備考“最后天”大沖刺物理九力學(xué)實(shí)驗(yàn)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題九力學(xué)專題九力學(xué)實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)考點(diǎn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)例題例題（2016·天津高考)某同學(xué)利用如圖所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（1)實(shí)驗(yàn)中，必須的措施是________.A．細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行B．先接通電源再釋放小車C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量D．平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力(2）他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫出）。s1＝3。59cm，s2＝4。41cm,s3＝5。19cm，s4＝5。97cm，s5＝6。78cm，s6＝7.64cm。則小車的加速度a＝________m/s2（要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝________m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【解析】（1）利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為順利完成實(shí)驗(yàn),保證實(shí)驗(yàn)效果，細(xì)線與長(zhǎng)木板要平行，否則小車受力會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)A正確；為打的點(diǎn)盡量多些，需先接通電源，再釋放小車，選項(xiàng)B正確；本題中只要保證小車做勻變速運(yùn)動(dòng)即可，無(wú)需保證小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，小車與長(zhǎng)木板間可以有不變的摩擦力,無(wú)需平衡摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故必要的措施是A、B選項(xiàng)。(2)由s4－s1＝3aT2、s5－s2＝3aT2、s6－s3＝3aT2知加速度a＝eq\f（s4＋s5＋s6－s1－s2－s3,9T2）＝0.80m/s2打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝eq\f(s1＋s2，2T）＝0.40m/s?！敬鸢浮浚?)AB(2)0。800。40【解題技巧】1。兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的不同(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6V以下低壓50Hz交流電源，用振針打點(diǎn)，每隔0.02s打一次點(diǎn)。(2）電火花計(jì)時(shí)器使用220V50Hz交流電源，電火花打點(diǎn)，每隔0。02s打一次點(diǎn)。2。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的判斷連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量，即x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝恒量，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。3。由紙帶求物體速度的方法根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度vn＝eq\f(xn+xn+1,2T).4。由紙帶用逐差法求加速度即根據(jù)x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間）,求出a1＝eq\f（x4－x1，3T2),a2＝eq\f(x5－x2，3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2），再算出a1、a2、a3的平均值a＝eq\f(a1＋a2＋a3，3)＝eq\f（x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2），即為物體的加速度?？键c(diǎn)考點(diǎn)二探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系例題例題某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（1）圖甲是不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度，其示數(shù)為7.73cm，圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量l為cm；(2)本實(shí)驗(yàn)通過(guò)在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來(lái)改變彈簧的彈力，關(guān)于此操作，下列選項(xiàng)中規(guī)范的做法是；（填選項(xiàng)前的字母)A。逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重B。隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重（3)圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長(zhǎng)量l與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是?！窘馕觥浚?）由題圖乙知，讀數(shù)為14.66cm，所以彈簧伸長(zhǎng)14。66cm-7.73cm=6.93cm；（2)若隨意增減砝碼,會(huì)使作圖不方便，也有可能會(huì)超出彈簧形變范圍，所以應(yīng)逐一增掛鉤碼；（3）由題圖丙知AB段伸長(zhǎng)量與彈力不成線性關(guān)系,是因?yàn)殂^碼重力超過(guò)彈簧彈力范圍.【答案】（1)6.93(2）A(3）鉤碼重力超過(guò)彈簧彈力范圍【解題技巧】1．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）F-x圖像和F-l圖像的斜率均表示彈簧的勁度系數(shù).（2)F。x圖像理論上應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，但彈簧自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響可引起F。x圖像發(fā)生平移。(3)F。l圖像與l軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧原長(zhǎng).2．描點(diǎn)法作圖（1)由于實(shí)驗(yàn)存在誤差，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出的點(diǎn)可能不全在一條直線上。(2）連線時(shí)應(yīng)讓直線通過(guò)盡量多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)盡量對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)，偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去.3．實(shí)驗(yàn)誤差分析（1)懸掛的鉤碼質(zhì)量與實(shí)際質(zhì)量不同將影響所描繪各點(diǎn)的位置.（2)所懸掛鉤碼的個(gè)數(shù)越多，質(zhì)量偏差越大.