（新課標(biāo)）2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練12 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（含解析）

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1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十二) 一、實(shí)驗(yàn)題(共14個(gè)小題，1～10每題6分，共60分，11～14每題10分．共40分，滿分100分) 1．某同學(xué)用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量金屬圓管的內(nèi)、外直徑，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖a和圖b所示． 由圖可讀出，圓管內(nèi)壁的直徑為________ cm，圓管外壁的直徑為________ cm；由此可計(jì)算出金屬圓管橫截面的面積． 答案　2.23　2.98 解析　圖a中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22 mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為3×0.1 mm＝0.3 mm，所以最終讀數(shù)為：22 mm＋0.3 mm＝22.3 mm＝2.23 cm. 圖b中游標(biāo)卡

2、尺的主尺讀數(shù)為29 mm，游標(biāo)尺上第8個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為8×0.1 mm＝0.8 mm，所以最終讀數(shù)為：29 mm＋0.8 mm＝29.8 mm＝2.98 cm. 2．“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖． (1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________． (2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________． A．理想實(shí)驗(yàn)法　　　　　　　B．等效替代法 C．控制變量法 (3)本實(shí)驗(yàn)中以下說法正確的是________． A．兩根細(xì)

3、繩必須等長(zhǎng) B．橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C．在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要注意使彈簧測(cè)力計(jì)與木板平面平行 D．把橡皮筋的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)之間夾角必須取90° 答案　(1)F′　(2)B　(3)C 解析　(1)由圖可以看出，F(xiàn)是平行四邊形的對(duì)角線，所以F是根據(jù)平行四邊形作出的理論值，那么F′就是用一彈簧測(cè)力計(jì)拉出實(shí)際值，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與AO的方向在同一條直線上，所以方向一定沿AO方向的是F′. (2)本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)拉力的作用效果和一個(gè)拉力的作用效果相同，采用的科學(xué)方法是等效替代法，故選B項(xiàng)． (3)通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條時(shí)，并非要求兩

4、細(xì)繩等長(zhǎng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩細(xì)線拉橡皮條時(shí)，只要確保拉到同一點(diǎn)即可，不一定橡皮條要在兩細(xì)線的夾角平分線上，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，同時(shí)讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度，故C項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)只要使兩次效果相同就行，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向沒有限制，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 3．在實(shí)驗(yàn)室里為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置： (1)若采用乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是________． A．直尺 B．天平 C．彈簧測(cè)力計(jì) D．秒表 (2)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則在用甲裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)(P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置)，所得

5、的結(jié)論為(用裝置中的字母表示)____________． 答案　(1)AB　(2)m1OP＝m1OM＋m2O′N 解析　(1)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由h＝gt2得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝，由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拋出點(diǎn)的高度h相同，則它們?cè)诳罩械倪\(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，需要驗(yàn)證：m1v1＝m1v1′＋m2v′2，則：m1v1t＝m1v1′t＋m2v′2t，得m1x1＝m1x1′＋m2x′2，由圖所示可知，需要驗(yàn)證：m1OP＝m1OM＋m2O′N， 因此實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量有：①入射小球的質(zhì)量，②被碰小球的質(zhì)量，③入射小球碰前平拋的水平位移，④入射小球碰后平拋的水平位移，⑤被碰小

6、球碰后平拋的水平位移，測(cè)量水平位移需要用直尺，測(cè)質(zhì)量需要天平，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材是A、B. (2)由(1)可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證：m1OP＝m1OM＋m2O′N. 4．利用氣墊導(dǎo)軌研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求物體運(yùn)動(dòng)加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示，主要的實(shí)驗(yàn)步驟： (1)滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌0刻度可讀出，在拉力作用下由靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)量滑塊經(jīng)過兩光電門的時(shí)間t，測(cè)量光電門之間的距離s； (2)只移動(dòng)光電門1，改變s，多次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如下； 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 s/m 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 t/s 1.03

