高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題18 力學(xué)試驗(yàn)（解析版）

第頁(yè)碼頁(yè)碼頁(yè)/總NUMPAGES總頁(yè)數(shù)總頁(yè)數(shù)頁(yè)EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型歸納與提分秘籍專(zhuān)題18力學(xué)試驗(yàn)?zāi)夸汿OC\o"1-3"\h\u一、熱點(diǎn)題型歸納 1【題型一】紙帶類(lèi)問(wèn)題 1【題型二】彈簧、橡皮條類(lèi)實(shí)驗(yàn) 7【題型三】平拋和碰撞實(shí)驗(yàn) 13【題型四】創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn) 18二、高考題型標(biāo)準(zhǔn)練 23一、熱點(diǎn)題型歸納【題型一】紙帶類(lèi)問(wèn)題【題型解碼】1．平衡摩擦力的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)及方法探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系及探究做功與速度變化的關(guān)系兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是墊高有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端，給小車(chē)一個(gè)初速度，小車(chē)能勻速下滑。2．三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)；計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)。要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的取點(diǎn)方法是一樣的。(2)涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)均是先接通電源。打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶。(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理可借助圖象，充分利用圖象斜率、截距等的物理意義?！镜淅治?】(2020·吉林長(zhǎng)春市二模)某學(xué)習(xí)小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，讓滑塊僅在摩擦力的作用下在水平木板上減速滑行，紙帶連在滑塊上，打出的紙帶如圖1所示，圖中的A、B、C、D、E為每隔四個(gè)點(diǎn)選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz，測(cè)得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離標(biāo)在圖中，重力加速度g取10m/s2.(1)滑塊與紙帶的________端相連；(填“左”或“右”)(2)滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______________．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)各步操作均正確的情況下，考慮到紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間也存在摩擦，會(huì)導(dǎo)致此實(shí)驗(yàn)中動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“不變”)．【答案】(1)右(2)0.237(3)偏大【解析】(1)滑塊僅在摩擦力的作用下在水平木板上減速滑行，所以滑塊與紙帶上點(diǎn)跡較疏的一端相連，即滑塊與紙帶的右端相連．(2)根據(jù)逐差法求得加速度大小為a＝eq\f(0.1255＋0.1018－0.0782＋0.0543,4×0.12)m/s2＝2.37m/s2由牛頓第二定律得μmg＝ma，解得μ＝0.237.(3)由于紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔之間存在摩擦，導(dǎo)致摩擦力變大，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù)與真實(shí)值相比偏大．【典例分析2】(2021·吉林“五地六?！焙献黧w聯(lián)考)如圖甲所示裝置可以進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：A．“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”B．“驗(yàn)證牛頓第二定律”C．“研究合外力做功和物體動(dòng)能變化關(guān)系”(1)在A、B、C這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，__________需要平衡摩擦阻力。(2)已知小車(chē)的質(zhì)量為M，盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m，且將mg視為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力，為此需要滿(mǎn)足m?M.前述A、B、C三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，________不需要滿(mǎn)足此要求。(3)如果用此裝置做“研究合外力做功和物體動(dòng)能變化關(guān)系”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，由此可求得如圖乙紙帶上(紙帶上除O點(diǎn)以外的其他點(diǎn)為連續(xù)點(diǎn)且相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén))由O點(diǎn)到D點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，盤(pán)和砝碼受到的重力所做功的表達(dá)式W＝________，該小車(chē)動(dòng)能改變量的表達(dá)式ΔEk＝__________________。由于實(shí)驗(yàn)中存在系統(tǒng)誤差，所以W________ΔEk(選填“小于”“等于”或“大于”)?！敬鸢浮?1)BC(2)A(3)mgx4eq\f(M（x5－x3）2,8T2)大于【解析】(1)在A、B、C這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，“驗(yàn)證牛頓第二定律”和“研究合外力做功和物體動(dòng)能變化關(guān)系”都需要平衡摩擦阻力。(2)A、B、C三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)A只需要小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)即可，不需要滿(mǎn)足此要求。(3)紙帶上由O點(diǎn)到D點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，盤(pán)和砝碼受到的重力所做功的表達(dá)式：W＝mgx4；打D點(diǎn)時(shí)的速度：vD＝eq\f(x5－x3,2T)，則小車(chē)動(dòng)能的改變量ΔEk＝eq\f(1,2)M(eq\f(x5－x3,2T))2＝eq\f(M（x5－x3）2,8T2)；由于實(shí)驗(yàn)中存在系統(tǒng)誤差，所以盤(pán)和砝碼受到的重力所做功W大于小車(chē)動(dòng)能的改變量ΔEk?！咎岱置丶?．兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)．計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測(cè)量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)．要注意“每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”的說(shuō)法是等效的，T＝5×0.02s＝0.10s.(2)涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)均是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶．2．紙帶記錄的信息紙帶可以記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和物體運(yùn)動(dòng)的位移．(頻閃照相和紙帶記錄的物理量相同)3．紙帶的三大應(yīng)用(1)判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．①若Δx＝0，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．②若Δx不為零且為定值，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．(2)求解瞬時(shí)速度做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度．如圖所示，求打某一點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度，只需在這一點(diǎn)的前后各取相同時(shí)間間隔T的兩段位移xn和xn＋1，則打n點(diǎn)時(shí)的速度vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T).(3)求加速度①用“逐差法”求加速度如圖所示因?yàn)閍1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，所以a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2).②v－t圖象求加速度可以根據(jù)紙帶計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，畫(huà)出v－t圖象．直線的斜率為物體運(yùn)動(dòng)的加速度，a＝eq\f(Δv,Δt).【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(2020·安徽省定遠(yuǎn)重點(diǎn)中學(xué)高三期末)利用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．