考點(diǎn)考點(diǎn)三驗(yàn)證力的平行四邊形定則例題例題在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力,使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示。請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；②記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2,沿每條細(xì)繩（套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn),用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；③只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O,記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3，_______________________________________________________________________；④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3;⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！窘馕觥竣塾勉U筆描出繩上的幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線(畫拉力的方向)，目的是得到同兩分力產(chǎn)生相同效果的這個(gè)力的方向。⑥F與F3作比較，即比較用平行四邊形作出的合力和產(chǎn)生相同效果的實(shí)際的力是否一致，即可驗(yàn)證力的平行四邊形定則的正確性?！敬鸢浮竣垩卮藭r(shí)細(xì)繩（套）的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線⑥F與F3【解題技巧】1.實(shí)驗(yàn)原理的理解（1）用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，拉力F′的方向一定沿AO方向。（2）因存在誤差讀數(shù)誤差、作圖誤差等,由平行四邊形定則作出的合力不一定沿AO方向。（3）本實(shí)驗(yàn)中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的作用效果與兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的共同作用效果相同，具有等效替代關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)操作步驟（1）兩次拉橡皮條時(shí)結(jié)點(diǎn)O完全重合，以保證力F1、F2的合力與F′的作用效果相同。（2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)及拉力方向.考點(diǎn)考點(diǎn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系例題例題某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.（1)下列做法正確的是________(填字母代號(hào))。A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí),將裝有砝碼的砝碼桶通過(guò)定滑輪拴在木塊上C．實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度（2）為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。(選填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)（3）甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知,m甲________m乙,μ甲________μ乙。(選填“大于"“小于”或“等于”)【解析】①在利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行,選項(xiàng)A正確。木塊下滑是受到重力、支持力、細(xì)線拉力和摩擦力，要使細(xì)線拉力等于木塊的合力，需要使木板傾斜，木塊重力沿斜面方向的分力等于摩擦力。在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，應(yīng)該去掉裝有砝碼的砝碼桶，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源再放開(kāi)木塊,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.通過(guò)增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度,選項(xiàng)D正確。②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上硅碼的總質(zhì)量。③在沒(méi)有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，由牛頓第二定律，F(xiàn)-μmg=ma，得到a=F/m—μg。對(duì)比圖象，可得m甲小于m乙μ甲大于μ乙。【答案】(1)AD(2）遠(yuǎn)小于(3）小于大于【解題技巧】1.實(shí)驗(yàn)操作步驟1平衡木塊的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，砝碼桶不能拴在木塊上.2改變木塊質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)木塊。2.實(shí)驗(yàn)原理的理解（1）平衡木塊摩擦力后，細(xì)繩的拉力即為木塊的合外力。(2)只有滿足砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量時(shí)，細(xì)繩的拉力才近似等于砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力。3。利用圖像分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)因沒(méi)有平衡摩擦力，a。F圖線為不過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。(2）利用a-F圖線的斜率、截距的意義比較m、μ的大小。考考點(diǎn)五探究動(dòng)能定理例題例題用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)補(bǔ)充完整下列實(shí)驗(yàn)步驟的相關(guān)內(nèi)容：(1）用天平測(cè)量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m0；用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______cm；按圖甲所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T之間的距離s;(2)在砝碼盤中放入適量砝碼；適當(dāng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，直到輕推小車,遮光片先后經(jīng)過(guò)光電門A和光電門B的時(shí)間相等；(3)取下細(xì)線和砝碼盤,記下________（填寫相應(yīng)物理量及其符號(hào))；(4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門A和光電門B所用的時(shí)間ΔtA和ΔtB;(5）步驟(4）中，小車從光電門A下滑至光電門B過(guò)程合外力做的總功W合＝__________________，小車動(dòng)能變化量ΔEk＝______________（用上述步驟中的物理量表示,重力加速度為g），比較W合和ΔEk的值，找出兩者之間的關(guān)系;(6）重新掛上細(xì)線和砝碼盤,改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復(fù)（2）~(5）步驟。