7、0.72 0.54 0.41 0.29 0.18 /(m·s－1) 1.67 1.85 1.95 2.07 2.2 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、描點(diǎn)，在圖b中作出－t圖． 根據(jù)數(shù)據(jù)分析，回答下列問題： 導(dǎo)軌標(biāo)尺的最小分度為________ cm，讀出如圖所示兩光電門之間的距離s1，并計(jì)算＝________ m/s，假設(shè)圖線的斜率為k，縱坐標(biāo)截距為b，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為________ m/s2，作出圖象，求出本次測(cè)量的加速度大小為________ m/s2. 答案　1　1.36?。?k　2.29 解析　由圖可知，標(biāo)尺的最小分度為1 cm，如圖所示兩光電門之間

8、的距離s1＝140 cm＝1.40 m； 因?yàn)閠1＝1.03 s，那么＝ m/s≈1.36 m/s， 依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式s＝at2，則有＝at， 因假設(shè)圖線的斜率為k，縱坐標(biāo)截距為b，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝－2k， 根據(jù)點(diǎn)然后平滑連線，如圖所示： 由圖可知，a＝－2× m/s2≈－2.29 m/s2； 因此測(cè)量的加速度大小為2.29 m/s2. 5．如圖甲所示是某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置．其步驟如下： a．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，接紙帶，合理調(diào)整木板傾角，使小車沿木板勻速下滑． b．取下輕繩和易拉罐，測(cè)出易拉罐和細(xì)沙的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M.

9、c．取下細(xì)繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)．O為打下的第一點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f，重力加速度為g. ①步驟c中小車受到的合力為________． ②為驗(yàn)證從O→C過程中小車受到的合力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系，測(cè)出BD間的距離為x0，OC間距離為x1，則C點(diǎn)的速度為________．需要驗(yàn)證的關(guān)系式為__________．(用所測(cè)物理最的符號(hào)表示) 答案　(1)mg　(2)　mgx1＝ 解析?、傩≤噭蛩傧禄瑫r(shí)受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力為零；撤去拉力后，其余力不變，故合力等于撤去的拉力； ②勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間

10、時(shí)刻瞬時(shí)速度，故vC＝＝， 動(dòng)能增量為：MvC2＝， 合力做的功為：mgx1. 6．圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示．在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”． (1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)． ②按住小車，在小吊盤中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼． ③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)列的紙帶，在紙帶上標(biāo)

11、出小車中砝碼的質(zhì)量m. ④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③. ⑤在每條紙帶上清晰的部分，設(shè)5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，….求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a. ⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出－m關(guān)系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成________關(guān)系(填“線性”或“非線性”)． (2)完成下列填空： ①本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是__________________________________． ②設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為

12、s1、s2、s3.a可用s1、s3和Δt表示為a＝________．圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1＝________ mm，s3＝________ mm.由此求得加速度的大小a＝________ m/s2. ③圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為________，小車的質(zhì)量為__________． 答案　(1)①等間距　⑥線性 (2)①小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量 ②　24.0　47.0　1.125 ③　 解析　(1)①在平衡摩擦力時(shí)，小吊盤中不放物塊，調(diào)

13、整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列等間距的點(diǎn)，則此時(shí)說明小車做勻速運(yùn)動(dòng)； ⑥由牛頓第二定律：F＝ma可知：＝·m，在F一定時(shí)，與m成正比，故與m成線性關(guān)系． (2)①探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和遠(yuǎn)小于小車和車中砝碼的總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于小吊盤和盤中物塊受到的重力，認(rèn)為小車受到的拉力不變． ②由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx＝at2可知加速度為：a＝； 由圖示刻度尺可知：s1＝(3.65－1.25) cm＝2.40 cm＝24.0 mm，s3＝(12.00－7.30) cm＝4.70 cm＝47.0 mm， 由圖示紙帶可知：Δ