(1)除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙)、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有________．(選填器材前的字母)A．大小合適的鐵質(zhì)重錘 B．體積較大的木質(zhì)重錘C．刻度尺 D．游標(biāo)卡尺E．秒表(2)如圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶．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.重錘質(zhì)量用m表示，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(mén).從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝________，動(dòng)能的增加量ΔEk＝________.(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是________．A．釋放重錘前，只要使紙帶保持豎直B．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘C．為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，再根據(jù)公式v＝eq\r(2gh)計(jì)算，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣菵．用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?4)某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，通過(guò)描繪v2-h圖象去研究機(jī)械能是否守恒．若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力可忽略，從理論上分析，合理的v2-h圖象是圖中的哪一個(gè)________．【答案】：(1)AC(2)mghBeq\f(mhC－h(huán)A2,8T2)(3)BD(4)A【解析】：(1)為了減小阻力的影響，選擇質(zhì)量較大、體積較小的重錘，故A正確，B錯(cuò)誤；在該實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量點(diǎn)跡間的距離，需要刻度尺，不需要游標(biāo)卡尺，故C正確，D錯(cuò)誤；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以記錄時(shí)間，不需要秒表，故E錯(cuò)誤．故選AC．(2)從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝mghB，B點(diǎn)的速度為vB＝eq\f(hC－h(huán)A,2T)，則增加的動(dòng)能為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(mhC－h(huán)A2,8T2).(3)釋放重錘前應(yīng)使紙帶保持豎直且重錘應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B正確；為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可以根據(jù)紙帶上某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出，故C錯(cuò)誤；用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到起始點(diǎn)O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋蔇正確．(4)若機(jī)械能守恒，有mgh＝eq\f(1,2)mv2，則v2＝2gh，可知v2-h圖線為過(guò)原點(diǎn)的一條傾斜直線，故選A．2．【典例分析3】(2021·北京市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試，15)在“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，做如下探究：(1)為猜想加速度與質(zhì)量的關(guān)系，可利用圖6所示裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。兩小車(chē)放在水平板上，前端通過(guò)鉤碼牽引，后端各系一條細(xì)線，用板擦把兩條細(xì)線按在桌上，使小車(chē)靜止。抬起板擦，小車(chē)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后按下板擦，小車(chē)同時(shí)停下。對(duì)比兩小車(chē)的位移，可知加速度與質(zhì)量大致成反比。關(guān)于實(shí)驗(yàn)條件，下列正確的是：________(選填選項(xiàng)前的字母)。A．小車(chē)質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同B．小車(chē)質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同C．小車(chē)質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同(2)某同學(xué)為了定量驗(yàn)證(1)中得到的初步關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量M的7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)將余下的一組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，并作出a－eq\f(1,M)圖像。次數(shù)1234567a/(m·s－2)0.620.560.480.400.320.240.15M/kg0.250.290.330.400.500.711.00(3)在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)之前，需要思考如何測(cè)“力”。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出小車(chē)受力的示意圖。為了簡(jiǎn)化“力”的測(cè)量，下列說(shuō)法正確的是：________(選填選項(xiàng)前的字母)。A．使小車(chē)沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車(chē)受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過(guò)大，小車(chē)所受合力將小于繩的拉力C．無(wú)論小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車(chē)的運(yùn)動(dòng)趨近于勻速運(yùn)動(dòng)，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力【答案】(1)B(2)見(jiàn)解析圖(3)示意圖如解析圖AD【解析】(1)為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，必須控制小車(chē)所受拉力相同，而讓小車(chē)的質(zhì)量不同，所以鉤碼質(zhì)量相同，故B正確。(2)數(shù)據(jù)描點(diǎn)和a－eq\f(1,M)圖像如圖所示(3)小車(chē)受垂直桌面向上的支持力，豎直向下的重力，沿繩方向的拉力，平行桌面的摩擦力，如圖：使小車(chē)沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車(chē)所受重力沿斜面的分力剛好等于小車(chē)所受的摩擦力，則小車(chē)受力可等效為只受繩的拉力，故A正確；若斜面傾角過(guò)大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小車(chē)所受合力將大于繩的拉力，不利于簡(jiǎn)化“力”的測(cè)量，故B錯(cuò)誤；對(duì)砂和砂桶，根據(jù)牛頓第二定律mg－T＝ma，由此可知加速度越小，砂和砂桶的重力越接近繩的拉力，故C錯(cuò)誤，D正確?！绢}型二】彈簧、橡皮條類(lèi)實(shí)驗(yàn)【典例分析1】(2020·四川雅安中學(xué)開(kāi)學(xué)考試)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：Ⅰ.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)．(1)下列說(shuō)法中正確的是________．A．在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過(guò)程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化B．彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程D．為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2間夾角應(yīng)為90°(2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為_(kāi)_______N.(3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________．A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．控制變量法C．等效替代法 D．建立物理模型法Ⅱ.另一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖丙所示，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．(1)本實(shí)驗(yàn)中，采取下列哪些方法和步驟可以減小實(shí)驗(yàn)誤差________．A．兩個(gè)分力F1、F2間的夾角盡量小些B．兩個(gè)分力F1、F2的大小要適當(dāng)大些C．拉橡皮條的細(xì)繩要稍短一些D．