（7)本實(shí)驗(yàn)中，以下操作或要求是為了減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________。A．盡量減小兩光電門間的距離sB．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行C．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量【解析】(1）由于游標(biāo)卡尺是20分度,所測(cè)遮光片的寬度應(yīng)是主尺讀數(shù)與游標(biāo)尺兩讀數(shù)之和，即5mm＋4×0。05mm＝5。20mm＝0。520cm。（3）在砝碼盤中放入適量砝碼,適當(dāng)調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過(guò)光電門A和光電門B的時(shí)間相等，這一步目的是使取下細(xì)線和砝碼盤后小車運(yùn)動(dòng)所受合外力等于砝碼和砝碼盤的重力(m＋m0)g，所以當(dāng)取下細(xì)線和砝碼盤時(shí)，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m。(5)小車從光電門A下滑至光電門B過(guò)程中合外力做的總功W合＝（m＋m0)gs，小車動(dòng)能變化量ΔEk＝eq\f(1,2)Meq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（d,ΔtB)））2－eq\f(1，2）Meq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（d，ΔtA））)2，比較W合和ΔEk的值，找出兩者之間的關(guān)系。（7)盡量減小兩光電門間的距離s,會(huì)增大誤差,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，這樣細(xì)線拉力等于小車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合外力，有利于減小誤差，選項(xiàng)B正確;本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有用砝碼和砝碼盤的重力代替細(xì)線的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。【答案】（1)0。520（3）砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m（5）（m＋m0)gseq\f（1，2）Meq\b\lc\(\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f(d,ΔtB）)）2－eq\f(1,2)Meq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(d,ΔtA）））2（7）B【解題技巧】1.實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1利用氣墊導(dǎo)軌替代長(zhǎng)木板,實(shí)驗(yàn)中不必再平衡滑塊的摩擦力。2利用光電門測(cè)量滑塊運(yùn)動(dòng)的速度更準(zhǔn)確.3利用力傳感器測(cè)量細(xì)繩的拉力更方便。2.實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新1實(shí)驗(yàn)研究滑塊通過(guò)兩光電門之間的過(guò)程中合外力做功與動(dòng)能改變量的關(guān)系，研究對(duì)象為滑塊、擋光條和拉力傳感器整體。2因用拉力傳感器直接測(cè)細(xì)繩拉力大小，故不必滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質(zhì)量?？键c(diǎn)考點(diǎn)六驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律例題例題(2016·北京高考)利用如圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。甲（1）為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的________.A．動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量B．速度變化量和勢(shì)能變化量C．速度變化量和高度變化量（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材中,還必須使用的兩種器材是________.A．交流電源B．刻度尺C．天平（含砝碼)（3）實(shí)驗(yàn)中,先接通電源，再釋放重物,得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T.設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp＝____________,動(dòng)能變化量ΔEk＝__________.乙(4）大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量,原因是________。A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度B．利用公式v＝eq\r（2gh）計(jì)算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法(5）某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷:若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確.【解析】(1)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，重物下落，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加,要驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,需比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量大小是否相等，故選A。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)用到電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則必須使用交流電源。在計(jì)算動(dòng)能和勢(shì)能變化量時(shí)，需用刻度尺測(cè)量位移和重物下落高度.在比較動(dòng)能變化量和勢(shì)能變化量是否相等時(shí)需驗(yàn)證eq\f（1，2)m(v22－v12）＝mgh是否成立，而等式兩邊可約去質(zhì)量m，故不需要天平。故選A、B。(3）從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物下落hB，重力勢(shì)能減少，則重物的重力勢(shì)能變化量ΔEp＝－mghB。動(dòng)能增加，則動(dòng)能的變化量ΔEk＝eq\f(1,2)mvB2－0＝eq\f（1，2）meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f（hC－h(huán)A,2T)））2－0＝eq\f（1,2)meq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（hC－h(huán)A,2T）））2。(4)重物在下落過(guò)程中，除受重力外還存在空氣阻力和摩擦阻力的影響,重物的重力勢(shì)能要轉(zhuǎn)化為重物的動(dòng)能和內(nèi)能,則重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，選項(xiàng)C正確。