高考物理二輪復(fù)習(xí)精講精練專題15 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（精練）（解析版）

專題15力學(xué)實(shí)驗(yàn)（精練）1．橡皮筋也像彈簧一樣，在彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比，即F=kx，k的值與橡皮筋未受到拉力時(shí)的長(zhǎng)度L、橫截面積S有關(guān)。理論與實(shí)驗(yàn)都表明k=YSKIPIF1<0，其中Y是由材料決定的常數(shù)，材料力學(xué)中稱之為楊氏模量。（1）在國(guó)際單位中，楊氏模量Y的單位應(yīng)該是___________A．N

B．m

C．N/m

D．Pa（2）有一段橫截面是圓形的橡皮筋，應(yīng)用螺旋測(cè)微器和刻度尺分別測(cè)量它的直徑和長(zhǎng)度如圖（a）和圖（b）所示，刻度尺的讀數(shù)為_(kāi)__________cm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_(kāi)__________mm。（3）小華通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該橡皮筋的一些數(shù)據(jù)，作出了外力F與伸長(zhǎng)量x之間的關(guān)系圖像如圖（c）所示。由圖像可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k=___________N/m，這種橡皮筋的Y值等于___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）圖像中圖線發(fā)生彎曲的原因是___________?！敬鸢浮?/p>

D

11.98（11.96~12.00均正確）

3.999（3.998~4.000均正確）

319.1

3.0×106Pa

橡皮筋受力發(fā)生的形變超出其彈性限度，不再遵循彈力F與伸長(zhǎng)量x成正比的規(guī)律【詳解】（1）[1]根據(jù)表達(dá)式SKIPIF1<0得SKIPIF1<0已知k的單位是N/m，L的單位m，S的單位是m2，所以Y的單位是N/m2，也就是Pa，故D項(xiàng)正確。（2）[2][3]刻度尺從零開(kāi)始，橡皮筋的尾部接近12.00，則讀數(shù)估讀為11.98cm；螺旋測(cè)微器固定部分讀數(shù)3.5mm，轉(zhuǎn)動(dòng)部分讀數(shù)為49.9，故讀數(shù)為3.5mm＋49.9×0.01mm=3.999mm。（3）[4]根據(jù)胡克定律F=kx可知，圖像的斜率大小等于勁度系數(shù)大小，由圖像求出勁度系數(shù)為k=SKIPIF1<0N/m=319.1N/m[5]根據(jù)SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0（4）[6]當(dāng)彈力超過(guò)其彈性限度時(shí)，胡克定律不再適用，即不再遵循伸長(zhǎng)量x與彈力F成正比的規(guī)律，故圖線發(fā)生彎曲。2．某興趣小組的同學(xué)想探究橡皮圈中的張力與橡皮圈的形變量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，則進(jìn)一步測(cè)量其勁度系數(shù)（圈中張力與整圈形變量之比）。他們?cè)O(shè)計(jì)了圖1所示實(shí)驗(yàn):橡皮圈上端固定在細(xì)繩套上，結(jié)點(diǎn)為O，刻度尺豎直固定在一邊，0刻度與結(jié)點(diǎn)O水平對(duì)齊，橡皮圈下端懸掛鉤碼，依次增加鉤碼的個(gè)數(shù)，分別記錄下所掛鉤碼的總質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示:鉤碼質(zhì)量m/g20406080100120P點(diǎn)刻度值x/cm5.535.926.306.677.027.40（1）請(qǐng)?jiān)趫D2中，根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，充分利用坐標(biāo)紙，作出SKIPIF1<0圖像。______（2）作出SKIPIF1<0圖像后，同學(xué)們展開(kāi)了討論。甲同學(xué)認(rèn)為：這條橡皮圈中的張力和橡皮圈的形變量基本符合胡克定律；乙同學(xué)認(rèn)為：圖像的斜率k即為橡皮圈的勁度系數(shù)；丙同學(xué)認(rèn)為：橡皮圈中的張力并不等于所掛鉤碼的重力；……請(qǐng)根據(jù)圖像數(shù)據(jù)確定:橡皮圈不拉伸時(shí)的總周長(zhǎng)約為_(kāi)_____cm，橡皮圈的勁度系數(shù)約為_(kāi)_____N/m（重力加速度g取10m/s2，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（3）若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端結(jié)點(diǎn)O，則由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將______（選填“偏小”、“偏大”或“不受影響”）?！敬鸢浮?/p>

10.40

54.5

不受影響【詳解】（1）[1]描點(diǎn)作出SKIPIF1<0圖像如圖所示（2）[2][3]由SKIPIF1<0圖像可知，橡皮圈不拉伸時(shí)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離約為5.20cm，則橡皮圈的總周長(zhǎng)約為10.40cm。由SKIPIF1<0圖像可知，橡皮圈的勁度系數(shù)等于SKIPIF1<0（3）[4]若實(shí)驗(yàn)中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端結(jié)點(diǎn)O，因計(jì)算勁度系數(shù)時(shí)考慮的是橡皮圈的伸長(zhǎng)量而不是長(zhǎng)度，故由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的勁度系數(shù)將不受影響。3．某實(shí)驗(yàn)小組用一只彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)量角器等器材“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖，固定在豎直木板上的量角器直邊水平，橡皮筋一端固定在量角器圓心O的正上方A點(diǎn)，另一端系繩套1和繩套2。（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；②彈簧測(cè)力計(jì)掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)達(dá)到O點(diǎn)，此時(shí)繩套1沿0°方向，繩套2沿150°方向，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1；③根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算繩套1的拉力F1′=____________；④比較F1和F1′的大小，在誤差允許的范圍內(nèi)，若___________=__________，則初步驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。（2）現(xiàn)保持繩套1和繩套2方向成150°夾角不變，此過(guò)程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O點(diǎn)不動(dòng)，從如圖所示的位置將兩繩套沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)30°，繩套2的拉力的變化情況是___________。A．逐漸增大