實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)必須與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)刻度(2)本實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代法，但若將細(xì)繩也換成橡皮條，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)發(fā)生變化？答：________(選填“變化”或“不變化”)．(3)為了完成實(shí)驗(yàn)，在用兩個(gè)完全相同的彈簧測(cè)力計(jì)成一定角度拉橡皮條時(shí)，必須記錄的有________．A．兩細(xì)繩的方向 B．橡皮條的原長(zhǎng)C．兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) D．結(jié)點(diǎn)O的位置(4)若保持結(jié)點(diǎn)O的位置及OB繩方向不變，而將OC順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度，其他操作均正確，則________．A．彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)不變B．彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)一直減小C．彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)可能增大D．彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)一定先減小后增大【參考答案】Ⅰ.(1)AC(2)4.00(3)CⅡ.(1)BD(2)不變化(3)ACD(4)BC【名師解析】Ⅰ.(1)要保證兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力效果相同，橡皮條要沿相同方向且伸長(zhǎng)量相同，則O點(diǎn)的位置應(yīng)固定，選項(xiàng)A正確；本實(shí)驗(yàn)是在水平面作力的圖示，為了減小誤差，彈簧測(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，橡皮條及掛鉤碼的細(xì)繩必須在同一平面內(nèi)，彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向不一定要豎直向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在測(cè)量的過(guò)程中F1、F2和合力F的大小都不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程，否則誤差比較大，選項(xiàng)C正確；本實(shí)驗(yàn)只要使兩次效果相同就行，兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向沒(méi)有限制，并非一定要夾角為90°不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)由題圖乙彈簧測(cè)力計(jì)的指針指示可知，拉力F的大小為4.00N.(3)本實(shí)驗(yàn)中，合力產(chǎn)生的效果與兩個(gè)分力產(chǎn)生的效果是相同的，所以采用的科學(xué)方法是等效替代法，選項(xiàng)C正確．Ⅱ.(1)根據(jù)平行四邊形定則可知兩個(gè)分力的夾角太小將會(huì)導(dǎo)致合力過(guò)大，使用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，拉力可能會(huì)超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程，故夾角不能太小或太大，適當(dāng)即可，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；為了減小讀數(shù)誤差，應(yīng)讓兩力適當(dāng)大些，選項(xiàng)B正確；為了準(zhǔn)確記下拉力的方向，采用兩點(diǎn)描線時(shí)兩點(diǎn)距離應(yīng)盡量大一些，故細(xì)繩應(yīng)長(zhǎng)些，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；作圖時(shí)是在白紙中作圖，作出的是水平力的圖示，為了減小因摩擦造成的誤差，故應(yīng)使各力盡量與木板面平行，以及讀彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí)，視線要正對(duì)刻度，選項(xiàng)D正確．(2)由于O點(diǎn)的作用效果相同，拉力與繩子的性質(zhì)無(wú)關(guān)，故將細(xì)繩換成橡皮條，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．(3)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證力的平行四邊形定則，要根據(jù)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)兩個(gè)拉力的大小和方向作出平行四邊形求出其合力大小，然后與一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的拉力大小進(jìn)行比較，最后得出結(jié)論，故需要記錄的是兩彈力的大小和方向以及結(jié)點(diǎn)的位置，選項(xiàng)A、C、D正確，B錯(cuò)誤．(4)對(duì)結(jié)點(diǎn)O進(jìn)行受力分析，受到兩條細(xì)繩的拉力和橡皮條的拉力，保持結(jié)點(diǎn)O的位置及OB繩方向不變，其中橡皮條長(zhǎng)度不變，其拉力大小不變，即合力不變，如圖所示，則彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)一直減小，但彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)可能增大，也有可能減小，要根據(jù)夾角的大小進(jìn)行判斷，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B、C正確．【典例分析2】．某同學(xué)利用圖的裝置測(cè)量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中，光滑的細(xì)桿和直尺水平固定在鐵架臺(tái)上，一輕彈簧穿在細(xì)桿上，其左端固定，右端與細(xì)繩連接；細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪，其下端可以懸掛砝碼(實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)砝碼的質(zhì)量均為m＝50.0g)。彈簧右端連有一豎直指針，其位置可在直尺上讀出。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在繩下端掛上一個(gè)砝碼，調(diào)整滑輪，使彈簧與滑輪間的細(xì)繩水平且彈簧與細(xì)桿沒(méi)有接觸；②系統(tǒng)靜止后，記錄砝碼的個(gè)數(shù)及指針的位置；③逐次增加砝碼個(gè)數(shù)，并重復(fù)步驟②(保持彈簧在彈性限度內(nèi))；④用n表示砝碼的個(gè)數(shù)，l表示相應(yīng)的指針位置，將獲得的數(shù)據(jù)記錄在表格內(nèi)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)根據(jù)如表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下圖中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)并作出l－n圖象。n12345l/cm10.4810.9611.4511.9512.40(2)彈簧的勁度系數(shù)k可用砝碼質(zhì)量m、重力加速度大小g及l(fā)－n圖線的斜率a表示，表達(dá)式為k＝__________。若g取9.80m/s2，則本實(shí)驗(yàn)中k＝__________N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)?！敬鸢浮?1)圖象見(jiàn)解析(2)eq\f(mg,a)101【解析】(1)根據(jù)題表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)并作出l－n圖象如圖所示。(2)l－n圖線的斜率a＝eq\f(Δl,n)，所以k＝eq\f(nmg,Δl)＝eq\f(mg,a)，由圖可知a＝eq\f(（12.9－10.0）×10－2,6)m＝0.483×10－2m，所以可得k＝eq\f(mg,a)＝eq\f(50×10－3×9.8,0.483×10－2)N/m＝101N/m。【提分秘籍】力學(xué)實(shí)驗(yàn)中用到彈簧或橡皮條的實(shí)驗(yàn)有探究求合力的方法、探究做功與物體速度變化的關(guān)系．1．探究求合力的方法(1)實(shí)驗(yàn)原理使一個(gè)力的作用效果跟兩個(gè)力的共同作用效果相同．(2)操作關(guān)鍵①每次拉伸時(shí)結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變；②記下每次各力的大小和方向；③畫(huà)力的圖示時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度．2．探究做功與物體速度變化的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)前，先平衡摩擦力，使橡皮條的拉力等于小車(chē)受到的合外力．(2)實(shí)驗(yàn)中必須使用完全相同的橡皮條，當(dāng)用一根、兩根、三根……橡皮條做實(shí)驗(yàn)時(shí)，拉力做的功分別為W、2W、3W….(3)測(cè)量小車(chē)速度時(shí)用間隔均勻的那段紙帶．(4)數(shù)據(jù)處理方法：圖象法．作W－v2圖象，且縱坐標(biāo)標(biāo)度為W的倍數(shù)，若圖象為一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則說(shuō)明W∝v2.3．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的操作關(guān)鍵(1)實(shí)驗(yàn)中不能掛過(guò)多的鉤碼，防止彈簧超過(guò)彈性限度。(2)畫(huà)圖象時(shí)，不要連成“折線”，而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè)。