(5）不正確。v2。h圖像為一條直線，僅表明物體所受合力恒定，與機(jī)械能是否守恒無(wú)關(guān)。例如，在本實(shí)驗(yàn)中若存在恒定阻力，則物體的機(jī)械能不守恒，但mgh－Ffh＝eq\f（1，2）mv2，v2＝2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1（g－\f（Ff，m))）h，v2-h為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，故該同學(xué)判斷不正確。要想通過(guò)v2.h圖像的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,還必須看圖像的斜率是否接近2g.【答案】(1）A（2）AB(3）－mghBeq\f(1,2)meq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f(hC－h(huán)A，2T))）2（4)C（5）該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確。在重物下落h的過(guò)程中，若阻力Ff恒定,根據(jù)動(dòng)能定理得，mgh－Ffh＝eq\f(1,2）mv2－0?v2＝2eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1(g－\f(Ff,m))）h可知，v2。h圖像就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線。要想通過(guò)v2。h圖像的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g.【解題技巧】1.考查利用紙帶求重物速度計(jì)算公式:eq\a\vs4\al(2。考查數(shù)據(jù)處理方法，1系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk＝\f(1，2）m1＋m2v52。,2系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝m2－m1gh5。，3注意計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字要求.）3．考查實(shí)驗(yàn)誤差分析因空氣阻力、紙帶與限位孔間的阻力、滑輪軸間阻力做負(fù)功，使系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量大于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量.eq\a\vs4\al（4.利用\f(v2,2）。h圖像處理數(shù)據(jù),由\f（1,2）m1＋m2v2＝m2－m1gh，，\f(1,2)m1＋m2＝m2－m1可知，\f(v2,2）＝\f（g，2）h。,故\f（v2,2）-h圖線的斜率k＝\f(g，2）。)考點(diǎn)七考點(diǎn)七驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律例題例題(2017·黃岡檢測(cè)）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會(huì)從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向;④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間;已知碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)；⑥先__________________，然后________,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng);⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出較理想的紙帶如圖乙所示；⑧測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g。(1）請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容（填到步驟⑥橫線上）.(2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0。02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_(kāi)_____kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為_(kāi)_____kg·m/s。(保留3位有效數(shù)字)(3）試說(shuō)明(2）問(wèn)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是______________________________?！窘馕觥浚?)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源，后放開(kāi)滑塊1。(2)作用前滑塊1的速度v1＝eq\f（0.2，0.1）m/s＝2m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為0。310×2kg·m/s＝0.620kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v＝eq\f(0。168，0.14)m/s＝1。2m/s，其質(zhì)量與速度的乘積之和為(0.310＋0.205)×1.2kg·m/s＝0.618kg·m/s.（3)相互作用前后動(dòng)量減小的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦?！敬鸢浮?1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1（2）0。6200.618(3）紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦【解題技巧】方案提醒（1)若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行驗(yàn)證,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，應(yīng)注意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。（2）若利用擺球進(jìn)行驗(yàn)證,兩擺球靜止時(shí)球心應(yīng)在同一水平線上，且剛好接觸,擺線豎直，將擺球拉起后，兩擺線應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。(3）若利用兩小車相碰進(jìn)行驗(yàn)證，要注意平衡摩擦力。(4)若利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證，安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整斜槽，使斜槽末端水平，且選質(zhì)量較大的小球?yàn)槿肷湫∏?。誤差分析1．系統(tǒng)誤差:主要來(lái)源于裝置本身是否符合要求。（1)碰撞是否為一維。(2)實(shí)驗(yàn)是否滿足動(dòng)量守恒的條件,如氣墊導(dǎo)軌是否水平，兩球是否等大，用長(zhǎng)木板實(shí)驗(yàn)時(shí)是否平衡掉摩擦力。2．偶然誤差：主要來(lái)源于質(zhì)量m1、m2和碰撞前后速度(或水平射程)的測(cè)量.3．探究結(jié)論：尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不變.1.某同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?)請(qǐng)完成以下主要實(shí)驗(yàn)步驟:按圖(a）安裝實(shí)驗(yàn)器材并連接電源;豎直提起系有重物的紙帶，使重物(填“靠近”或“遠(yuǎn)離"）計(jì)時(shí)器下端；，，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn).