步步高2017版高考物理全国通用考前三个月配套课件专题15力学实验

考题一探究加速度与力、质量的关系、探究做功和物体速度变化的关系和验证机械能守恒定律.这n

2

求瞬时速度：把遮光条(d)Δt内的平均速度看做物体经过光电v＝dv2－v. .13甲是“研究匀变速直线运动”的实验装置，图乙是该实验中获得的一条纸带.已实验时由于没有记录CD间的读数，根据图乙中已有的数据估算出CD 某同学在处理数据时将A点记为t＝0，B点记为t＝0.1s，C点记为t＝0.2s……，将AB间距离记为t＝0.1s时的位移x1＝1.50cmBC间距离记为t＝0.2s时的位移x2＝1.81cm……，并根据图乙中的数据作出如图丙所示的x－t图象该图线与纵坐标的交点表示的是 若该同学根据图象得出x－t图象的斜率为k(m/s)，则该纸带运动时的加速度大小是 来验证“第二定律”，实验时，先测出小车、传感器和挡光板的总质量m，再让小车从靠近光电门1处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线，下列能直观得出“合外力一定时，加速度 解析(1)Δx＝aT2ED－CD＝CD－BC＝aT2，得 ＝2.13tx－tOAv＝x0.1st xv当纵坐标的位移除以0.1s时，即为各段的平均速度值，则加速度大小

＝t＝t 1x＝12m2atm、ta＝2xat2成反比，mt2答案 (2)OA之间的距离 aF的关系. A.220V、50HzD. 在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据作出的a－F图象如图6中的1、2、3所示.下列分析正确的是 在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是 mg－F FF真

答案 (5)系统误差解析(1)平测砝码和砝码盘的质量，故选A、C、E；若纸带做匀速直线运动，则纸带上的点间距是均匀的，即说明平衡了摩擦力，故选A、C； ＝151的原因是平衡摩擦力过大，A2的原因是砝码和砝码盘的质量没有远小于小车的质量，B正确；出现图线3的原因是平衡摩擦力时长木板的倾斜度过小，使得摩擦力过大，C错误.故选B.小车在做匀加速直线运动时，砝码和砝码盘也在做匀加速直线运动，细线的拉力F一定mg，此误差不可避免，为系统误差；小车与砝码和砝码盘都在amg—F真＝maF真＝Ma，mg－F 代 F 7甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.dmAA处正下方、固定tg.则： H，重复上述实验，作出1Ht0H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式： 实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将 0答案(1)7.25 (2)2gHt2＝d2 解析(1)游标卡尺的读数为：d＝(0.7×10＋5×0.05)mm＝7.250有：mgH＝1mv22gH0＝d220得：2gHt0

ΔEk将增大.8甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系.铁架台竖直固定放置在水Q,P处放置一光电门.实验步骤是： 使滑块恰好沿木板向下做匀速运动.Q1Q1到H；Q2t1；滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(已知重力加速度为g)：(1)滑块动能的变化量ΔEk＝ ，(2)滑块克服摩擦力做的功Wf＝ 合力对滑块做的功W合＝ 1时间的平方倒数t2为纵坐标，根据测量数据在坐标系中描点画出如图乙所示直线，若图线 1答案Ⅰ.(1)2t1

Ⅱ.解析(1)由于挡光片宽度很小，滑块通过光电门的速度v＝l，滑块动能的变化量.

1mv－0＝2t1Q1释放匀速下滑时，由动能定理有：mgH－μmglcosθ＝0lcosθ＝x，得：μmgx＝mgH，从Q2释放时，设长木板的倾角为α，Q2P长度为L′，则克服摩擦力做功为Wf＝μmgL′cosα，且L′cosα＝x，故Wf＝mgH.W合Ⅱ.由动能定理：W合＝ΔEkmgh＝2t2整理得：1＝2gh，故图线斜率

l2考题二例2 某物理小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图9所示，则由图线可知： ABμ10所示的①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小你认为方案 AB10.0N20.0N.Aa6.0的示数为11.0N，c的示数为4.0N，则A和B间的动摩擦因数 解析(1)F＝0l0＝20cmF0＝60Nl＝40cml－l0＝0.2m；