【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(2020·浙江“山水聯(lián)盟”返校考)在“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．讓小車(chē)在一條橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W0.然后用相同的橡皮筋二條、三條……合并在一起分別進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)，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v可由電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶求出(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50Hz)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)除了圖甲中已給出的器材外，必需的器材還有________；A．學(xué)生電源及導(dǎo)線若干 B．天平及砝碼C．毫米刻度尺 D．游標(biāo)卡尺(2)為完成實(shí)驗(yàn)測(cè)量，圖甲中橡皮筋與小車(chē)支柱連接方式應(yīng)為圖乙中的________(填“A”或“B”)；(3)圖丙是小車(chē)在某次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一系列點(diǎn)，各點(diǎn)間距如圖丙所示，則合理選取數(shù)據(jù)后計(jì)算出小車(chē)的速度v為_(kāi)_______m/s；(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)在探究W、v的關(guān)系時(shí)，通常采用作圖法，本實(shí)驗(yàn)最終選擇作W－v2的圖象，這樣做的原因是________．【答案】(1)AC(2)A(3)0.67(4)變量間的圖象為直線時(shí)便于準(zhǔn)確確定兩者的定量關(guān)系【解析】(1)除了題圖甲中已給出的器材外，必需的器材還有學(xué)生電源和導(dǎo)線，以及測(cè)紙帶長(zhǎng)度的毫米刻度尺，所以選A、C.(2)如果采用題圖乙中B的接法，在橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小車(chē)不能被彈開(kāi)，無(wú)法測(cè)量因橡皮筋的彈力做功而讓小車(chē)增加的動(dòng)能，所以選A的接法．(3)當(dāng)紙帶上的點(diǎn)均勻分布時(shí)，求得小車(chē)的速度為v＝eq\f(1.35＋1.34＋1.35＋1.36＋1.34×0.01,0.02×5)m/s≈0.67m/s.(4)因?yàn)閃、v的關(guān)系不是線性關(guān)系，而利用圖象處理數(shù)據(jù)要求簡(jiǎn)單明了，所以作W－v2的圖象，畫(huà)出的圖線是直線，便于準(zhǔn)確確定兩者的定量關(guān)系．2.(2020·陜西省第二次質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)興趣小組為了測(cè)量物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：(1)如圖甲，將輕彈簧豎直懸掛，用刻度尺測(cè)出彈簧自由懸掛時(shí)的長(zhǎng)度L1＝4.00cm。(2)如圖乙，在彈簧的下端懸掛小木塊，用刻度尺測(cè)出穩(wěn)定時(shí)彈簧的長(zhǎng)度L2＝________cm。(3)將一長(zhǎng)木板平放在水平面上，小木塊放置于木板上表面，如圖丙，將圖乙中的彈簧左端固定在豎直墻壁上，右端拴接小木塊，使彈簧水平，用力F向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，長(zhǎng)木板與小木塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小木塊穩(wěn)定時(shí)，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度L3＝6.07cm。(4)根據(jù)上面的操作，可以得出小木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。【答案】(2)8.65(8.63～8.67)(4)0.44或0.45【解析】(2)刻度尺的最小分度值為0.1cm，刻度尺的讀數(shù)為8.65cm。(4)根據(jù)平衡條件可得小木塊的重力為Mg＝k(L2－L1)，用力向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板，長(zhǎng)木板與小木塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小木塊穩(wěn)定時(shí)，則有Ff＝k(L3－L1)，可以得出小木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(Ff,Mg)＝eq\f(L3－L1,L2－L1)≈0.45。3．某同學(xué)在做“驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，在豎直平面內(nèi)，將輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，橡皮條的長(zhǎng)度為L(zhǎng)AB。用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)小圓環(huán)到O點(diǎn)，小圓環(huán)受到作用力F1、F2和橡皮條的拉力F0，如圖甲所示。(1)此時(shí)要記錄下拉力F1、F2的大小，并在白紙上作出______________，以及O點(diǎn)的位置。(2)圖乙中F′是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)時(shí)，在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖示。F與F′中，方向一定沿AO方向的是__________。(3)如圖丙所示，使b彈簧測(cè)力計(jì)從圖示位詈開(kāi)始順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中保持O點(diǎn)位置和a彈簧測(cè)力計(jì)的拉伸方向不變，則在整個(gè)過(guò)程中關(guān)于a、b彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變化，說(shuō)法正確的是__________。A．a(chǎn)的讀數(shù)增大，b的讀數(shù)減小B．a(chǎn)的讀數(shù)減小，b的讀數(shù)增大C．a(chǎn)的讀數(shù)減小，b的讀數(shù)先增大后減小D．a(chǎn)的讀數(shù)減小，b的讀數(shù)先減小后增大【答案】(1)兩個(gè)力的方向(2)F′(3)D【解析】(1)力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要記錄拉力F1、F2的大小，還要記錄這兩個(gè)力的方向。(2)當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉小圓環(huán)時(shí)，因圓環(huán)為輕質(zhì)小圓環(huán)，故彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與橡皮條的拉力平衡，其方向一定與橡皮條的拉力方向相反，即一定沿AO方向的是F′。(3)對(duì)點(diǎn)O受力分析，點(diǎn)O受到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和橡皮條的拉力，如圖所示，其中O點(diǎn)位置不變，則橡皮條拉力大小、方向均不變，a彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向不變，b彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向和大小都改變。根據(jù)平行四邊形定則可知，b的讀數(shù)先變小后變大，a的讀數(shù)不斷變小，故D項(xiàng)正確?！绢}型三】平拋和碰撞實(shí)驗(yàn)【典例分析1】(2020·廣西南寧模擬)用如圖的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．(1)下列操作或說(shuō)法正確的是__________．A．將斜槽末端調(diào)成水平B．在斜槽上涂潤(rùn)滑油可以減少實(shí)驗(yàn)誤差C．使入射球A每次都從同一高度由靜止?jié)L下D．從P點(diǎn)附近多個(gè)落點(diǎn)中選取最清晰的一個(gè)點(diǎn)作為P的標(biāo)記(2)實(shí)驗(yàn)中小球的質(zhì)量m1>m2，若其表達(dá)式滿(mǎn)足______________________，則可驗(yàn)證相碰前后的動(dòng)量守恒．(選擇以下物理量表示m1、m2、水平槽到地面距離H、OP、OM、ON)【答案】：(1)AC(2)m1·OM＝m1·OP＋m2·ON【解析】：(1)為了使小球做平拋運(yùn)動(dòng)，斜槽的末端需調(diào)成水平，故A正確；小球每次從斜槽的同一位置滾下，不需要減小摩擦，故不需要涂潤(rùn)滑油，故B錯(cuò)誤；為了讓入射球每次到達(dá)碰撞位置的速度相同，應(yīng)讓小球每次從同一位置開(kāi)始下滑，故C正確；通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)確定小球所落的平均位置，不是找最清晰的位置，故D錯(cuò)誤．(2)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，OM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，OP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)式m1·OM＝m1·OP＋m2·ON，說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律．【典例分析2】(2020·浙江杭高5月測(cè)試)(1)如圖甲所示，有人對(duì)“利用頻閃照相研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”裝置進(jìn)行了改變，在裝置兩側(cè)都裝上完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色與黑色的兩個(gè)相同的小球都由斜槽某位置靜止開(kāi)始釋放．