二輪復(fù)習(xí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題

1、二輪復(fù)習(xí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題 -武漢一中 何靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則力學(xué)實(shí)驗(yàn)2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則 原型 （2014年新課標(biāo)全國(guó)卷） 某同學(xué)利用圖（a）所示實(shí)驗(yàn)裝置即數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車(chē)加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖（b）所示，實(shí)驗(yàn)中小車(chē)（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車(chē)的加速度由

2、位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到，回答下列問(wèn)題：（1）根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成 非線(xiàn)性 （填“線(xiàn)性”或“非線(xiàn)性”）的關(guān)系。（2）由圖（b）可知，圖線(xiàn)不經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)點(diǎn)，可能的原因是 存在摩擦力 。（3）若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，小車(chē)的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車(chē)受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是 調(diào)整軌道傾斜度以平衡摩擦力 ，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件是 遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量 。1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))力學(xué)實(shí)驗(yàn)2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)

3、系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則 創(chuàng)新 （2013年新課標(biāo)全國(guó)卷）圖（a）為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下：用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M，重物的質(zhì)量m；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d；用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離s；調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線(xiàn)水平；讓物塊從光電門(mén)A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間tA和tB,求出加速度a；多次重復(fù)步驟，求a的平均；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)擦因數(shù)?；卮鹣铝袨轭}：（1）測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺（主尺的最小分度為1mm）的示如圖（b）所示。其讀數(shù)為 cm。（2）物塊的加速度a可用d、s、tA和tB表示為：

4、（3）動(dòng)摩擦因數(shù)可用M、m、和重力加速度g表示為：（4）如果細(xì)線(xiàn)沒(méi)有調(diào)整到水平.由此引起的誤差屬于 （填“偶然誤差”或”系統(tǒng)誤差”）。1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))系統(tǒng)誤差0.960力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）原型 1（2016年新課標(biāo)全國(guó)卷）某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖（b）所示。該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交

5、流電的頻率，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。（1）若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用和圖（b）中給出的物理量可以寫(xiě)出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為 ，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為 ，重物下落的加速度大小為 （2）已測(cè)得=8.89 cm，=9.50 cm，=10.10 cm；當(dāng)重力加速度大小為9.80 m/，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出為 40 Hz。力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）原型 2

6、某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖中小車(chē)是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W，當(dāng)用2條、3條，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致。每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)、刻度尺和 交流電源。(2)木板傾斜的目的是為了 平衡摩擦力。(3)若木板水平放置，小車(chē)在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車(chē)速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車(chē)所在的位置，下列說(shuō)法正確的是（B）A橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)C小車(chē)在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線(xiàn)處(4

7、)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶 GK 部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)上面所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母)。(5)若Wv2圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線(xiàn)，則說(shuō)明 W與v2成正比 。力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）創(chuàng)新（2013年新課標(biāo)全國(guó)卷）某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）

8、所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開(kāi)桌面后落到水平地面。通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等。已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測(cè)量下列物理量中的 ：A.小球的質(zhì)量m B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離sC.桌面到地面的高度hD.彈簧的壓縮量xE.彈簧原長(zhǎng)l0（2）用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek，得Ek= 。（3）圖（b）中的直線(xiàn)是實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的sx圖線(xiàn)。由圖（b）中給出的直線(xiàn)關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與x的 次方成正比。從理論上可推出，如果h不變。m增加，sx圖

9、線(xiàn)的斜率會(huì) （填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，sx圖線(xiàn)的斜率會(huì) （填“增大”、“減小”或“不變”）。力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng)）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）創(chuàng)新（2013年新課標(biāo)全國(guó)卷）【解析】（1）根據(jù)小球被拋出時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式： ，需要測(cè)量小球的質(zhì)量，A項(xiàng)正確；根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以求出小球的初速度：水平方向：s=v0t，豎直方向： ，解得： ，所以需要測(cè)量小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s和桌面到地面的高度h。（2）由（1）問(wèn)所述可知s=v0t ，

10、 ， ， 聯(lián)立以上各式可得 ： 。（3） ，則 ，Ep= 故sx圖線(xiàn)的斜率與 成正比。若h不變m增加，則斜率減?。蝗鬽不變h增加，則斜率增大。由于sx圖線(xiàn)為直線(xiàn)，故Ep（x）2。力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則原型 如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器“可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙，記下重垂線(xiàn)所指的位置O接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上重復(fù)多次，用盡

11、可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線(xiàn)段OM、OP、ON的長(zhǎng)度上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線(xiàn)段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量( C )AA、B兩點(diǎn)間的高度差h1BB點(diǎn)離地面的高度h2C小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2D小球1和小球2的半徑r當(dāng)所測(cè)物理量滿(mǎn)足表達(dá)式 （用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律創(chuàng)新完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述

12、裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無(wú)縫連接使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M、P、N用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為 （用所測(cè)物理量的字母表示） 3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運(yùn)動(dòng))m1OP=m1OM+m2ON力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))2、 驗(yàn)證機(jī)械能守恒 （探究動(dòng)能定理）4、探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系5、驗(yàn)證力的平行四邊形定則創(chuàng)新解析:根據(jù)動(dòng)量守恒得，m1OP=m1OM+m2ON，所以除了測(cè)量線(xiàn)段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量是小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2選C因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞時(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當(dāng)所測(cè)物理量滿(mǎn)足表達(dá)