2019届高三物理二轮复习 九力学实验---精校解析Word版

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1、热点九　力学实验力学实验的关键是测量速度和加速度，利用打点计时器在与小车(物块)连接在一起的纸带上打出的点迹，可以得到位移、速度、加速度、时间等物理量，小小纸带连接高考重点考查的五个力学实验；研究匀变速直线运动，测定动摩擦因数，探究加速度与力、质量的关系，探究动能定理，验证机械能守恒定律，真可谓“小纸带、大内涵”。考向一　游标卡尺与螺旋测微器的读取　(2018·南阳第三次月考)用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图1甲所示，此示数为________mm，用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为________mm。图1[

2、解析]　螺旋测微器的固定刻度读数6mm，可动刻度读数为0.1mm×12.5＝0.125mm，所以最终读数为6mm＋0.125mm＝6.125mm；游标卡尺的主尺读数为6.3cm，游标尺上第12个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标读数为0.05mm×12＝0.60mm＝0.060cm，所以最终读数为6.3cm＋0.060cm＝6.360cm＝63.60mm。[答案]　6.125　63.60考向二　以纸带为中心的实验　“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图2甲所示，已知打点计时器所用电源频率为50Hz，试回答下列问题。　图2(1)实

3、验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标出，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。根据测量结果计算：打C点时小车的速度大小为______m/s；小车运动的加速度大小为______m/s2。(结果保留3位有效数字)(2)平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a－F图线如图丙所示，此图线不能过原点的主要原因是__________________

4、_____________________________。(3)在某次利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码个数不变，小车自身的质量保持不变(已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量)，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码，进行多次实验，得到多组数据，以小车上砝码的质量m为横坐标，相应加速度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的－m关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，图线的斜率为k，则小车受到的拉力大小为______，小车的质量为______。[解析]　(1)纸带上两相邻

5、计数点的时间间隔为T＝0.10s，s1＝9.50cm、s2＝11.00cm、s3＝12.55cm、s4＝14.00cm、s5＝15.50cm、s6＝17.05cm，由匀变速直线运动中，物体在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可知打C点时小车的速度大小为vC＝代入数值得vC＝1.18m/s，小车的加速度大小为a＝，代入数值得a＝1.50m/s2。(2)平衡摩擦力后，F＝0时就产生了加速度，说明未计入砝码盘的重力。(3)当小车上无砝码时，小车加速度为a0＝，设小车的质量为M，则小车受到的拉力为F＝Ma0＝；图丁中图线的函数关系式

6、满足＝km＋b，根据牛顿第二定律得F＝(m＋M)a，可解得M＝，F＝。[答案]　(1)1.18　1.50　(2)未计入砝码盘的重力(3)　考向三　力学创新实验　某同学用如图3甲所示装置测小滑块与桌面间的动摩擦因数。实验过程如下：一轻质弹簧放置在粗糙水平固定桌面MN上，弹簧左端固定，弹簧处于原长时，右端恰好在桌面边缘处，现用一个小滑块压缩弹簧并用销扣锁住。已知当地的重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k。　图3(1)实验中涉及下列操作步骤：①用天平测量出小滑块的质量m，查出劲度系数为k的弹簧的形变量为x时的弹性势能的大小为Ep＝kx2。②测量桌面到地

7、面的高度h和小滑块抛出点到落地点的水平距离s。③测量弹簧压缩量x后解开锁扣。④计算小滑块与水平桌面间的动摩擦因数。Ⅰ.上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)。Ⅱ.上述实验测得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的大小为________。(2)再通过更换材料完全相同、但大小和质量不同的滑块重复操作，得出一系列滑块质量m与它抛出点到落地点的水平距离s。根据这些数值，作出s2－图像，如图乙所示，由图像可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ＝__________；每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是__________。(用b，a，x

8、，h，g表示)[解析]　(1)由平抛运动规律：s＝vt，h＝gt2，解得v＝s。设弹簧被压缩时的弹性势能为Ep，由能量守恒得Ep＝μmgx＋mv2，而