實(shí)驗(yàn)后對(duì)照片做一定處理并建立直角坐標(biāo)系，得到如圖乙所示的部分小球位置示意圖．(重力加速度g＝10m/s2)(1)觀察改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置可以發(fā)現(xiàn)，斜槽末端都接有一小段水平槽，這樣做的目的是______________________．(2)根據(jù)部分小球位置示意圖乙，下列說(shuō)法正確的是________．A．閃光間隔為0.1sB．A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)C．B球拋出點(diǎn)坐標(biāo)為(0.95,0.50)D．兩小球是從斜槽的相同位置被靜止釋放的(3)若兩球在實(shí)驗(yàn)中于圖乙中C位置發(fā)生碰撞，則可知兩小球釋放的時(shí)間差約為_(kāi)_______s.【答案】(1)保證水平拋出(拋出初速度水平)(2)ABD(3)0.15【解析】(1)斜槽末端都接有一小段水平槽，是為了保證小球水平拋出．(2)根據(jù)Δy＝gT2得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝0.1s，故A正確；橫坐標(biāo)為0.15m的小球在豎直方向上的分速度vy＝eq\f(0.2,2T)＝1m/s，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\f(vy,g)＝0.1s，所以A球拋出點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)，故B正確；橫坐標(biāo)為0.80m的小球在豎直方向上的分速度vy′＝eq\f(0.3,2T)＝1.5m/s，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t′＝eq\f(vy′,g)＝0.15s，水平分速度v0＝eq\f(0.15,0.1)m/s＝1.5m/s，則此時(shí)B球的水平位移x＝v0t′＝1.5×0.15m＝0.225m，豎直位移y＝eq\f(1,2)gt′2＝0.1125m，B球拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)xB＝0.225m＋0.80m＝1.025m，縱坐標(biāo)yB＝0.60m－0.1125m＝0.4875m，所以B球拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為(1.025，0.4875)，故C錯(cuò)誤；兩球在水平方向上相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移相等，則初速度相等，是從斜槽的相同位置被靜止釋放的，故D正確．(3)小球B運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為0.80m時(shí)的時(shí)間為0.15s，則小球B運(yùn)動(dòng)到C處的時(shí)間為0.25s，小球A運(yùn)動(dòng)到橫坐標(biāo)為0.15m的時(shí)間為0.1s，則小球A運(yùn)動(dòng)到C處的時(shí)間為0.4s，則Δt＝0.4s－0.25s＝0.15s.【提分秘籍】1．研究平拋運(yùn)動(dòng)(1)保證斜槽末端的切線水平，以保證小球拋出的初速度水平．(2)小球每次都從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，以保證小球到達(dá)斜槽末端的速度相同．(3)數(shù)據(jù)處理：坐標(biāo)系的原點(diǎn)若為小球平拋的拋出點(diǎn)，可根據(jù)x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2，求得初速度v0＝xeq\r(\f(g,2y)).若坐標(biāo)平面軌跡上的初始點(diǎn)不是拋出點(diǎn)，則根據(jù)x＝v0t，y2－y1＝gt2求解相關(guān)物理量．2．探究碰撞中的不變量(1)常用方案實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)裝置利用氣墊導(dǎo)軌完成一維碰撞實(shí)驗(yàn)滑塊速度的測(cè)量v＝eq\f(Δx,Δt)用兩擺球碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律擺球速度的測(cè)量v＝eq\r(2gh)在光滑水平桌面上兩車(chē)碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律小車(chē)速度的測(cè)量v＝eq\f(Δx,Δt)利用斜槽上滾下的小球驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律速度與平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移成正比(2)操作關(guān)鍵①要保證碰撞或相互作用前后滿(mǎn)足系統(tǒng)動(dòng)量守恒，即合外力為零．②實(shí)驗(yàn)方案能方便地測(cè)量相互作用前后兩物體的速度．【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)須要下列哪個(gè)器材________；A．彈簧秤B．重垂線C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(2)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過(guò)描點(diǎn)法畫(huà)出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．下列的一些操作要求，正確的是________；(多選)A．每次必須由同一位置靜止釋放小球B．每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置C．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸D．記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些(3)若用頻閃攝影方法來(lái)驗(yàn)證小球在平拋過(guò)程中水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)，記錄下如圖乙所示的頻閃照片．在測(cè)得x1，x2，x3，x4后，需要驗(yàn)證的關(guān)系是________．已知頻閃周期為T(mén)，用下列計(jì)算式求得的水平速度，誤差較小的是________．A.eq\f(x1,T)B.eq\f(x2,2T)C.eq\f(x3,3T)D.eq\f(x4,4T)【答案】(1)B(2)ACD(3)x4－x3＝x3－x2＝x2－x1＝x1D【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要重垂線來(lái)確定豎直方向，故選B.(2)為保證每次小球運(yùn)動(dòng)的初速度相同，每次必須由同一位置靜止釋放小球，A正確；實(shí)驗(yàn)中，不必嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置，B錯(cuò)誤；為保證小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)只受到重力，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸，C正確；為使描得的軌跡精準(zhǔn)些，誤差小些，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些，D正確．(3)若小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則滿(mǎn)足x1＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3；位移較大時(shí)，距離的測(cè)量誤差較小，故用eq\f(x4,4T)計(jì)算水平速度誤差較小，D正確．2．(2020·安徽省皖江名校聯(lián)盟摸底大聯(lián)考)如圖甲所示為曉宇同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌“探究碰撞中的不變量”，利用彈射裝置給滑塊a一水平向右的速度，使其拖動(dòng)紙帶在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間滑塊a與靜止的滑塊b發(fā)生相互作用，兩滑塊碰后粘合在一起共同在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)過(guò)程中的紙帶如圖乙所示．已知兩滑塊的質(zhì)量分別用ma、mb表示，紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén).(1)若碰撞過(guò)程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，則需驗(yàn)證的關(guān)系式為_(kāi)_______；(2)如果將上述物理量均測(cè)量出，代入數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)碰前的動(dòng)量略大于碰后的動(dòng)量，請(qǐng)分析引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因：________________________________________________________________________.【答案】(1)7max2＝5(ma＋mb)x1(2)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦力，存在空氣阻力等【解析】(1)彈射出滑塊a后，滑塊a做勻速運(yùn)動(dòng)，滑塊a與滑塊b發(fā)生碰撞后一起做勻速運(yùn)動(dòng)，由題中的條件可知，碰撞前滑塊a的動(dòng)量為mava＝ma×eq\f(x2,5T)，滑塊b的動(dòng)量為零，則碰撞前兩滑塊的總動(dòng)量為p1＝ma×eq\f(x2,5T)；碰撞后兩滑塊的速度相等，所以碰撞后總動(dòng)量為p2＝(ma＋mb)vb＝(ma＋mb)×eq\f(x1,7T)；若系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，則應(yīng)有p1＝p2，整理得7max2＝5(ma＋mb)x1；(2)因?yàn)榧垘c打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦力的作用，同時(shí)還有空氣阻力等因素存在，從而使兩結(jié)果不相等，但在誤差允許的范圍內(nèi)，可以認(rèn)為動(dòng)量守恒．