B．先增大后減小

C．逐漸減小

D．先減小后增大【答案】

SKIPIF1<0F

F1

F1′

C【詳解】（1）[1]根據(jù)力的平行四邊形定則計(jì)算出繩套1的拉力F1=Ftan60°=SKIPIF1<0F[2][3]F1為彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出的示數(shù)，而F1′為根據(jù)平行四邊形定則計(jì)算出的繩套1所受拉力大小，即計(jì)算出的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，通過(guò)二者若在誤差允許的范圍內(nèi)有F1=F1′即可初步驗(yàn)證力的平行四邊形定則。（2）[4]兩個(gè)繩套在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，力保持不變，根據(jù)平行四邊形定則畫(huà)出圖像，如圖所示由圖像可知，繩套2的拉力大小逐漸減小。故選C。4．為探究“合力與分力的關(guān)系”小魯同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。如圖甲在相距為D的兩根豎直桿之間用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩連接（打結(jié)）一物體C，在繩的兩端分別連接兩個(gè)拉力傳感器P和Q，保持P、Q的位置不變，且Q高于P，不計(jì)拉力傳感器的重力。改變懸掛點(diǎn)C到P點(diǎn)的距離SKIPIF1<0（不相對(duì)滑動(dòng)），測(cè)得兩傳感器的拉力大小隨SKIPIF1<0變化圖像如下圖乙中I、Ⅱ所示，試回答下列問(wèn)題。（1）C點(diǎn)的軌跡在一個(gè)___________上（填“圓”、“拋物線”或“橢圓”）（2）當(dāng)P、Q傳感器讀數(shù)相等時(shí)，繩子與豎直方向夾角的正弦值___________（用繩長(zhǎng)L和兩桿間距D表示）（3）圖線I表示的是___________處傳感器的拉力（填“P”或“Q”）（4）根據(jù)圖像可求得物體的重力為_(kāi)__________（用圖中傳感器的讀數(shù)，及繩長(zhǎng)L和兩桿間距D表示）【答案】

橢圓

SKIPIF1<0

Q

SKIPIF1<0【詳解】（1）[1]P、Q是兩定點(diǎn)，橢圓就是到兩焦點(diǎn)的距離之和等于一個(gè)常數(shù)的所有點(diǎn)的集合，由題意可知SKIPIF1<0是一個(gè)常數(shù)，因此C點(diǎn)的軌跡是橢圓。（2）[2]由圖乙可知，圖像I、Ⅱ的交點(diǎn)即為兩繩拉力相等的位置，此時(shí)以C結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，其受力如圖所示，在水平方向有SKIPIF1<0當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)SKIPIF1<0延長(zhǎng)QC到P＇點(diǎn)，經(jīng)Q做水平線與左桿交于A點(diǎn)，在三角形△AQP＇中有SKIPIF1<0由幾何關(guān)系可知SKIPIF1<0則有當(dāng)P、Q傳感器讀數(shù)相等時(shí)，繩子與豎直方向夾角的正弦值為SKIPIF1<0（3）[3]由圖乙可知，圖像I、Ⅱ的交點(diǎn)即為兩繩拉力相等的位置，此時(shí)以C點(diǎn)為研究對(duì)象，其受力如圖所示，當(dāng)C結(jié)點(diǎn)繼續(xù)向右移動(dòng)時(shí)，α?xí)龃?，β?huì)減小，由平衡條件，水平方向仍有SKIPIF1<0則有SKIPIF1<0會(huì)減小，SKIPIF1<0會(huì)增大，由題圖可知，兩圖像交點(diǎn)后，圖像I的力大于圖像Ⅱ的力，因此圖線I表示的是Q處傳感器的拉力。（4）[4]當(dāng)兩傳感器的拉力相等時(shí)，由圖像Ⅰ和圖像Ⅱ的交點(diǎn)，可以讀出此時(shí)的兩傳感器的讀數(shù)都為4.3N，此時(shí)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0與豎直方向的夾角相等，C結(jié)點(diǎn)受力平衡，則有SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0N5．某同學(xué)利用如圖裝置測(cè)量小車和智能手機(jī)的質(zhì)量，智能手機(jī)可以利用APP直接測(cè)量出手機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。懸掛質(zhì)量為SKIPIF1<0的鉤碼，用智能手機(jī)測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的加速度SKIPIF1<0；改變鉤碼的質(zhì)量SKIPIF1<0，進(jìn)行多次測(cè)量；做出SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的圖像如圖，已知圖像中直線的截距為SKIPIF1<0，斜率為SKIPIF1<0。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為SKIPIF1<0。（1）（單選）以下說(shuō)法正確的是___________；A．鉤碼的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)小于智能手機(jī)和小車的質(zhì)量B．細(xì)繩應(yīng)該始終與長(zhǎng)木板平行C．不懸掛鉤碼時(shí)，應(yīng)使小車和智能手機(jī)勻速沿木板下滑D．細(xì)線的拉力等于鉤碼的重力（2）根據(jù)圖像可得，小車和手機(jī)的質(zhì)量為_(kāi)___________；（3）再利用手機(jī)APP測(cè)出斜面傾角為SKIPIF1<0，則小車和智能手機(jī)沿木板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受摩擦力的大小為_(kāi)______。【答案】

