【创新设计】（山东专用）高考物理二轮专题辅导训练 专题5 第11讲 力学实验中常考的4个问题（含解析）.doc

第11讲力学实验中常考的4个问题12012山东卷，21(1)某同学利用图5111甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示打点计时器电源的频率为50 hz.图5111通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速计数点5对应的速度大小为_m/s，计数点6对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字)物块减速运动过程中加速度的大小为a_m/s2，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值_(填“偏大”或“偏小”)解析从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差x2.00 cm，在6、7计数点间的位移比5、6之间增加了(12.2811.01)cm1.27 cm2.00 cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间计数点5对应的速度大小为v5 m/s1.00 m/s计数点4对应的速度大小为v4m/s0.80 m/s.根据v5，得计数点6对应的速度大小为v62v5v4(21.000.80)m/s1.20 m/s.物块在计数点7到11之间做减速运动，根据xat2得x9x72a1t2，x10x82a2t2故a2.00 m/s2，物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力和打点计时器对纸带的摩擦阻力，因此根据牛顿第二定律，得mgfma，即，因此用计算出的动摩擦因数比的真实值偏大答案67(或76)1.001.202.00偏大22013山东卷，21(1)图5112甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的_(填“a”“b”或“c”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为_mm.图5112解析游标卡尺测量钢笔帽的内径时，使用内测脚，故填“a”，该游标卡尺的最小分度为0.05 mm，游标尺的第6个刻度线与主尺上的某刻线对齐，所以读数为11 mm0.05 mm611.30 mm.答案a11.30(11.25或11.35)3(2014山东卷，21)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度实验步骤：用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作g；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图5113甲所示在a端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作f；甲改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示： g/n1.502.002.503.003.504.00f/n0.590.830.991.221.37 1.61如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端c处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物p连接，保持滑块静止，测量重物p离地面的高度h；乙图5113滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的d点(未与滑轮碰撞)，测量c、d间的距离s.完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在如下坐标纸上作出fg图线(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_(保留2位有效数字)(3)滑块最大速度的大小v_(用h、s、和重力加速度g表示)解析(1)如图(2)由fg可知，0.40.(3)滑块运动h达到最大速度v，之后继续滑行直到停到d点，由动能定理可得：mg(sh)mv2解得：v.答案(1)如解析图所示(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)4(2014新课标全国卷，22)某同学利用图5114(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到回答下列问题：图5114 (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 _(填“线性”或“非线性”)关系(2)由图(b)可知，am图线不经过原点，可能的原因是_.(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是_解析(1)把图(b)中的点用平滑线连接后，可以看出，am图线是曲线即非线性(2)由图象可知，小车受到钩码的拉力作用，但加速度仍为零，可能的原因是小车还受到摩擦力的作用(3)改进措施：第一图线不过原点，要平衡摩擦力，所以调整轨道的倾斜度第二，要使小车受到合外力等于钩码的重力，要求钩码质量不能太大，即远小于小车的质量答案(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调整轨道倾斜度以平衡摩擦力远小于小车质量5(2014新课标全国卷，23)图5115(a)某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系实验装置如图5115(a)所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针p0、p1、p2、p3、p4、p5、p6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，p0指向0刻度设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0; 挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.p1p2p3p4p5p6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(n/m)16356.043.633.828.8(m/n)0.006 10.017 90.022 90.029 60.034 7(1)将表中数据补充完整：_，_.(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图5115(b)给出的坐标纸上画出n图象图5115(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_n/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_n/m.解析(1)由胡克定律fkx可得：k n/m81.7 n/m. m/n0.012 2 m/n(2)通过描点作图可得到一条直线(见答案图)(3)由图线可知直线的斜率为，故函数关系满足n，即k n/m.由于60匝弹簧的自由长度为11.88 cm；则n匝弹簧的自由长度满足，代入k，可得：k n/m.答案(1)81.70.012 2(2)如图所示(3)(在之间均可)(在之间均可)查看近几年的高考实验题不难得出命题规律：(1)长度的测量及相关仪器的使用是实验命题最频繁的知识点(2)关于纸带问题中的“黄金命题热点”有：纸带上某点瞬时速度的计算；计数点之间的时间间隔的计算；加速度的计算；创新拓展型实验(3)题型特点“常规实验题”：该小题命题立足教材，侧重考查完成实验的能力涉及基本仪器的使用(含读数)、实验原理和测量方法的理解、实验条件的控制、实验步骤的编排、实验数据的处理、