【題型四】創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)【典例分析1】(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，其中A為置于水平面上的質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一個(gè)輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)，連接彈簧的細(xì)繩水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)用力向左拉動(dòng)A，當(dāng)C的示數(shù)穩(wěn)定后(B仍在A上)，讀出其示數(shù)F，則該設(shè)計(jì)能測(cè)出________(填“A與B”或“A與地面”)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為μ＝________.(2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示，他在一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定A、B兩個(gè)光電門(mén)，與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示細(xì)繩上的拉力，長(zhǎng)木板固定在水平面上，物塊與滑輪間的細(xì)繩水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變沙桶中沙的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門(mén)A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，讀出多組測(cè)力計(jì)示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的物塊在兩光電門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；在坐標(biāo)系中作出F－eq\f(1,t2)的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，縱軸截距為b，因乙同學(xué)不能測(cè)出物塊質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量為_(kāi)_______(填所測(cè)物理量及符號(hào))，根據(jù)所測(cè)物理量及圖線信息，可知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為μ＝________.【答案】(1)A與Beq\f(F,mg)(2)光電門(mén)A、B之間的距離xeq\f(2xb,kg)【解析】(1)當(dāng)C的示數(shù)保持穩(wěn)定后，B處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動(dòng)摩擦力Ff大小相等，B對(duì)木板A的壓力大小等于B的重力mg，由Ff＝μFN得：μ＝eq\f(F,mg)；(2)小車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式得：x＝eq\f(1,2)at2，解得：a＝eq\f(2x,t2)，對(duì)于小車(chē)，根據(jù)牛頓第二定律得：F－μmg＝ma，則F＝μmg＋ma＝μmg＋eq\f(2mx,t2)，圖線的斜率為k＝2mx，縱軸的截距為b＝μmg，k與摩擦力是否存在無(wú)關(guān)，小車(chē)與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(b,mg)＝eq\f(b,\f(k,2x)g)＝eq\f(2bx,kg)，故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量是光電門(mén)A、B之間的距離x.【典例分析2】．(2020·福建漳州市測(cè)試)某同學(xué)用如圖甲所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，該裝置由水平長(zhǎng)木板及固定在木板一端的硬幣發(fā)射器組成，硬幣發(fā)射器包括支架、彈片及彈片釋放裝置，釋放彈片可將硬幣以某一初速度彈出。已知一元硬幣和五角硬幣與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)相同，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將一元硬幣置于發(fā)射槽口，釋放彈片將硬幣發(fā)射出去，硬幣沿著長(zhǎng)木板中心線運(yùn)動(dòng)，在長(zhǎng)木板中心線的適當(dāng)位置取一點(diǎn)O，測(cè)出硬幣停止滑動(dòng)時(shí)硬幣右側(cè)到O點(diǎn)的距離。再?gòu)耐晃恢冕尫艔椘瑢⒂矌虐l(fā)射出去，重復(fù)多次，取該距離的平均值記為x1，如圖乙所示；②將五角硬幣放在長(zhǎng)木板上，使其左側(cè)位于O點(diǎn)，并使其直徑與中心線重合，按步驟①?gòu)耐晃恢冕尫艔椘?，重新彈射一元硬幣，使兩硬幣?duì)心正碰，重復(fù)多次，分別測(cè)出兩硬幣碰后停止滑行時(shí)距O點(diǎn)距離的平均值x2和x3，如圖丙所示。甲(1)為完成該實(shí)驗(yàn)，除長(zhǎng)木板，硬幣發(fā)射器，一元及五角硬幣，刻度尺外，還需要的器材為_(kāi)_______。(2)實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量為_(kāi)_______________________________，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_(kāi)_______________________(用測(cè)量物理量對(duì)應(yīng)的字母表示)?！敬鸢浮?1)天平(2)一元硬幣的質(zhì)量為m1，五角硬幣的質(zhì)量為m2m1eq\r(x1)＝m1eq\r(x2)＋m2eq\r(x3)【解析】(1)動(dòng)量為質(zhì)量和速度的乘積，該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證質(zhì)量不等的兩物體碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，需測(cè)量?jī)晌矬w的質(zhì)量和碰撞前后的速度，因此除給定的器材外，還需要的器材為天平。(2)測(cè)出一元硬幣的質(zhì)量為m1，五角硬幣的質(zhì)量為m2，一元硬幣以速度v1被彈射出去后，由動(dòng)能定理可得μm1gx1＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)，解得v1＝eq\r(2μgx1)，當(dāng)一元硬幣以速度v1與五角硬幣碰撞后，速度分別為v2、v3，由動(dòng)能定理可得μm1gx2＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,2)，μm2gx3＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,3)，解得一元硬幣碰后速度v2＝eq\r(2μgx2)，五角硬幣碰后的速度為v3＝eq\r(2μgx3)，若碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒則需滿(mǎn)足m1v1＝m1v2＋m2v3，代入數(shù)據(jù)可得m1eq\r(x1)＝m1eq\r(x2)＋m2eq\r(x3)。【提分秘籍】1．實(shí)驗(yàn)器材的等效與替換是實(shí)驗(yàn)考題的主要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)思路之一．從近幾年的高考命題來(lái)看，主要有以下幾個(gè)方向：(1)用氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板，用光電門(mén)或頻閃相機(jī)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．(2)用拉力傳感器代替彈簧測(cè)力計(jì)或鉤碼．(3)用鉤碼或已知質(zhì)量的物體代替彈簧測(cè)力計(jì)．2．對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的替換，解決問(wèn)題的思維方式不變，需要注意以下幾點(diǎn)：(1)氣墊導(dǎo)軌代替長(zhǎng)木板時(shí)，應(yīng)調(diào)整導(dǎo)軌水平，不必平衡摩擦力．(2)拉力傳感器的示數(shù)即為細(xì)線對(duì)滑塊的拉力，與鉤碼質(zhì)量大小無(wú)關(guān)．(3)用鉤碼或已知質(zhì)量的物體代替彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，鉤碼或物體的重力不一定等于彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．3.對(duì)于光電門(mén)要注意以下兩點(diǎn)：(1)光電門(mén)的結(jié)構(gòu)光電門(mén)是一個(gè)像門(mén)樣的裝置，一邊安裝發(fā)光裝置，一邊安裝接收裝置并與計(jì)時(shí)裝置連接．(2)光電門(mén)的原理當(dāng)物體通過(guò)光電門(mén)時(shí)光被擋住，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)物體離開(kāi)時(shí)停止計(jì)時(shí)，這樣就可以根據(jù)物體大小與運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度．①計(jì)算速度：如果擋光片的寬度為d，擋光時(shí)間為Δt，則物體經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v＝eq\f(d,Δt).②計(jì)算加速度：利用兩光電門(mén)的距離L及a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L)計(jì)算加速度．