（2）圖(b)和（c）是實(shí)驗(yàn)獲得的兩條紙帶，應(yīng)選?。ㄌ睢癰”或“c”)來(lái)計(jì)算重力加速度。在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，主要原因是空氣阻力?【答案】（1）靠近先通電源再釋放紙帶(2）b紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力【命題意圖】本題考查“測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)【試題解析】（1)由實(shí)驗(yàn)裝置示意圖可知,需要通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下若干點(diǎn)，來(lái)研究重物的下落運(yùn)動(dòng),因此開(kāi)始時(shí),重物要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以確保有限長(zhǎng)度的紙帶能夠用來(lái)打點(diǎn)的有效部分足夠長(zhǎng)，本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)量重力加速度,因此要讓紙帶上第一個(gè)打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重物速度為0,所以需要先接通電源，再釋放紙帶。(2）對(duì)照兩條紙帶發(fā)現(xiàn)，紙帶b點(diǎn)跡間隔逐漸變大，而紙帶c點(diǎn)跡間隔先逐漸變大后逐漸變小，說(shuō)明c對(duì)應(yīng)的重物運(yùn)動(dòng)先加速,后減速,與自由落體運(yùn)動(dòng)特征不符，因此應(yīng)選用紙帶b,自由落體運(yùn)動(dòng)的前提是物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng),而現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中,重物在下落過(guò)程中還受到空氣阻力作用,以及紙帶在穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的過(guò)程中,受到摩擦阻力的作用。2．(2017沈陽(yáng)東北育才學(xué)校模擬)科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié):提出問(wèn)題,作出假設(shè)，制定計(jì)劃，搜集證據(jù),評(píng)估交流等。一組同學(xué)研究“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過(guò)程如下：A.有同學(xué)認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)B.他們計(jì)劃利用一些“小紙杯”作為研究對(duì)象，用超聲測(cè)距儀等儀器測(cè)量“小紙杯”在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以驗(yàn)證假設(shè)。C.在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，同學(xué)們首先測(cè)量了單只“小紙杯”在空中下落過(guò)程中不同時(shí)刻的下落距離，將數(shù)據(jù)填入表中。然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落，分別測(cè)出它們的速度—時(shí)間圖線，如圖線所示（1、2、3、4、5分別為紙杯個(gè)數(shù)）.D。同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后，證實(shí)了他們的假設(shè)。回答下列提問(wèn)：（1)與上述過(guò)程中C步驟相應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)是________；(2)結(jié)合表格與圖線,表中x處的值應(yīng)為_(kāi)_______；（3）根據(jù)圖線的特點(diǎn)，可知“小紙杯"在達(dá)到平衡狀態(tài)之前做__________運(yùn)動(dòng),空氣阻力f與最終運(yùn)動(dòng)速度v的大致關(guān)系為.時(shí)間(s)下落距離(m)0。00.0000.40.0360.80.4691。20.9571。61。4472。0x【答案】(1）搜集證據(jù)（2)1。937（3)加速度逐漸減小的加速f∝v2

【考點(diǎn)】牛頓第二定律、圖象【解析】(1）步驟C是按照一定的原理測(cè)量出需要的數(shù)據(jù)，以便對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，是搜集證據(jù)；（2）單個(gè)紙杯0.8s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同，所以；(3)速度時(shí)間圖象上某點(diǎn)的切線的斜率表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻物體的加速度，圖中五條曲線都逐漸變平，故都表示加速度逐漸減小，最后做勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)紙杯勻速下落時(shí)，空氣阻力與紙杯重力平衡,由速度的數(shù)值和紙杯個(gè)數(shù)的關(guān)系可得出：.3．(2017合肥一中一模)“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示，實(shí)驗(yàn)中用所掛鉤碼的重量作為細(xì)線對(duì)小車的拉力F，通過(guò)增加鉤碼的數(shù)量，多次測(cè)量,可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如圖b所示。(1）圖線__________(填“①”或者“②")是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的。(2）在軌道水平時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的阻力_________N。(3)圖b中，拉力F較大時(shí)，a-F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差，為避免此誤差可采取的措施是____________(填選項(xiàng)字母）A。調(diào)整軌道的傾角,在未掛鉤碼時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)B.在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量C.將無(wú)線力傳感器捆綁在小車上，再將細(xì)線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力D.更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)【答案】(1)①(2）0。5（3）C【考點(diǎn)】用DIS研究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)【解析】（1)當(dāng)滑塊在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于受到摩擦力作用，故當(dāng)F達(dá)到一定條件時(shí)，滑塊才具有加速度，所以①是在軌道右側(cè)抬高情況下得到的圖象。（2)圖線②是在軌道水平時(shí)做的實(shí)驗(yàn)，由圖象可知：當(dāng)拉力等于0。5N時(shí)，加速度恰好為零，即剛好拉動(dòng)小車，此時(shí)。