B

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0【詳解】（1）[1]設(shè)小車和手機(jī)的質(zhì)量為SKIPIF1<0，斜面傾角為SKIPIF1<0，對(duì)鉤碼和小車以及手機(jī)的系統(tǒng)由牛頓第二定律有SKIPIF1<0整理可得SKIPIF1<0可得本實(shí)驗(yàn)的原理為SKIPIF1<0與SKIPIF1<0成一次函數(shù)。A．因本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律為對(duì)系統(tǒng)采用準(zhǔn)確的方法，故不需要近似的用鉤碼重力代替繩的拉力，也就不需要質(zhì)量關(guān)系，即不需要鉤碼的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)小于智能手機(jī)和小車的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；B．為了讓繩子拉小車的力為恒力，則細(xì)繩應(yīng)該始終與長(zhǎng)木板平行，故B正確；C．本實(shí)驗(yàn)若平衡了摩擦力，系統(tǒng)的牛頓第二定律表達(dá)式為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0與SKIPIF1<0成正比例函數(shù)，不符合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則不需要平衡摩擦力，故C錯(cuò)誤；D．本實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)的牛頓第二定律，則繩子的拉力小于鉤碼的重力，故D錯(cuò)誤。故選B。（2）[2]根據(jù)SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的一次函數(shù)關(guān)系，可知圖像的斜率的意義為SKIPIF1<0則小車和手機(jī)的質(zhì)量為SKIPIF1<0（3）[3]根據(jù)SKIPIF1<0與SKIPIF1<0的一次函數(shù)關(guān)系，可知縱截距的物理意義為SKIPIF1<0聯(lián)立解得摩擦力的大小為SKIPIF1<06．某實(shí)驗(yàn)小組在沒(méi)有天平的情況下，利用下列器材測(cè)量小車質(zhì)量M。器材包括小車、一端帶有定滑輪的平直軌道、墊塊、細(xì)線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、頻率為50Hz的交流電源、直尺、5個(gè)槽碼，每個(gè)槽碼的質(zhì)量均為SKIPIF1<0。（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：i．按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材，跨過(guò)定滑輪的細(xì)線一端連接在小車上，另一端懸掛著5個(gè)槽碼。改變軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列___________的點(diǎn)，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；ii.保持軌道傾角不變，取下1個(gè)槽碼（即細(xì)線下端懸掛4個(gè)槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙帶上打的點(diǎn)跡測(cè)出加速度a；iii.依次減少細(xì)線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復(fù)步驟ii；iv.以取下槽碼的總個(gè)數(shù)SKIPIF1<0的倒數(shù)SKIPIF1<0為橫坐標(biāo)，SKIPIF1<0為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出SKIPIF1<0關(guān)系圖線。（2）已知重力加速度大小SKIPIF1<0，計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，完成下列填空：①下列說(shuō)法正確的有___________；A．接通電源后，再將小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處釋放B．小車下滑時(shí)，位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行C．實(shí)驗(yàn)中必須保證細(xì)線下端懸掛槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．若細(xì)線下端懸掛著2個(gè)槽碼，則小車在下滑過(guò)程中受到的合外力大小為4mg②某次實(shí)驗(yàn)獲得如圖乙所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則在打“4”點(diǎn)時(shí)小車的速度大小v4=___________m/s，加速度大小a=___________m/s2；③測(cè)得SKIPIF1<0關(guān)系圖線的斜率為2.50s2/m，則小車質(zhì)量M=___________kg?！敬鸢浮?/p>

等間距（或：點(diǎn)跡均勻、點(diǎn)跡間隔相等）

AB##BA

0.641

0.820

0.195【詳解】（1）[1]改變軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列等間距的點(diǎn)，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；（2）①[2]A．接通電源后，再將小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處釋放，A正確；B．小車下滑時(shí)，位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行，B正確；C．因?yàn)闇p少的槽碼的重力等于系統(tǒng)的合力，實(shí)驗(yàn)中不必保證細(xì)線下端懸掛槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，C錯(cuò)誤；D．若細(xì)線下端懸掛著2個(gè)槽碼，減少3個(gè)槽碼，系統(tǒng)所受的合力為3mg，則小車在下滑過(guò)程中受到的合外力小于3mg，D錯(cuò)誤。故選AB。②[3]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則T=0.1s，在打“4”點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為SKIPIF1<0[4]小車的加速度大小為SKIPIF1<0③[5]減少的槽碼的重力nmg等于系統(tǒng)的合力，根據(jù)牛頓第二定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0根據(jù)題意得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<07．用圖甲裝置研究“小車（含拉力傳感器）質(zhì)量一定時(shí)，加速度與合外力的關(guān)系”，步驟如下：a。細(xì)繩一端繞在電動(dòng)機(jī)上，另一端系在拉力傳感器上，將小車放在長(zhǎng)板的P位置，調(diào)整細(xì)繩與長(zhǎng)板平行，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使小車沿長(zhǎng)板向下勻速運(yùn)動(dòng)，記錄此時(shí)拉力傳感器的示數(shù)F0；b。撤去細(xì)繩，讓小車從P位置由靜止開(kāi)始下滑，設(shè)小車受到的合外力為F，通過(guò)計(jì)算機(jī)可得到小車與位移傳感器的距離隨時(shí)間變化的x—t圖像，并求出小車的加速度a；c。改變長(zhǎng)板的傾角，重復(fù)步驟a、b可得多組F、a數(shù)據(jù)。完成下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）在步驟a、b中，F(xiàn)______F0（選填“=”“>”或“<”）；（2）本實(shí)驗(yàn)______（選填“需要”“不需要”）“補(bǔ)償”小車所受到的摩擦力；（3）某段時(shí)間內(nèi)小車的x—t圖像如圖乙，根據(jù)圖像可得小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?/p>