N/m＝300 ①AA的弹簧测力计在不断地运动，示数可能会变化读数甲方案弹簧测力计a是不动的指针稳定便于读数故甲方案更合理；②a6.0NA、Bμ＝Ff＝6 答案 (2)①甲11A挂于O点的位置和拉线的方向.(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图乙中的示数为 B.MC.AOBO FF1F2FF1F2 答案 解析(1)1N100.1N3.80AOBO90°；只要验证两弹簧测力计拉力的合力大小等于重物的重力，方向竖直向上即可，每次只需保证O点保持静止即可，没必要每次都使O点静止在同一位置；(3)在本实验中，按照平行四边形定则作出的合力F′是力F1F2FF1F2合力的实际测量值，本5.(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图12(a)所示的F－L图象，由图象可知：弹簧原长L0＝ cm，求得弹簧的劲度系数k＝ cm.由此可推测图(b)中所挂钩码的个数 答案(1)3.0200(2)1.50解析(1)由定律F＝k(L－L0)，结合图中数据得：L0＝3.0cm，k＝200(2)由(b)1.50cmF＝k(L0－L)，得弹力为：F＝3N，故所挂钩码的个数为3个.13甲所示，实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度OO点位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，然后只用一个弹簧测力计，通过细绳套再次把橡皮条的一端拉到OF′和细绳的方向，作出三个力的图示，如图乙所示. 弹簧测力计测量这个物体的重力，发现示数还是8.2N，测量重力的操作都是正确的，如果 上，发现两个弹簧测力计的示数都是0.3N，乙同学的弹簧测力计对实验结果有影响吗？答案 (2)没有解析(1)A正确；在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向，否则会影响拉力大小，故B正标度，故C错误；根据F1、F2作出平行四边形，比较对角线和F′的关系，故D错误；0.3N，根据测量值作平行四边形考题三力学创新拓展实验314甲所示的装置测滑块与木板间的动摩擦因数.木板倾斜放置，滑块置有画出，利用测得的数据可得到滑块下滑的加速度大小a＝ m/s2(结果保留三位有物理量、加速度a和重力加速度g表示滑块与木板间的动摩擦因数μ＝ 解析(1)Δx＝aT2 ＝0.804mg·l

答案g在相同的实验条件下首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下5分别为纸杯个数)

时间下落距离x 运动，空气力Ff与最终运动速度v的大致关系 答案(1)搜集 (3)加速度逐渐减小的加速解析(1)步骤C是按照一定的原理测量出需要的数据，以便对假设进行验证，故答案为：过的位移相同，则x＝1.447m＋(1.447－0.957)m＝1.937m1∶2∶3∶4∶5，则匀速运动时阻力之比也为1∶2∶3∶4∶5；由数据得速度之比为ΔωΔtβ.我们用电磁打点计时器、米尺、16甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔， m/s2，圆盘转动的角加速度大小 答案 解析(1)游标卡尺的读数：d＝6×10mm＋0×0.05mm＝60.00mmd＝6.000cm＝3.000t＝0.1sD时，vD＝CE＝0.389

0.03

当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度.整个实验簧均处kg.实验操作如下：开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零.C，使其向下运动，Cv.①该实验中M和m大小关系必须满足 —v③根据所测数据，还可以测得弹簧的劲度系数：根据所测数据，作出“ 1 ”图线—v 答案(2)①大于

③CMA k则有

2(M＋m)v＝(M－m)gh＝(M－m)g·k 即1

③由 得

＋k

k解 k＝b 该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数打E点时重物速度的表达式为vE＝ 在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 答案(1)①打点计时器应接交流电源(2) 解析(1)①打点计时器应接交流电源；②重物释放时应紧靠打点计时器

2Tk＝18.8v2＝2gh知，k＝2g，则g＝9.4m/s2.M表示(MM包括小车和与小车固连的滑轮)m表示.a表示.则OD间的距离为 cm.图4是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，则加速度大小a＝ 均为a,g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为 答案 解析(1)OD2.20cm－1.00cm＝1.20

2，对比图象有3

a＝2k≈0.933均为a，根据第二定律，则有：F＝M乙a,2F＝M丙a，因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1∶2.O点，橡皮条的另一端拴上两个A5丙所示.AB、C，并记录弹簧F1、F2.F的图示.绳的方向.AF′的图示.⑧改变两个力F1和F2的大小和夹角，再次重复实验时，发现让结点回到A点不太容AA点，接着记录下两弹簧秤的方向和示数 答案(1)④⑧(2)；(1)在实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示.实验步骤中不恰当的是④改变两个力F1和F2的大小和夹角，再次重复实验时，要让结点回到AA点，故⑧；实验事实某班物理小组计划用一台具有功能的数码相机来研究弹簧做功的规律.该小组设计的实验时将一质量为m＝200g的小滑块(可视为质点)置于被压缩弹簧的右端，释放后小滑块连贯而成，通过电脑将这些按时间顺序制作成频闪(如图乙所示)，筛选出5张频闪，用刻度尺测得中的桌面离地高度h＝50.0mm，再测出5张中的x和s，记录到下表中.g＝10m/s2.频闪序12345 张.(2)根据表中数据在图7中画出s－x图象.(3)若测得s—x图象的斜率为k，则弹簧对滑块的功W可以表示成 mgk2

4hmgH2k2

4h2mgHk2

4h22答案 (2)见解析图g解析(1)由平抛运动规律得：滑块落地时间g

s中拍摄了6 ，则在1s内能拍摄 数n＝1×6＝15张hh 得

g

＝t

4H

因

4h2x2(1)实验中，小球每次释放的位置到桌子边缘的距离s应 答案(1)相同 解析(1)的位置到桌子边缘的距离s要相同；(2)h＝1得 2h，初速度 g

g

W＝4hL2为横坐标，则有：k＝mg，b＝μmgs得：μ＝b9甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功.实验时，木块在重物可以判断纸带 (填“左端”或“右端”)与木块连接.根据纸带提供的数据可A点、BvA、vBvA＝ABWAB，还应测量的物理量是

在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的表达式WAB＝ .[用vAvB和第(2)问中测2答案(1)右端 (3