高考重点冲刺16天12力学实验.docx
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高考重点冲刺16天12力学实验
1.如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带,我们选N点来验证机械能守恒定律.下面举出一些计算打N点时纸带下落速度的方法,其中正确的是(T为打点周期)()
A.N点是第n个点,则vN=gnT
B.N点是第n个点,则vN=g(n-1)T
C.vN=
D.vN=
2.(2011·广东高考)如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.
(1)OD间的距离为____cm.
(2)如图乙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),斜率表示____,其大小为____m/s2(保留三位有效数字).
3.在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中,某同学的实验设计方案如图所示.则:
(1)该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,在安装时首先要___________,其次钩码和小车还需要满足的条件是________________.
(2)实验中,除位移、速度外,还需要测出的物理量有____________________.
(3)在上述实验中,打点计时器使用的交流电频率为50Hz.某同学打出的一段纸带如图所示,则小车匀速运动时的速度大小为____m/s.(计算结果保留3位有效数字)
4.在科学探究活动中,对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节.为探究物体做直线运动过程中x随t变化的规律,某实验小组经过实验和计算得到表中的实验数据.
现根据表格数据,请你在如图所示的坐标系中,纵、横轴分别选择合适的物理量和标度作出关系图线.
同时请你根据图线,分析得出物体从A→B的过程中x随t2变化的规律是______
__________________________________.
5.(2011·山东高考)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为______________________.
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为_____________.
(3)以下能引起实验误差的是_________________.
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
6.在“探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度.
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出F-L图线.
(2)由此图线可得出的结论是_____________________________.该弹簧的原长为L0=____cm,劲度系数k=____N/m.
(3)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记录实验数据的表格.(不必填写其实验测得的具体数据)
(4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较.
优点在于:
_______________________________________________________;
缺点在于:
_______________________________________________________.
7.科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时,发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律,其原理如图所示.图中O为转轴,A球固定于杆上且质量为mA,B球放在勺形槽内且质量为mB.由静止释放轻杆后,可以逆时针转动,轻杆转到竖直位置时,B球被水平抛出.
(1)要验证机械能守恒定律,首先需要测量mA、mB及两球距O点的距离LA、LB,除此之外还需要测量的物理量有___________________________________.
A.A球从释放运动到最低点的时间t
B.O离地面的高度h
C.B球落地点与O的水平距离s
D.释放轻杆时A球的高度h0
(2)下列减小实验误差的措施中,可行的有___________________.
A.开始释放时,让轻杆水平
B.支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上
C.杆的硬度尽量高
D.在同一高度多次释放A球的前提下,取B球的平均落点,然后测量s
E.尽量减小转轴O处的摩擦力
F.尽量减小B球的质量
(3)在轻杆从水平状态无初速释放的前提下,结合上述测定的物理量,可求出系统重力势能减小量为____,动能增加量为____,正常情况下会出现前者____(填“大于”或“小于”)后者.
答案解析
1.【解析】选C.物体下落的实际加速度小于g,不能采用公式v=gt计算打N点时纸带下落的速度,N点的速度为xn和x(n+1)段的平均速度,即vN=
或者用vN=
表示N点的速度,故只有C项正确.
2.【解析】由图甲D点对应的数值可以读出OD之间的距离为1.20cm.物体做匀变速直线运动,位移和时间之间的关系为s=
at2,可见在s-t2图象中的斜率表示加速度的一半,可得加速度为0.933m/s2.
答案:
(1)1.20
(2)加速度的一半0.933
3.【解析】
(1)本实验在安装仪器时首先要平衡摩擦力,其次为减小实验误差,由牛顿第二定律可知mg=(M+m)a,即a=
只有当M
m时,a≈
(2)由
(1)可以看出实验中还需要测量的物理量为钩码的重力和小车的总质量.
(3)由纸带上对应点可以读出小车匀速运动时v=
=1.40m/s.
答案:
(1)平衡小车与木板之间的摩擦力钩码的质量远小于小车的质量
(2)钩码的重力和小车的总质量(3)1.40
4.【解析】建立以x为纵轴,t2为横轴的图象如图所示,图线是一条过原点的直线,所以x与t2成正比.所以x=kt2,再由图线上的点可求出k=0.322.
答案:
图见解析x=0.322t2
5.【解析】
(1)由于小球落地和滑块撞击挡板是同时的,可以得出两个物体运动的时间相同.即
滑块:
x=
at2,小球:
H=
gt2,可得出
(2)对滑块受力分析可知
mgsinθ-μmgcosθ=ma,sinθ=
cosθ=
解得μ=
(3)由上面的表达式可知所测动摩擦因数与H、h、x有关,故选项为c、d.
答案:
(1)
(2)
(3)c、d
6.【解析】
(1)如图
(2)根据图线的特点可知弹力与弹簧的伸长成线性关系;
由ΔF=kΔL=k(L-L0)=kL-kL0
结合图象得:
L0=10cm
N/m=25N/m
(3)
(4)本实验把弹簧水平放置可以避免弹簧自身重力对实验的影响,但是弹簧与桌面间及绳子与滑轮间的摩擦又给实验带来误差.
答案:
(1)见解析图
(2)弹力与弹簧的伸长成线性关系1025
(3)见解析(4)见解析
7.【解析】
(1)验证实验中A、B两球系统的机械能守恒,应先找出A、B两球初、末状态对应的机械能,与轻杆转动时间无关,所以B、C、D三项正确.
(2)A项满足h0=h,便于计算两球初、末状态对应的机械能;B项可以保证测量操作容易控制,且便于计算重力势能的变化量;C项避免弹性势能的参与;D项是多次测量求平均值;E项减小摩擦力能减少机械能向内能的转化;F项中B球应当尽量选用密度大的,以减小空气阻力,而与质量无关,所以A、B、C、D、E项均正确.
(3)轻杆从水平状态无初速释放,转到竖直位置过程中,A球重力做正功,B球重力做负功,且B球脱离勺形槽后做平抛运动,所以系统势能的减少量为(mALA-mBLB)g,动能的增加量为
mAvA2+
mBvB2,vB=
联立解得动能的增加量为
因为有阻力,所以势能减小量一般大于动能增加量.
答案:
(1)B、C、D
(2)A、B、C、D、E
(3)(mALA-mBLB)g
大于
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