=

不需要

2.1【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，當(dāng)小車沿長(zhǎng)板向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有mgsinθ=F0＋f撤去細(xì)繩，讓小車從P位置由靜止開(kāi)始下滑，設(shè)小車受到的合外力為F=mgsinθ－f解得F0=F（2）[2]由于在實(shí)驗(yàn)中，可以直接利用拉力傳感器將小車所受外力的合力測(cè)出，因此該實(shí)驗(yàn)不需要“補(bǔ)償”小車所受到的摩擦力。（3）[3]令P點(diǎn)到位移傳感器的距離為x0，根據(jù)SKIPIF1<0根據(jù)圖像可知，給出的三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中，相鄰點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為T(mén)=0.32s－0.22s=0.22s－0.12s=0.1s根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有x=aT2其中x=(38.20－25.20)×10－2－（49.10－38.20)×10－2m=2.1×10－2m解得a=2.1m/s28．某物理課外小組利用如圖甲所示的裝置完成“探究小車的加速度與其所受合外力F之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。（1）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)量砝碼盤(pán)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，則其讀數(shù)為_(kāi)_______cm；②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(mén)之間的距離s；③在砝碼盤(pán)中放入適量的砝碼，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(mén)A和光電門(mén)B的時(shí)間相等；④取下細(xì)線和砝碼盤(pán)，記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m；⑤讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，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ΔtA和ΔtB；⑥重新掛上細(xì)線和砝碼盤(pán)，改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量和長(zhǎng)木板的傾角，重復(fù)③～⑤步驟。（2）步驟⑤中，小車從光電門(mén)A下滑至光電門(mén)B的過(guò)程中所受合外力為_(kāi)_______，小車的加速度為_(kāi)_______。（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g）（3）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(mén)間的距離s

B．盡量增大遮光片的寬度dC．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

D．砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量【答案】

0.215

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

C【詳解】（1）[1]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為2mm，游標(biāo)尺上第3個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)卡尺讀數(shù)為SKIPIF1<0所以最終讀數(shù)為SKIPIF1<0（2）[2]分析可知，取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)后，小車受到的合力即為砝碼盤(pán)和盤(pán)中砝碼的總重力SKIPIF1<0[3]由于光電門(mén)的寬度d很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，滑塊通過(guò)光電門(mén)A速度SKIPIF1<0滑塊通過(guò)光電門(mén)B速度SKIPIF1<0根據(jù)SKIPIF1<0可得小車的加速度為SKIPIF1<0（3）[4]A．盡量增大兩光電門(mén)間的距離s，距離大一些，誤差小一些，故A錯(cuò)誤；B．盡量減小遮光片的寬度d，使測(cè)量的瞬時(shí)速度等于平均速度，故B錯(cuò)誤；C．調(diào)整滑輪，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行，否則撤去繩子后，合力不等于繩子拉力，故C正確；D．本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有用砝碼盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力代替繩子的拉力，不需要滿足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。故選C。9．某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究物體的加速度a與所受合力F的關(guān)系。（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是_________（選填選項(xiàng)前的字母）。A．交流電源

B．直流電源（2）他用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力。具體操作是：把木板墊高后，小車放在木板上，在不掛小桶且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦內(nèi)和其他阻力的影響。正確平衡摩擦力后，改變小車的質(zhì)量再次實(shí)驗(yàn)，是否需要重新平衡摩擦力？_________（選填選項(xiàng)前的字母）。A．需要

B．不需要（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小桶及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，其目的是_________（選填選項(xiàng)前的字母）。A．小車所受的拉力近似等于小桶及砝碼的總重力B．保證小車運(yùn)動(dòng)的加速度不超過(guò)當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖所示的SKIPIF1<0圖像，造成這一結(jié)果的原因是________。圖中SKIPIF1<0表示的是__________時(shí)小車的加速度。（5）某同學(xué)得到如圖所示的紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0。由此可算出小車的加速度SKIPIF1<0_________SKIPIF1<0（保留兩位有效數(shù)字）。（6）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在探究加速度a和小車質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，由于沒(méi)有能夠始終滿足SKIPIF1<0（m為沙桶和沙的總質(zhì)量）的條件，結(jié)果得到的SKIPIF1<0圖像應(yīng)該是下圖中的__________?！敬鸢浮?/p>

A

B

A

平衡摩擦力過(guò)大

未掛砂桶

1.80

5.0

D【詳解】（1）[1]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是交流電源，故選A。（2）[2]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，摩擦力只需要平衡一次即可，故不用再次平衡摩擦力，故選B。（3）[3]保持小桶及砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，其目的是小車所受的拉力近似等于小桶及砝碼的總重力，故選A。（4）[4][5]根據(jù)圖像可知，當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)有加速度，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)大，SKIPIF1<0表示的是小車未受拉力時(shí)的加速度，即未掛砂桶時(shí)小車的加速度。（5）[6]根據(jù)刻度尺讀數(shù)可得SKIPIF1<0[7]根據(jù)題意，由于電源頻率為SKIPIF1<0，則AD兩點(diǎn)間和DG兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為SKIPIF1<0由逐差法SKIPIF1<0可得，小車的加速度為SKIPIF1<0（6）[8]根據(jù)題意，牛頓第二定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知，SKIPIF1<0的斜率為SKIPIF1<0當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)SKIPIF1<0則在SKIPIF1<0較大（SKIPIF1<0較?。r(shí)，圖像近似為直線，當(dāng)不滿足SKIPIF1<0時(shí)，隨著SKIPIF1<0的增大，斜率SKIPIF1<0減小，因此圖像應(yīng)向下彎曲偏離直線。故選D。10．為了探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)驗(yàn)室用以下實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：二維運(yùn)動(dòng)傳感器、平拋軌道、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)線、鐵架臺(tái)、重錘線。如圖甲所示，二維運(yùn)動(dòng)傳感器是由小球A和接收器B組成。接收器B每隔0.02s采集一次小球A發(fā)射出的定位信號(hào)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。首先，調(diào)節(jié)平拋軌道，使軌道末端___________；然后，將小球A從軌道的某高度處由靜止釋放。計(jì)算機(jī)接收到的數(shù)據(jù)如下表所示，并根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)繪出了小球A運(yùn)動(dòng)的圖甲點(diǎn)跡如圖乙所示。x（cm）6.609.0011.4013.8016.2018.6021.00y（cm）0.671.893.505.507.8910.6713.84根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小球A水平方向的分運(yùn)動(dòng)是___________運(yùn)動(dòng)，且速度大小為_(kāi)__________m/s；還可計(jì)算出小球A的加速度大小為a=___________m/s2；進(jìn)一步分析可知，圖乙中的坐標(biāo)原點(diǎn)___________（填“是”或“不是”）小球A做平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)?！敬鸢浮?/p>