（3)隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時(shí)圖（b)的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，而我們把用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，所以消除此誤差可采取的簡(jiǎn)便且有效的措施應(yīng)該測(cè)量出小車所受的拉力，即在鉤碼與細(xì)繩之間放置一力傳感器，得到力F的數(shù)值，在作出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖象，C正確。4．（2017深圳中學(xué)模擬考試）某同學(xué)做“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為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(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)如果沒(méi)有操作失誤，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D。建立物理模型法(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要的步驟是:A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上;B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套；C.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O，記錄下O點(diǎn)的位置，讀出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);D.按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；E。只用一只彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長(zhǎng)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F′的圖示；F。比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論。上述步驟中，①有重要遺漏的步驟的序號(hào)是和;②遺漏的內(nèi)容分別是和。【答案】（1）（2）B(3)CE未記下兩條細(xì)繩的方向未說(shuō)明把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O【考點(diǎn)】驗(yàn)證力的平行四邊形定則【解析】(1)F是通過(guò)作圖的方法得到合力的理論值,而是通過(guò)一個(gè)彈簧稱沿AO方向拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，使得一個(gè)彈簧稱的拉力與兩個(gè)彈簧稱的拉力效果相同，測(cè)量出的合力。故方向一定沿AO方向的是。(2）合力與分力是等效替代的關(guān)系，所以本實(shí)驗(yàn)采用的等效替代法，故選項(xiàng)B正確.(3)本實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則，采用的方法是作力的圖示法，作出合力、理論值和實(shí)際值，然后進(jìn)行比較，得出結(jié)果。所以,實(shí)驗(yàn)時(shí)，除記錄彈簧秤的示數(shù)外，還要記下兩條細(xì)繩的方向，以便確定兩個(gè)拉力的方向，這樣才能作出拉力的圖示。步驟C中未記下兩條細(xì)繩的方向；步驟E中未說(shuō)明把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到位置O。5．某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f=50Hz。在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖所示,A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離:xA=16.6mm，xB=126.5mm，xD=624。5mm.若無(wú)法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知:(1）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_(kāi)_______s；(2）打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為_(kāi)_______m/s（取2位有效數(shù)字）;(3)物體的加速度大小為_(kāi)_______(用xA、xB、xD和f表示）?！敬鸢浮?1)0。1（2）2.5（3)【考點(diǎn)】測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度【解析】（1)因?yàn)槊扛?個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，故相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0。02s×5=0.1s;（2）打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為vC==2.5m/s;(3)物體的加速度大小為a=，因?yàn)樽鰟蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的物體，相鄰時(shí)間位移的增加量是相等的，即3（xC－xB)=xD－xA，代入即可得a=。6．某興趣小組利用如圖所示的裝置來(lái)“探究合外力的功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”。他們通過(guò)改變光電門的位置和懸掛物的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，采集多組數(shù)據(jù)。已知將此裝置平衡摩擦后,小車總是由同一位置自由釋放,小車上方固定一寬度為d的擋光板。（1)下列關(guān)于操作中的說(shuō)法，正確的是。A。調(diào)整軌道的傾角至合適位置的標(biāo)志是：懸掛物連帶小車在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，使懸掛物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，就可以近似認(rèn)為懸掛物的重力等于小車所受拉力C。實(shí)驗(yàn)時(shí)，務(wù)必先接通光電門,待其正常工作后，再釋放小車D。多次實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要讓小車由靜止釋放(2）本小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中有不同操作和數(shù)據(jù)處理方式，你認(rèn)為合理的說(shuō)法是。A.甲同學(xué)把小車的末速度（v)作為橫坐標(biāo)，拉力對(duì)小車做的功(W）作為縱坐標(biāo),人為畫出該圖線后再分析得出結(jié)論B.乙同學(xué)保持懸掛物的質(zhì)量不變，以小車的位移(x)作為縱坐標(biāo)，以小車的末速度的平方（v2）作為橫坐標(biāo)，人為作出圖線后能得出結(jié)論C.丙同學(xué)保持小車的位移不變，以懸掛物的質(zhì)量（m')為縱坐標(biāo)，以小車的末速度的倒數(shù)(）作為橫坐標(biāo),人為作出圖線后能得出結(jié)論D.丁同學(xué)保持小車的位移不變，以懸掛物的質(zhì)量(m’）為縱坐標(biāo),以小車和懸掛物的獲得的總動(dòng)能(）作為橫坐標(biāo)，人為作出圖線后能得出結(jié)論（3）戊同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.他把小車和懸掛物作為研究對(duì)象，懸掛物的重力作為合力，計(jì)算出的結(jié)果始終是：懸掛物重力做的功小于小車和懸掛物整體動(dòng)能的增量，即沒(méi)能得到“合力對(duì)物體做的功等于物體