14、t′＝0.02×5 s＝0.1 s， 加速度為：a＝＝ m/s2＝1.125 m/s. ③設(shè)小車質(zhì)量為M，由牛頓第二定律得：F＝(M＋m)a 則＝m＋. 由圖3圖象可知：k＝，則小車受到的拉力F為； b＝，將F＝代入，解得小車的質(zhì)量M為. 7．用圖甲的裝置測(cè)量木塊與水平木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ時(shí)，所用木塊的質(zhì)量與重物的質(zhì)量相等．若測(cè)得木塊的加速度為a，g表示重力加速度，則： (1)動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為μ＝________．(用題中物理量的符號(hào)表示) 實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖乙所示A～E為5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)距離如圖．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為5

15、0 Hz，可求得：(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (2)打下D點(diǎn)時(shí)木塊的速度為vD＝________ m/s； (3)運(yùn)動(dòng)過程中木塊的加速度為a＝________ m/s2. 答案　(1)1－　(2)0.975　(3)3.15 解析　(1)設(shè)木塊質(zhì)量和重物質(zhì)量均為m，對(duì)重物據(jù)牛頓第二定律：mg－T＝ma，對(duì)木塊有T－μmg＝ma，聯(lián)立解得：μ＝1－； (2)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該點(diǎn)前后相鄰兩個(gè)點(diǎn)間的平均速度，故vD＝CE＝＝ m/s＝0.975 m/s；根據(jù)位移差公式Δx＝aT2得：加速度a＝＝＝ m/s2＝3.15 m/s2. 8．某實(shí)驗(yàn)小組采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置通過打點(diǎn)計(jì)

16、時(shí)器所打出的紙帶和力的傳感器的示數(shù)來研究加速度和力的關(guān)系．本實(shí)驗(yàn)已經(jīng)平衡了摩擦力，輕滑輪的摩擦不計(jì)，用M表示小車的質(zhì)量，用m表示砂桶和砂子的總質(zhì)量． (1)實(shí)驗(yàn)中，一定要進(jìn)行的操作是________． A．用天平測(cè)出m的大小 B．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源后釋放小車 C．改變砂桶中砂子的質(zhì)量，打出幾條紙帶 D．為減小誤差，要保證m遠(yuǎn)小于M (2)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，通過紙帶計(jì)算出的加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象如圖乙所示，則可求出小車的質(zhì)量M＝________ kg. 答案　(1)BC　(2)0.25 解析　(1)本題中拉力可以由力傳感器測(cè)出，不需要用天平

17、測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶(包括砂)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，故B項(xiàng)正確；改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，故C項(xiàng)正確．故選B、C兩項(xiàng)． (2)對(duì)a－F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，此題，力傳感器的示數(shù)為：F＝F合． 故小車質(zhì)量為：m＝＝ kg＝0.25 kg. 9．利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有一裝有長(zhǎng)方形擋光片的滑塊，總質(zhì)量為M，滑塊左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩和一質(zhì)量為m的小球相連．導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)

18、量擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間t.實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊由A處靜止釋放，用L表示A、B兩點(diǎn)間的距離，d表示擋光片的寬度． (1)某次實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌的傾角為θ，設(shè)重力加速度為g，則滑塊從A點(diǎn)到通過B點(diǎn)時(shí)m和M組成的系統(tǒng)的動(dòng)能增加量ΔEk＝________，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． (2)設(shè)滑塊經(jīng)過B點(diǎn)的速度為v，某同學(xué)通過改變A、B間的距離L，測(cè)得傾角θ＝37°時(shí)滑塊的v2－L的關(guān)系如圖乙所示，并測(cè)得M＝0.5m，則重力加速度g＝________ m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)　mgL－MgLsinθ　(2

19、)9.6 解析　(1)由題意，滑塊經(jīng)過點(diǎn)B時(shí)速度為： vB＝， 故系統(tǒng)的動(dòng)能增加量為：ΔEk＝(m＋M)＝； 系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量為：ΔEp＝mgL－MgLsinθ. (2)m和M組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有： mgL－MgLsinθ＝(m＋M)v2， 整理得：v2＝L， 結(jié)合圖象可得：＝， 得：g≈9.6 m/s2. 10．橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)，彈力F與伸長(zhǎng)量x成正比，即F＝kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時(shí)的長(zhǎng)度L、橫截面積S有關(guān)，理論與實(shí)踐都表明k＝，其中Y是一個(gè)由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)上稱之為楊氏模量． (1)在國(guó)際單位制中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是____