水平

勻速直線

1.2

9.75

不是【詳解】[1]首先，調(diào)節(jié)平拋軌道，使軌道末端水平，讓小球飛出后能做平拋運(yùn)動(dòng)。[2][3]根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小球A在水平方向每經(jīng)過(guò)相同時(shí)間，位移相同，故小球A在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，且速度大小為SKIPIF1<0[4]還可計(jì)算出小球A的加速度大小為SKIPIF1<0[5]由水平方向的分運(yùn)動(dòng)可知，打下第2點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間為SKIPIF1<0打下第2點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度大小為SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0可知圖乙中的坐標(biāo)原點(diǎn)不是小球A做平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)。11．我國(guó)對(duì)兒童玩具槍的彈丸的射出速度有嚴(yán)格要求。實(shí)驗(yàn)小組研究某款玩具槍是否符合規(guī)定。小組同學(xué)使玩具槍從O點(diǎn)射出彈丸，將彈丸離開(kāi)槍口后的運(yùn)動(dòng)看作平拋運(yùn)動(dòng)，用照相機(jī)拍出彈丸的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。A、B、C是小球平拋軌跡上三個(gè)不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置，OM是水平線，MN是豎直線，OA、OB、OC的延長(zhǎng)線與MN交點(diǎn)的間距分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。已知照片與實(shí)際大小的比例為SKIPIF1<0，測(cè)得照片中SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，A、B、C三點(diǎn)在水平方向的間距SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。（1）照片中的SKIPIF1<0______SKIPIF1<0。（2）若取重力加速度大小SKIPIF1<0，則彈丸從槍口射出的初速度大小為_(kāi)_____SKIPIF1<0。（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l合理的建議：______?！敬鸢浮?/p>

2.0

SKIPIF1<0

彈丸的質(zhì)量大一些，體積小一些（在無(wú)風(fēng)的情況下測(cè)量、多次測(cè)量求平均值等）【詳解】（1）[1]設(shè)O點(diǎn)和軌跡點(diǎn)的連線的延長(zhǎng)線與SKIPIF1<0的交點(diǎn)到M點(diǎn)的距離為y，則O點(diǎn)和軌跡點(diǎn)的連線的延長(zhǎng)線與SKIPIF1<0的夾角的正切值SKIPIF1<0由于照片與實(shí)際大小的比例為SKIPIF1<0，因此SKIPIF1<0即該投影點(diǎn)是勻速下降的。由于從A點(diǎn)到B點(diǎn)、從B點(diǎn)到C點(diǎn)的水平位移大小之比為1:2，因此運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比也為1:2，可得SKIPIF1<0（2）[2]投影點(diǎn)是勻速下降的，根據(jù)SKIPIF1<0可知，投影點(diǎn)是勻速下降的，速度大小為SKIPIF1<0又由于SKIPIF1<0，SKIPIF1<0解得彈丸從槍口射出的初速度大小SKIPIF1<0（3）[3]實(shí)驗(yàn)誤差主要來(lái)源于空氣阻力與測(cè)量時(shí)讀數(shù)產(chǎn)生的誤差，因此為了減小空氣阻力的影響，彈丸的質(zhì)量大一些，體積小一些，或在無(wú)風(fēng)的情況下測(cè)量，為了減小測(cè)量時(shí)讀數(shù)的誤差，可以多次測(cè)量求平均值等。12．某同學(xué)用如圖所示裝置探究驗(yàn)證向心力相關(guān)問(wèn)題，一輕質(zhì)細(xì)線上端固定在力傳感器上，下端懸掛一小鋼球，鋼球靜止時(shí)剛好位于光電門(mén)中央，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出鋼球直徑d=________cm；（2）將鋼球懸掛靜止不動(dòng)，此時(shí)力傳感器示數(shù)為SKIPIF1<0，用米尺量出線長(zhǎng)L；（3）將鋼球拉到適當(dāng)?shù)母叨忍幱伸o止釋放，光電門(mén)計(jì)時(shí)器測(cè)出鋼球的遮光時(shí)間為t，力傳感器示數(shù)的最大值為SKIPIF1<0；已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，請(qǐng)用上述測(cè)得的物理量表示：鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的線速度表達(dá)式v=________，向心力表達(dá)式SKIPIF1<0________；鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)所受合力的表達(dá)式SKIPIF1<0________；比較二者在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等；（4）改變鋼球釋放高度重復(fù)步驟③，可以用控制變量法探究鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力與________的關(guān)系。【答案】

1.050

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

線速度【詳解】（1）[1]圖中小球的直徑SKIPIF1<0（3）[2]小球的直徑d，遮光時(shí)間為t，所以通過(guò)光電門(mén)的速度SKIPIF1<0[3]根據(jù)題意知，小球圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：SKIPIF1<0，小球質(zhì)量：SKIPIF1<0，向心力表達(dá)式SKIPIF1<0[4]鋼球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)只受重力和繩的拉力，所受合力為SKIPIF1<0（4）[5]改變鋼球釋放高度，則小球每次經(jīng)過(guò)光電門(mén)位置的線速度不同，從而可以通過(guò)控制變量法探究鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力與線速度的關(guān)系。13．某實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究圓周運(yùn)動(dòng)中向心力與速度、半徑的關(guān)系。首先讓一小球做半徑SKIPIF1<0的圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)得到多組向心力SKIPIF1<0和對(duì)應(yīng)的速度SKIPIF1<0，做出SKIPIF1<0的關(guān)系圖像如圖甲所示。（1）通過(guò)分析圖甲的圖線特點(diǎn)，為了更直觀地分析SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的關(guān)系，可考慮做______關(guān)系圖像來(lái)探究。（2）將小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑SKIPIF1<0分別調(diào)整為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，在一個(gè)坐標(biāo)系中又得到兩條SKIPIF1<0圖線，如圖乙所示。根據(jù)乙圖中信息，可以得到SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的關(guān)系結(jié)論是______，得出該結(jié)論的依據(jù)是______?！敬鸢浮?/p>

