2019高考物理二轮复习 专题七 实验技能与创新 1-7-14 力学实验与创新训练

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1、1-7-14力学实验与创新课时强化训练1.(2018·山东菏泽一模)(6分)某同学利用如图甲所示的实验装置探究“物体的加速度与合外力的关系”,具体实验步骤如下:A.按图示装置安装器材;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且使小车上的挡光板通过两个光电门的时间相等;C.取下细绳和砂桶,测量砂桶和砂子的总质量m并记录;D.把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门1和光电门2时显示的时间;E.重新挂上细绳和砂桶,改变砂桶中砂子的质量,重复B~D步骤。(1)如图乙所示,用游标卡尺测量挡光片的宽度d

2、=__________。(2)下列有关本实验的说法正确的是__________。A.砂桶和砂子的总质量必须远小于小车的质量B.小车的质量必须远小于砂桶和砂子的总质量C.平衡摩擦力时要取下细绳和砂桶D.平衡摩擦力时不需要取下细绳和砂桶(3)若挡光片的宽度为d,光电门1、光电门2之间的距离为l,显示的时间分别为t1、t2,则小车的加速度为__________。[解析](1)主尺读数为0.6cm,游标尺读数为15×0.05mm=0.75mm=0.075cm,故挡光片宽度为0.675cm。(2)因实验操作中,平衡摩擦力时,小车在细绳的拉力作用

3、下做匀速直线运动,而取下细绳和砂桶后,小车沿木板做匀加速直线运动,小车所受合外力等于砂桶及砂子的总重力,则分析各选项可知只有D正确。(3)由-=2al,可知a=。[答案](1)0.675cm (2)D (3)2.(2017·湖北七市三月模拟)某同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了如图所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h。(1)调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表,为了形象直观地反映vA和h的关系,应选择_

4、_________(填“vA”、“v”或“v”)为纵坐标,并在坐标纸中标明纵坐标,画出图像。组次123456h/m0.050.100.150.200.250.30v/(m·s-1)1.231.732.122.462.743.00v/(s·m-1)0.810.580.470.410.360.33v/(m2·s-2)1.503.004.506.057.519.00(2)当地重力加速度g取10m/s2,结合图像分析,杆转动时的动能Ek=__________。(请用质量m、速度vA表示)[解析](1)由表中数据可看出,h与v成正比,因此应选择

5、v为纵坐标,描点画线,可得到一条过原点的直线。(2)据机械能守恒得Ek=mgh,由图像得h=v,则Ek=mg·v=mv。[答案](1)v 图像如图所示 (2)mv[易错点拨]①注意杆重心下降的高度为。②vA是杆的A端运动的速度,故杆的动能不等于mv。③杆的平均速度=。3.(2018·江西上饶六校一联)利用如图所示的装置可以“测定滑块与桌面间的动摩擦因数”和“验证碰撞中的动量守恒”,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,测出小滑块在水平桌面上滑行的距离x1(图甲);然后将小滑块B

6、放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,测出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙),圆弧轨道的半径为R,A和B完全相同,重力加速度为g。(1)小滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=__________(用R和g表示)。(2)小滑块与桌面间的动摩擦因数μ=__________(用R和x1表示)。(3)若x1和x2的比值=__________,则验证了A和B碰撞过程中动量守恒。[解析](1)因为圆弧轨道光滑,小滑块下滑过程中机械能守恒,则有mgR=mv2,得v=。(2)由能量守恒有mgR=μmg

7、x1,得μ=。(3)若A和B碰撞时动量守恒,则有mv=2mv′,得v′=,由能量守恒有·2mv′2=μ·2mgx2,得==4,故当=4时A和B碰撞时动量守恒。[答案](1) (2)R/x1 (3)44.(2018·安徽A10联盟)在“验证牛顿运动定律”的实验中,某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验。(1)用20分度的游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示,则宽度d=__________cm。(2)接通气源,调节气垫导轨水平,让滑块从不同位置由静止释放,记录挡光片通过光电门的挡光时间t,测出释放点到光电门的间距为s,以s为纵轴,为横轴

8、作图,得到的图像是一条过原点的倾斜直线,且斜率为k,则滑块的加速度a=__________(用d、k表示)。(3)若以测得的滑块加速度a为纵轴,所挂钩码的重力代替拉力F,作出如图丙中图线1。为了减小误差,该兴趣小组将一个

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