20、____． A．N B．m C．N/m D．N/m2 (2)有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應(yīng)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量出它的楊氏模量Y.首先利用刻度尺測(cè)出橡皮筋未受拉力時(shí)的長(zhǎng)度L，然后用螺旋測(cè)微器測(cè)出橡皮筋的直徑d，如圖乙所示，則d＝________ mm. (3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長(zhǎng)量x的關(guān)系圖象，該圖象為一條傾斜的直線，其斜率為k0，則該橡皮筋的楊氏模量Y＝________(用k0、d、L表示)． 答案　(1)D　(2)5.695　(3) 解析　(1)根據(jù)表達(dá)式k＝Y(jié)得：Y＝，已知k的單位是N/m，L的單位m，S的單位是m2，所以Y的單位是N/m2，故D項(xiàng)

21、正確，A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤．故選D項(xiàng)． (2)螺旋測(cè)微器固定部分讀數(shù)為5.5 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)部分讀數(shù)為19.5，故讀數(shù)為：5.5 mm＋19.5×0.01 mm＝5.695 mm. (3)根據(jù)F＝k(l－l0)可知，圖象的斜率大小等于勁度系數(shù)大小，根據(jù)k＝Y(jié)可知Y＝； 其中橫截面積：S＝ 解得：Y＝. 11．如下圖，把兩個(gè)大小相同、質(zhì)量不等的金屬球a、b用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕彈簧，置于水平桌面上，兩球到桌邊距離相等．燒斷細(xì)線，觀察兩球的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，可以驗(yàn)證兩球相互作用過程中動(dòng)量是否守恒． (1)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量是________． A．桌面到水平地面的

22、高度H B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb C．小球a、b的半徑r D．小球a、b離開桌面后空中飛行的時(shí)間t E．記錄紙上O1點(diǎn)到a球落地點(diǎn)A的距離O1A，O2點(diǎn)到b球落地點(diǎn)B的距離O2B (2)用測(cè)得的物理量驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是________． (3)事實(shí)證明，空氣阻力對(duì)球的運(yùn)動(dòng)影響可以忽略，但本實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)質(zhì)量大的球的動(dòng)量略小于質(zhì)量小的球的動(dòng)量，造成這一結(jié)果的原因是______________________． 答案　(1)BE　(2)maO1A＝mbO2B (3)摩擦力對(duì)質(zhì)量大的球的沖量大 解析　(1)以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mbvb－mava＝0，小球

23、離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，由于球的半徑相等、拋出點(diǎn)高度相同，球在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t相等，則：mbvbt－mavat＝0，即：mbO2B－maO1A＝0，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：maO1A＝mbO2B，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量?jī)尚∏虻馁|(zhì)量與小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移．故選B、E兩項(xiàng)； (2)由(1)可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：maO1A＝mbO2B； (3)小球與彈簧脫離后在桌面上運(yùn)動(dòng)過程受到摩擦力f＝μmg的作用，小球質(zhì)量m越大，小球受到的阻力越大，桌面對(duì)質(zhì)量大的球的沖量大，小球離開桌面時(shí)，質(zhì)量大的球的動(dòng)量小于質(zhì)量小的球的動(dòng)量． 12．利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固

24、定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)． (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度b，結(jié)果如圖乙所示，由此讀出b＝________mm. (2)滑塊通過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度可表示為________． (3)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ＝30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)

25、動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝________，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp＝________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． (4)在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的v2－d圖象如圖丙所示，并測(cè)得M＝m，則重力加速度g＝________ m/s2. 答案　(1)3.85　(2) (3)　gd　(4)9.6 解析　(1)寬度b的讀數(shù)為：3 mm＋17×0.05 mm＝3.85 mm； (2)由于光電門的寬度b很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．滑塊通過光電門B速度為：vB＝； (3)滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)

