m/s(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)． (2)小陳同學(xué)采用如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)方案 ①除圖示器材外，他還找到了打點(diǎn)計(jì)時器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙、刻度尺，你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有________． ②小車在運(yùn)動過程中會受到摩擦阻力的作用，實(shí)驗(yàn)中，可以使導(dǎo)軌適當(dāng)傾斜來平衡小車受到的摩擦阻力，則為了判斷是否已經(jīng)平衡了摩擦阻力，下面操作正確的是________． A．將小車輕輕放在導(dǎo)軌上，放開小車后，小車能夠沿導(dǎo)軌下滑 B．將小車輕輕放在導(dǎo)軌上，然后輕推小車，小車能夠沿導(dǎo)軌勻速下滑 C．將連好紙帶的小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器放置，放手后小車能夠沿導(dǎo)軌下滑 D．將連好紙帶的小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器放置，放手后輕推小車，小車能夠沿導(dǎo)軌勻速下滑 答案　(1)①C?、?.10(4.100.02均可)　1.10(1.100.02均可) (2)①天平?、贒