SKIPIF1<0

F與r成反比

見(jiàn)解析【詳解】（1）[1]通過(guò)對(duì)圖像的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與v2成正比，可以通過(guò)進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，通過(guò)繪出F與v2關(guān)系圖像來(lái)確定他們的猜測(cè)是否正確，如果猜測(cè)正確，做出的F與v2的關(guān)系式應(yīng)當(dāng)為一條傾斜直線；（2）[2][3]在證實(shí)了F∝v2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.3m、0.6m，又得到了兩條F-v圖像，做一條平行于縱軸的輔助線，是為了保持參量v不變，可以得出力與半徑之間的關(guān)系，通過(guò)觀察和圖像的交點(diǎn)，可知當(dāng)半徑分別為0.2m，0.3m，0.6m時(shí)，對(duì)應(yīng)力的數(shù)值之比是3：2：1，而半徑之比為2：3：6，則說(shuō)明F與r成反比。14．某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝有遮光條的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上，細(xì)線繞過(guò)固定在導(dǎo)軌右端的定滑輪，一端與滑塊連接、另一端懸吊鉤碼。（1）圖甲所示裝置可驗(yàn)證___________的機(jī)械能守恒。A．鉤碼

B．滑塊

C．滑塊和遮光條

D．鉤碼、滑塊和遮光條（2）在實(shí)驗(yàn)中用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d，讀數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0。（3）某同學(xué)測(cè)出滑塊上遮光條到光電門(mén)的距離x，接通氣源，釋放滑塊，記錄滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)遮光條遮光時(shí)間t；保持滑塊開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)的位置不變，改變光電門(mén)的位置，測(cè)出多組對(duì)應(yīng)的x與t的數(shù)值；經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)能的增加量均小于鉤碼重力勢(shì)能的減少量，其原因可能是()A．鉤碼質(zhì)量太大

B．氣墊導(dǎo)軌未完全調(diào)水平，左端高于右端

C．系統(tǒng)受到空氣阻力【答案】

D

0.505

C【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是鉤碼、滑塊和遮光條組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。故選D。（2）[2]圖中遮光條的寬度讀數(shù)為SKIPIF1<0（3）[3]鉤碼質(zhì)量太大不會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)能的增加量均小于鉤碼重力勢(shì)能的減少量；氣墊導(dǎo)軌左端高于右端會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)能的增加量大于鉤碼重力勢(shì)能的減少量；由于系統(tǒng)受到空氣阻力會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)能的增加量均小于鉤碼重力勢(shì)能的減少量。故選C。15．某同學(xué)利用DIS驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。保持?jǐn)[錘釋放器在P點(diǎn)位置不變，由靜止釋放擺錘，分別利用傳感器（圖中未畫(huà)出）測(cè)出擺錘經(jīng)過(guò)A、B、C、D四個(gè)位置的擋光時(shí)間t。已知擺錘的直徑SKIPIF1<0，質(zhì)量SKIPIF1<0。取D所在水平面為零勢(shì)能面，A、B、C三點(diǎn)相對(duì)于零勢(shì)能面的高度如圖所示，實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)如下表：位置SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0A150.0078261.022B100.0055981.429C50.004607▲D00.0039982.001（1）本實(shí)驗(yàn)使用的是__________傳感器。（2）表格中“▲”所代表的物理量的值為_(kāi)_________SKIPIF1<0。（3）實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)傳感器所測(cè)的位置略低于A點(diǎn)，則他經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)獲得的速度數(shù)據(jù)與真實(shí)值比，__________。（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）（4）該同學(xué)認(rèn)為，如果分析t與h的關(guān)系，也能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。所以該同學(xué)將數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，作出“SKIPIF1<0”圖，圖線如圖所示。根據(jù)圖線和相關(guān)數(shù)據(jù)，可以推算出小擺錘的機(jī)械能SKIPIF1<0__________J（保留到小數(shù)點(diǎn)后第3位）。若該圖線的斜率絕對(duì)值為k，事后另一個(gè)同學(xué)再次重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將釋放點(diǎn)抬高，并保持不變，測(cè)出了新的四組數(shù)據(jù)重新作圖，圖線的斜率絕對(duì)值為SKIPIF1<0。則k_____SKIPIF1<0（選填“>”、“=”或“<”）。【答案】

光電門(mén)

