(浙江选考)高考物理二轮复习专题三功和能第13课时力学实验(二)

1、第 13 课时力学实验 ( 二)1在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：图 1A让小球多次从_释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图1 中 a、 b、 c、 d 所示。B按实验原理图安装好器材，注意_ ，记下平抛初位置O 点和过O 点的竖直线。C取下白纸，以O 为原点，以竖直线为y 轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的运动轨迹。(1) 完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。(2) 上述实验步骤的合理顺序是 _。(3) 已知图中小方格的边长L 1.25 cm ，则小球平抛的初速度为v0 _( 用 L、 g2表示 ) ，其值是 _。(

2、取 g 9.8 m/s)解析(1) 这种方法，需让小球重复同一个平抛运动多次，才能记录出小球的一系列位置，故必须让小球每次由同一位置静止释放。斜槽末端切线水平，小球才会做平抛运动。2L2L(3) 由x aT 得两点之间的时间间隔Tg，所以小球的初速度 v0 T 2 Lg代入数据得v0 0.70 m/s 。答案(1) 同一位置静止斜槽末端切线水平(2)BAC(3)2Lg0.70 m/s2 (1) 平抛物体的运动规律可以概括为两点：水平方向做匀速直线运动；竖直方向做自由落体运动。如图2 所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁球分别吸在电磁1 / 7铁 C、 E 上，然后切断电磁铁C 的电源，使

3、一个小铁球从轨道A 射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E 断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面。这个实验()图 2A只能说明上述规律中的第条B只能说明上述规律中的第条C不能说明上述规律中的任何一条D能同时说明上述两条规律(2) 做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地。一架相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，如图3 所示。已知汽车长度为 3.6 m ，相邻两次曝光的时间间隔相等，第三个像是刚好着地的时刻，由照片可以推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为_m/s ，高台离地面的高度为_m。 ( 取g 10 m/s 2)图 3解析(1) 由于左端

4、小铁球平抛的同时，右端小铁球开始做自由落体运动，且两球同时落地，说明平抛的小铁球在竖直方向上和右端小铁球做同样的运动，也做自由落体运动，但无法说明平抛小铁球在水平方向的运动，故只有B 正确。(2) 汽车在竖直方向做自由落体运动，由h gT2 可得，两次曝光的时间间隔为Thl3.6s 0.6 sg g10前三个像中，中间位置车的竖直速度为2 / 7vy 3l 33.6 m/s 9 m/s2T20.6汽车从开始运动到中间位置的竖直位移为h1 v2y92m4.05 m2g 210从抛出点到地面的高度为h2 h1 2l (4.05 23.6) m 11.25 m水平初速度 v0 2l 23.6m/s

5、12 m/sT0.6答案 (1)B(2)1211.253(2016 浙江温州期末) 某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：摆好实验装置如图4 所示。图 4将质量为200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。在质量为10 g 、30 g 、 50 g 的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g 的钩码挂在拉线的挂钩 P 上。接通电磁打点计时器的电源，释放小车，打出一条纸带。(1) 在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第 N个点的距离为 40.0 cm 。打下第 N 点时小车的速度大小为 1.00 m/s

6、 。该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，取g 9.8 m/s 2 ，算出拉力对小车做的功为_ J ，小车动能的增量为_ J 。(2) 此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：_ 。3 / 7解析 (1) 拉力 F mg0.0509.8 N 0.49 N 。拉力对小车做的功Fl0.49 0.400 J 0.196 JW小车动能的增量k1212E 2mv20.200 1.00J 0.100 J(2) 误差很大的可能原因：小车质量不满足

7、远大于钩码质量，使钩码的重力与小车受到的拉力差别较大。没有平衡摩擦力。答案 (1) 0.196 0.100 (2) 小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力4光电计时器也是一种研究物体运动情况的仪器，当物体经过光电门时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图5 所示的装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，倾角为30， 1 和 2 是固定在斜面上的两个光电门( 与它们连接的光电计时器没有画出 ) 。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1 和 2 的光电计时器显示的挡光时间分别为 5.00 10 2s 、2.00 10 2 s ，已知滑块质量为2.00 kg ，滑块沿斜面方向的长度

8、为 5.00 cm ，光电门 1 和 2之间的距离为 0.54 m ，取 g 9.8 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度，求：图 5(1) 滑块经过光电门1 和 2 时的速度v1 _ m/s ， v2 _ m/s ；(2) 滑块经过光电门 1 和 2 之间的动能增加了_J，重力势能减少了_J 。L0.05L0.05解析(1) v1 t10.05m/s 1 m/s ，v2 t20.02m/s 2.5 m/s 。1(2) Ek 2m( v2 v1)2 5.25 J ，Ep mgs12 sin 30 5.29 J 。答案(1)12.5(2)5.255.295某同学做验证机械能守恒定律实验

9、时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图6 中，单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz ，重力加速度g 取 9.8 m/s 2。4 / 7图 6(1) 质量为 1 kg 的重物在 2 点的速度v2 _，在 5 点的速度 v5 _ ，此过程中动能增加量Ek _ ，重力势能减少量Ep _ 。由以上可得出实验结论_ 。(2) 根据实验判断下列图象正确的是( 其中Ek 表示物体动能的变化量，h 表示物体下落的高度)()（ 2.8 3.2 ） 102解析(1) 重物在 2 点的速度v2m/s 1.50 m/s20.02（ 4.0 4.3 ）

10、102在 5 点的速度 v m/s 2.075 m/s520.02m m动能增加量为Ek 2v52 2v2 1.03 J从打 2 点到打5 点重力势能减少量为Ep mgh2519.8 (3.2 3.6 4.0) 10 2 J 1.06 J由以上可得出实验结论为：在误差允许的范围内，机械能守恒。(2) 物体机械能守恒，应有物体减少的重力势能转化为增加的动能，即Ek mg h，可见物体增加的动能与下落的距离成正比，C 正确。答案(1)1.50 m/s2.075 m/s1.03 J1.06 J在误差允许的范围内，机械能守恒(2)C6如图 7 所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在

11、1 条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2 条、 3 条、 橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、 3W、 。图 7(1) 图中电火花计时器的工作电压是_V 的交变电流；5 / 7(2) 实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是 _；(3) 图中小车上有一固定小立柱，下图给出了4 种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是_；(4) 在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图8 所示。打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的_ 部分进行测量(

12、 根据下面所示的纸带回答) ，小车获得的速度是_m/s。 ( 计算结果保留两位有效数字)图 8解析(1) 电火花计时器的工作电压是220 V的交变电流；(2) 用打点计时器打出纸带后，记录了位置和时间，如果计算速度还需要测出位移，故需要刻度尺；(3) 实验的操作要求是使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能，为避免橡皮筋与立柱之间相互作用，只有A 符合要求； (4) 使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能后，小车做匀速运动，纸带 GJ符合要求，由v x得 v 0.65 m/s 。T答案 (1)220(2) 刻度尺(3)A(4) GJ 0.657(2016 湖州学考模拟 ) 某学习小组在“探究功与

13、速度变化关系”的实验中采用了如图9所示的实验装置。图 9(1) 将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是 _ 。(2) 如图10 所示，游标卡尺测得遮光条的宽度d _cm。实验时，将橡皮条6 / 7挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离恒定。现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t ，则滑块最后匀速运动的速度表达式为_( 用字母表示 ) 。图 10(3) 逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度。则画出的 W v2 图象应是 _ 。解析(1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动( 或将滑块轻放在气垫导