【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(2020·貴陽(yáng)市高三期末)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置進(jìn)行“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．掛上鉤碼，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)；B．打開(kāi)速度傳感器，取下輕繩和鉤碼，保持A中調(diào)節(jié)好的長(zhǎng)木板傾角不變，讓小車(chē)從長(zhǎng)木板頂端靜止下滑，分別記錄小車(chē)通過(guò)速度傳感器1和速度傳感器2時(shí)的速度大小v1和v2；C．重新掛上細(xì)繩和鉤碼，改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)A到B的步驟．回答下列問(wèn)題：(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)，長(zhǎng)木板表面粗糙對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響？________(填“是”或“否”)．(2)若要驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式，還需測(cè)量的物理量有________．A．懸掛鉤碼的總質(zhì)量mB．長(zhǎng)木板的傾角θC．兩傳感器間的距離lD．小車(chē)的質(zhì)量M(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)的物理量，動(dòng)能定理的表達(dá)式為_(kāi)______________．(重力加速度為g)【參考答案】：(1)否(2)ACD(3)mgl＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)【名師解析】：(1)小車(chē)在重力、斜面彈力、摩擦力、細(xì)線拉力作用下處于平衡狀態(tài)，取下鉤碼后小車(chē)的合外力等于鉤碼的重力，所以長(zhǎng)木板表面粗糙對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響．(2)根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力對(duì)小車(chē)做的功等于小車(chē)動(dòng)能的變化量，則有：mgl＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)，所以要測(cè)量懸掛鉤碼的總質(zhì)量m、兩傳感器間的距離l和小車(chē)的質(zhì)量M.(3)根據(jù)(2)可知mgl＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1).【典例分析2】(2020·遼寧丹東市高三下學(xué)期線上測(cè)試)如圖1、圖2所示分別為甲、乙兩位同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一寬度為d的窄遮光條，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間．甲同學(xué)直接用細(xì)線跨過(guò)定滑輪把滑塊和鉤碼連接起來(lái)(如圖1)，乙同學(xué)把滑塊用細(xì)線繞過(guò)定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼(如圖2)，每次滑塊都從A處由靜止釋放．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他實(shí)驗(yàn)器材的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？_________________________.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩同學(xué)首先將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間Δt，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是___________________________________________________________．(3)甲、乙兩位同學(xué)通過(guò)改變鉤碼的個(gè)數(shù)來(lái)改變滑塊所受的合外力，甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)還需要測(cè)量記錄的物理量有________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須滿(mǎn)足的條件是__________；乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要記錄的物理量有________________________.(4)乙同學(xué)在完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是________．(填選項(xiàng)前字母)A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量B．應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行【答案】(1)在不掛鉤碼時(shí)，滑塊應(yīng)能在任意位置靜止不動(dòng)(2)A位置與光電門(mén)間的距離L(3)所掛鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量Mm?M傳感器的讀數(shù)(4)A【解析】(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)導(dǎo)軌水平．具體辦法是在不掛鉤碼時(shí)，滑塊能在任意位置靜止不動(dòng)．(2)兩種情況下，滑塊在導(dǎo)軌上均做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊的初速度為零，到達(dá)光電門(mén)的瞬時(shí)速度v＝eq\f(d,Δt)，利用初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式v2＝2ax可知，只要測(cè)出A位置與光電門(mén)間的距離L即可求得滑塊的加速度．(3)甲同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)中滑塊(設(shè)質(zhì)量為M)和鉤碼所受的合外力等于鉤碼的重力mg，mg＝(M＋m)a，所以甲同學(xué)還需要測(cè)量所掛鉤碼的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)滿(mǎn)足條件m?M；乙同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)中，力傳感器測(cè)出的力就是細(xì)線對(duì)滑塊的真實(shí)拉力設(shè)為T(mén)，可直接讀出，所以需要記錄傳感器的讀數(shù)．(4)力傳感器測(cè)出的力就是細(xì)線對(duì)滑塊的真實(shí)拉力，不存在系統(tǒng)誤差，無(wú)需滿(mǎn)足滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量；測(cè)量距離時(shí)，適當(dāng)增大測(cè)量距離可以減小測(cè)量誤差；實(shí)驗(yàn)時(shí)要滿(mǎn)足氣墊導(dǎo)軌水平且細(xì)線與導(dǎo)軌平行．二、高考題型標(biāo)準(zhǔn)練1.(2020·湖北武漢市檢測(cè))頻閃攝影是研究物體運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段．在暗室中，照相機(jī)的快門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置．如圖2所示是物體下落時(shí)的頻閃照片示意圖，已知頻閃儀每隔0.04s閃光一次，地重力加速度大小為9.80m/s2，照片中的數(shù)字是豎直放置的刻度尺的讀數(shù)，單位是厘米．利用上述信息可以求出：物體下落至B點(diǎn)時(shí)速度大小為_(kāi)____m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，實(shí)驗(yàn)中物體由B點(diǎn)下落至C點(diǎn)，動(dòng)能的增加量約為重力勢(shì)能減少量的________%(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．【答案】1.1697【解析】根據(jù)公式可得vB＝eq\x\to(v)AC＝eq\f(AB＋BC,2T)≈1.16m/s同理可得vC＝eq\x\to(v)BD＝eq\f(BC＋CD,2T)≈1.54m/s物體由B到C過(guò)程中，動(dòng)能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)m(vC2－vB2)重力勢(shì)能的減少量為ΔEp＝mgΔh＝mg·BC動(dòng)能的增加量約為重力勢(shì)能減少量的eq\f(ΔEk,ΔEp)×100%≈97%.2.如圖(a)由小車(chē)、斜面及粗糙程度可以改變的水平長(zhǎng)直木板構(gòu)成伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水平長(zhǎng)直木板旁邊放上刻度尺，小車(chē)可以從斜面平穩(wěn)地滑行到水平長(zhǎng)直平面．利用該裝置與器材，完成能體現(xiàn)如圖(b)“伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)思想與方法”的實(shí)驗(yàn)推論(設(shè)重力加速度為g)．(1)請(qǐng)指出，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制的實(shí)驗(yàn)條件___________________________．(2)請(qǐng)表述，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)推論：______________________.