1.736

偏大

0.016

=【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)，采用光電門(mén)傳感器來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速度；（2）[2]根據(jù)光電門(mén)測(cè)速原理可知SKIPIF1<0（3）[3]該同學(xué)發(fā)現(xiàn)傳感器所測(cè)的位置略低于A點(diǎn)，則重力勢(shì)能減小量變大，動(dòng)能增加量變大，則經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)獲得的速度數(shù)據(jù)比真實(shí)值偏大。（4）[4][5]根據(jù)圖像可知，當(dāng)h=0時(shí)，重物重力勢(shì)能為零，只有動(dòng)能，則機(jī)械能SKIPIF1<0根據(jù)SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0事后另一個(gè)同學(xué)再次重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將釋放點(diǎn)抬高，并保持不變，可知，改變的是SKIPIF1<0，圖像斜率不變，所以SKIPIF1<016．某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端栓一個(gè)金屬小球，另一端連接固定在鐵架臺(tái)上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動(dòng)過(guò)程中細(xì)線拉力的大小。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動(dòng)的過(guò)程中作周期性變化如圖乙所示，拉力的最大值為F1、拉力的最小值為F2。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬小球的直徑如圖丙所示，讀數(shù)為_(kāi)_________mm。（2）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下列給出的選項(xiàng)中，該小組不需要測(cè)出的物理量是__________（填選項(xiàng)前的字母序號(hào)）A．細(xì)線的長(zhǎng)度LB．小球的質(zhì)量mC．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭（3）小球從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為_(kāi)_________（用上述測(cè)定的物理量符號(hào)表示）?！敬鸢浮?/p>

8.463—8.465

A

SKIPIF1<0【詳解】（1）[1]由圖丙可知，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為SKIPIF1<0（2）[2]驗(yàn)證機(jī)械能守恒，從小球最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，要驗(yàn)證的關(guān)系式為SKIPIF1<0其中v為最低點(diǎn)速度，又因?yàn)樵谧畹忘c(diǎn)時(shí)，滿足SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0而小球在最高點(diǎn)時(shí)，由于速度為零，因此向心加速度為零，即沿繩方向受力平衡，合力沿小球做圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向，故SKIPIF1<0且結(jié)合力的周期性變化可知，小球在最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)拉力為F2，在最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的拉力為F1，即SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故要測(cè)量的量為當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭以及小球質(zhì)量m，無(wú)需測(cè)量細(xì)線的長(zhǎng)度L。故選A。（3）[3]根據(jù)[2]的分析可知，小球從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為SKIPIF1<017．某小組同學(xué)用如圖1所示的DIS二維運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究單擺在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒（忽略空氣阻力）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，使發(fā)射器（相當(dāng)于擺球）偏離平衡位置后由靜止釋放，使其在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。-（1）系統(tǒng)每隔0.02s記錄一次發(fā)射器的位置，多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，在計(jì)算機(jī)屏幕上得到的發(fā)射器在豎直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示。由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，擺球的速度______，繩上的拉力______。（填“增大”、“減小”、“不變”）（2）在運(yùn)動(dòng)軌跡上選取適當(dāng)區(qū)域后。點(diǎn)擊“計(jì)算數(shù)據(jù)”，系統(tǒng)即可計(jì)算出擺球在所選區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的重力勢(shì)能、動(dòng)能及總機(jī)械能，并繪出對(duì)應(yīng)的圖線，如圖3所示。通過(guò)圖像可以判斷擺球的機(jī)械能是否守恒。______A．守恒

B．不守恒（3）擺球擺到最高點(diǎn)的豎直高度為H，圖3中的C點(diǎn)對(duì)應(yīng)在圖2中圓弧軌跡中的位置距擺球最低點(diǎn)的高度為_(kāi)_____。【答案】

增大

增大

A

SKIPIF1<0【詳解】（1）[1]從A到B過(guò)程中，重力做正功，小球動(dòng)能增加，速度增大；[2]由向心力方程可得SKIPIF1<0因?yàn)樗俣仍龃?，角度減小，所以繩子拉力增大。（2）[3]由圖像可知，擺球動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能不變。（3）[4]C點(diǎn)為重力勢(shì)能和動(dòng)能相等的點(diǎn)，設(shè)C點(diǎn)高度為h1速度為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0從A到B過(guò)程中，由機(jī)械能守恒可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則可得出SKIPIF1<018．某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。已知入射小球質(zhì)量為m1，被碰小球質(zhì)量為m2，記錄小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影點(diǎn)O。（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是___________。A．兩球大小可以不同

B．兩球必須是彈性小球C．斜槽可以不光滑

D．斜槽末端必須水平（2）不放被碰小球，讓入射小球從斜槽上緊靠擋板由靜止?jié)L下，并落在地面上.重復(fù)多次，用盡可能小的圓，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P；把被碰小球放在斜槽前端邊緣位置，讓入射小球從斜槽上緊靠擋板由靜止?jié)L下，使入射球與被碰球碰撞，重復(fù)多次，分別標(biāo)出入射小球與被碰小球落點(diǎn)的平均位置M、N；用刻度尺分別測(cè)量M、P、N離O點(diǎn)的距離分別為L(zhǎng)1、L2、L3，則表達(dá)式___________成立，動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證。若L1+L2=L3，則說(shuō)明___________。（3）若小球質(zhì)量m1和m2未知，用圖甲和圖乙相結(jié)合的方法也能驗(yàn)證動(dòng)量守恒。在水平槽末端與水平地面間放置一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無(wú)縫連接，如圖乙所示，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)為M′、P′、N′用刻度尺測(cè)量斜槽末端到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3、則當(dāng)l1、l2、l3與L1、L2、L3之間滿足關(guān)系式___________時(shí)，說(shuō)明小球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒?！敬鸢浮?/p>