26、能增加量為ΔEk＝(M＋m)＝， 系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為：ΔEp＝mgd－Mgdsin30°＝(m－)gd， 比較ΔEp和ΔEk，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可認(rèn)為機(jī)械能是守恒的． (4)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有： (M＋m)v2＝gd， 則v2＝2×gd. 若v2－d圖象，則圖線的斜率：k＝2×g， 由圖象可知：k＝，則有g(shù)＝×， 代入數(shù)據(jù)解得g＝9.6 m/s2. 13．利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系．小車的質(zhì)量為M＝200.0 g，鉤碼的質(zhì)量為m＝10.0 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電． (1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的

27、影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到______________． (2)掛上鉤碼，按實(shí)驗(yàn)要求打出的一條紙帶如圖2所示．選擇某一點(diǎn)為O，一次每隔4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．用刻度尺量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx，記錄在紙帶上．計(jì)算打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度v，其中打出計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)小車的速度v1＝________ m/s. (3)將鉤碼的重力視為小車受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，利用W＝mgΔx算出拉力對(duì)小車做的功W.利用Ek＝Mv2算出小車動(dòng)能，并求出動(dòng)能的變化量ΔEk.計(jì)算結(jié)果見下表． W/(×10－3 J) 2.45 2.92 3.35 3.81 4.26

28、 ΔEk/(×10－3 J) 2.31 2.73 3.12 3.61 4.00 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖3的方格紙上作出ΔEk－W圖象． (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是略小于W.某同學(xué)猜想是由于小車所受拉力小于鉤碼重力造成的．用題中小車和鉤碼質(zhì)量的數(shù)據(jù)可算出小車受到的實(shí)際拉力F＝________． 答案　(1)小車做勻速運(yùn)動(dòng)　(2)0.228 (3)如下圖所示　(4)0.093 N 解析　(1)掛鉤碼前，為了消除摩擦力的影響，應(yīng)調(diào)節(jié)木板右側(cè)的高度，直至向左輕推小車觀察到小車做勻速運(yùn)動(dòng)，摩擦力達(dá)到平衡． (2)計(jì)數(shù)點(diǎn)1的瞬時(shí)速度v1＝＝0.228 m/s. (3)根據(jù)

29、表格中的數(shù)據(jù)作出ΔEk－W圖象如答案圖所示． (4)對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a＝，則小車受到的實(shí)際拉力F＝＝ N≈0.093 N. 14．(2018·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ)某同學(xué)用圖a所示的裝置測(cè)量木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別與木塊和彈簧測(cè)力計(jì)相連，滑輪和木塊之間的細(xì)線保持水平，在木塊上放置砝碼．緩慢向左拉動(dòng)水平放置的木板，當(dāng)木塊和砝碼相對(duì)桌面靜止且木板仍在繼續(xù)滑動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大?。炒螌?shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在下表中給出，其中f4的值從圖b中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出． 砝碼的質(zhì)量 m/kg 0.05 0.10 0.15 0.

30、20 0.25 滑動(dòng)摩擦力F/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93 回答下列問題： (1)f4＝________ N； (2)在圖c的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊未畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)并繪出f－m圖線； (3)f與m、木塊質(zhì)量M、木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ及重力加速度大小g之間的關(guān)系式為f＝________，f－m圖線(直線)的斜率的表達(dá)式為k＝________； (4)取g＝9.80 m/s2，由繪出的f－m圖線求得μ＝________．(保留2位有效數(shù)字) 答案　(1)2.75　(2)如解析圖所示 (3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40 解析　(1)指針在2.7與2.8之間，估讀為2.75 N； (2)描點(diǎn)畫線注意讓所有點(diǎn)均勻分布在線上或線的兩邊，作圖如下： (3)木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的定義知f＝μ(M＋m)g. 把公式化簡(jiǎn)可得：f＝μ(M＋m)g＝m＋μMg 所以圖象的斜率k＝μg. (4)取g＝9.80 m/s2，取圖象上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求斜率k＝＝3.9， 則μ＝＝≈0.40. 17