(3)圖(c)是每隔Δt時(shí)間曝光一次得到小車(chē)在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的五張照片，測(cè)得小車(chē)之間的距離分別是s1、s2、s3、s4，由此可估算出小車(chē)與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(需要用s1、s2、s3、s4、g、Δt字符表示)．【答案】：(1)小車(chē)從同一位置由靜止釋放(2)水平面越光滑，小車(chē)滑得越遠(yuǎn)，當(dāng)水平面完全光滑時(shí)，小車(chē)將滑向無(wú)窮遠(yuǎn)(3)eq\f(s1＋s2－s3＋s4,4g·Δt2)【解析】：(1)根據(jù)伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容與原理可知，需要小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)的速度是相同的，所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要求小車(chē)從同一位置由靜止釋放．(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的情況，可以得出的結(jié)論為水平面越光滑，小車(chē)滑得越遠(yuǎn)，當(dāng)水平面完全光滑時(shí)，小車(chē)將滑向無(wú)窮遠(yuǎn)．(3)小車(chē)在水平面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，則a＝eq\f(s1＋s2－s3＋s4,4Δt2)，根據(jù)牛頓第二定律可知a＝eq\f(μmg,m)＝μg，所以小車(chē)與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(s1＋s2－s3＋s4,4g·Δt2).3.(2020·陜西西安四校聯(lián)考)在用DIS研究小車(chē)加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，重物通過(guò)滑輪用細(xì)繩拉小車(chē)，在小車(chē)和重物之間接一個(gè)輕質(zhì)微型力傳感器，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車(chē)一起沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端，滑輪左側(cè)細(xì)繩與軌道平行，實(shí)驗(yàn)中力傳感器的示數(shù)為F，保持小車(chē)[包括位移傳感器(發(fā)射器)]的質(zhì)量不變，改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次，得到加速度與外力的關(guān)系如圖乙所示．(1)圖乙中的a-F圖線不過(guò)原點(diǎn)，表明實(shí)驗(yàn)之前缺少的一個(gè)必要步驟是________________________________．(2)本實(shí)驗(yàn)是否需要使所掛重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和位移傳感器的總質(zhì)量？________(填“是”或“否”)，原因是_______________________．(3)若某同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有選用位移傳感器和力傳感器，只是把重物用細(xì)繩繞過(guò)定滑輪與小車(chē)相連，實(shí)驗(yàn)獲得的a-F圖線仍是圖乙．所掛重物越重，細(xì)繩拉小車(chē)的力將越大，結(jié)果會(huì)使a-F圖線不斷延伸，如圖丙所示，預(yù)測(cè)延伸后半部分的圖線將會(huì)是________(填“①”“②”或“③”)．【答案】：(1)平衡摩擦力(2)否小車(chē)所受合外力可以通過(guò)力傳感器直接讀出(3)①【解析】：(1)力傳感器示數(shù)為一定值時(shí)，小車(chē)才有加速度，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)前小車(chē)在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．(2)不需要使所掛重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)和位移傳感器的總質(zhì)量，因?yàn)樾≤?chē)所受合外力可以通過(guò)力傳感器直接讀出．(3)由牛頓第二定律知小車(chē)的加速度大小a＝eq\f(mg－f,m＋M)，隨著m增大，a-F圖線的斜率為k＝eq\f(1,m＋M)變小，故應(yīng)選①.4.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，m2從高處由靜止開(kāi)始下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．如圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)．每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．已知m1＝50g，m2＝150g．(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝________m/s.(2)在打下第0個(gè)點(diǎn)到第5點(diǎn)的過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝________J，系統(tǒng)勢(shì)能減少ΔEp＝________J(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭約為9.8m/s2)．(3)若某同學(xué)作出eq\f(1,2)v2-h圖象如圖丙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2.【答案】：(1)2.4(2)0.580.59(3)9.7【解析】：(1)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s，根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求出點(diǎn)5的瞬時(shí)速度：v5＝eq\f(x46,2T)＝eq\f(0.2160＋0.2640,2×0.1)m/s＝2.4m/s.(2)在0～5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,5)＝eq\f(1,2)×0.2×2.42J≈0.58J.系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量為(m2－m1)gx5＝0.1×9.8×(0.3840＋0.2160)J≈0.59J.(3)本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知，(m2－m1)gh＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v2，即有eq\f(1,2)v2＝eq\f(m2－m1,m1＋m2)gh，所以eq\f(1,2)v2-h圖象中圖象的斜率表示重力加速度的一半，由圖可知，斜率k＝eq\f(5.82,1.20)＝4.85，故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝9.7m/s2.5.(2020·湖南桃江市期末)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)用圖示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)，他的實(shí)驗(yàn)操作是：在小球A、B處于同一高度時(shí)，用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時(shí)B球被松開(kāi)．①他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B________(填“同時(shí)”或“不同時(shí)”)落地；②讓A、B球恢復(fù)初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片．A球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將________(填“變長(zhǎng)”“不變”或“變短”)；③上述現(xiàn)象說(shuō)明__________________．(2)一個(gè)同學(xué)在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，只畫(huà)出了如圖所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離相等的三點(diǎn)A、B、C，量得Δx＝0.1m．又量出它們之間的豎直距離分別為h1＝0.1m，h2＝0.2m，取g＝10m/s2，利用這些數(shù)據(jù)，可求得：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)①物體拋出時(shí)的初速度為_(kāi)_______m/s；②物體經(jīng)過(guò)B時(shí)速度為_(kāi)_______m/s.【答案】(1)①同時(shí)②不變③平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速度大小無(wú)關(guān)，且可以證明做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)(2)①1.0②1.8【解析】(2)在豎直方向上，根據(jù)h2－h(huán)1＝gT2得T＝eq\r(\f(h2－h(huán)1,g))＝eq\r(\f(0.2－0.1,10))s＝0.1s則物體平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0＝eq\f(Δx,T)＝eq\f(0.1,0.1)m/s＝1.0m/sB點(diǎn)的豎直分速度為vyB＝eq\f(h1＋h2,2T)＝eq\f(0.1＋0.2,0.2)m/s＝1.5m/s則B點(diǎn)的速度為vB＝eq\r(v02＋vyB2)＝eq\r(1＋2.25)m/s＝eq\r(3.25)m/s≈1.8m/s.6.(2020·煙臺(tái)一模)某同學(xué)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將橡皮筋改為勁度系數(shù)為400N/m的輕質(zhì)彈簧AA′，將彈簧的一端A′固定在豎直墻面上。不可伸長(zhǎng)的細(xì)