CD

SKIPIF1<0

兩球發(fā)生的是彈性碰撞

SKIPIF1<0【詳解】（1）[1]A．為了能保證水平方向的對(duì)心碰撞，兩個(gè)球的半徑應(yīng)該相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．兩球不一定是彈性的，可以是非彈性的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．斜槽可以不光滑，只要同一實(shí)驗(yàn)的前后兩次從斜槽上同一位置由靜止釋放即可，C項(xiàng)正確；D．斜槽末端必須水平，這樣才能保證球從斜槽末端飛出時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確。故選CD。（2）[2]要驗(yàn)證的關(guān)系是SKIPIF1<0因小球做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)間相等，則SKIPIF1<0即當(dāng)表達(dá)式SKIPIF1<0成立時(shí)，動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證；[3]當(dāng)兩球發(fā)生彈性碰撞時(shí)，根據(jù)能量守恒SKIPIF1<0得到SKIPIF1<0；SKIPIF1<0因此SKIPIF1<0說(shuō)明兩球發(fā)生的是彈性碰撞；（3）[4]碰撞前小球SKIPIF1<0落點(diǎn)為SKIPIF1<0，碰撞后小球SKIPIF1<0落點(diǎn)為SKIPIF1<0，小球SKIPIF1<0落點(diǎn)為SKIPIF1<0，設(shè)斜面傾角為SKIPIF1<0，由平拋規(guī)律SKIPIF1<0；SKIPIF1<0得SKIPIF1<0同理SKIPIF1<0；SKIPIF1<0代入動(dòng)量守恒表達(dá)式，得SKIPIF1<0又SKIPIF1<0；SKIPIF1<0因此，當(dāng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0與SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0之間滿足關(guān)系式SKIPIF1<0則說(shuō)明小球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒。19．某同學(xué)用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，如圖所示。其中G1、G2為兩個(gè)光電門(mén)，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連。兩個(gè)滑塊A、B（包含擋光片）質(zhì)量分別為m1、m2，當(dāng)它們通過(guò)光電門(mén)時(shí)，計(jì)時(shí)器可測(cè)得擋光片被遮擋的時(shí)間。（1）先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，經(jīng)過(guò)調(diào)整后，輕推一下B，若它通過(guò)光電門(mén)G1的時(shí)間___________（填“大于”、“等于”、“小于”）它通過(guò)光電門(mén)G2的時(shí)間，或?qū)⑵漭p放在氣墊導(dǎo)軌上任何位置都能靜止，則氣墊導(dǎo)軌已調(diào)至水平。（2）將B靜置于兩光電門(mén)之間，將A置于光電門(mén)G1右側(cè)，用手輕推一下A，使其向左運(yùn)動(dòng)，與B發(fā)生碰撞，為了使A碰后不返回，則m1___________m2.（填“>”、“=”或“＜”）；（3）光電門(mén)G1記錄的擋光時(shí)間為Δt1，滑塊B、A先后通過(guò)光電門(mén)時(shí)，G2記錄的擋光時(shí)間分別為Δt2、Δt3，為了減小誤差，擋光片的寬度應(yīng)選擇___________（填“窄”或者“寬”）的，若m1、m2、Δt1、Δt2、Δt3滿足___________（寫(xiě)出關(guān)系式）則可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律；（4）若Δt1、Δt2、Δt3滿足關(guān)系式SKIPIF1<0，則A、B發(fā)生的是否是彈性碰撞，并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。__________________【答案】

等于

>

窄

SKIPIF1<0

是彈性碰撞，證明見(jiàn)解析【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，在不掛重物的情況下輕推滑塊，若滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊通過(guò)光電門(mén)速度相等，則光電門(mén)的擋光時(shí)間相等，證明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平；（2）[2]根據(jù)彈性碰撞的“動(dòng)碰靜”的碰撞后的速度通項(xiàng)公式可知SKIPIF1<0要想“動(dòng)”的物體碰撞“靜”的物體不返回，必須“動(dòng)”的物體的質(zhì)量大于“靜”物體的質(zhì)量，即SKIPIF1<0>SKIPIF1<0；（3）[3]滑塊通過(guò)光電門(mén)的速度是用遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度替代，則遮光片的寬度要越小，則遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度越接近于滑塊過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，因此擋光片應(yīng)選擇—“窄”的；[4]滑塊A兩次經(jīng)過(guò)光電門(mén)SKIPIF1<0的速度近似等于滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的平均速度，分別為SKIPIF1<0；SKIPIF1<0滑塊B經(jīng)過(guò)光電門(mén)SKIPIF1<0的速度SKIPIF1<0根據(jù)動(dòng)量守恒SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0（4）[5]若為彈性碰撞，則動(dòng)能也是守恒的SKIPIF1<0整理SKIPIF1<0SKIPIF1<0；SKIPIF1<0由（3）中動(dòng)量守恒推導(dǎo)出來(lái)的等式變換得SKIPIF1<0②，①②兩式聯(lián)立得SKIPIF1<0故是彈性碰撞。20．為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（探究碰撞中的不變量），某同學(xué)選取了兩個(gè)材質(zhì)相同、體積不等的立方體滑塊A和B，按下述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：步驟1：在A、B的相撞面分別裝上尼龍拉扣，以便二者相撞以后能夠立刻結(jié)為整體；步驟2：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲，鋁質(zhì)軌道槽的左端是傾斜槽，右端是長(zhǎng)直水平槽，傾斜槽和水平槽由一小段弧連接，軌道槽被固定在水平桌面上，在軌道槽的側(cè)面與軌道等高且適當(dāng)遠(yuǎn)處裝一臺(tái)數(shù)碼頻閃照相機(jī)；步驟3：讓滑塊B靜置于水平槽的某處，滑塊A從斜槽某處由靜止釋放，同時(shí)開(kāi)始頻閃拍攝，直到A、B停止運(yùn)動(dòng)，得到一幅多次曝光的數(shù)碼照片；步驟4：多次重復(fù)步驟3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出來(lái)，將刻度尺緊靠照片放置，如圖乙所示。（1）由圖分析可知，滑塊A與滑塊B碰撞發(fā)生的位置在___________。①P5、P6之間②P6處③P6、P7之間（2）為了探究碰撞中動(dòng)量是否守恒，需要直接測(cè)量或讀取的物理量是___________。①A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2②滑塊A釋放時(shí)距桌面的高度③頻閃照相的周期④照片尺寸和實(shí)際尺寸的比例⑤照片上測(cè)得的s45、s56和s67、s78⑥照片上測(cè)得的s34、s45、s56和s67、s78、s89⑦滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)寫(xiě)出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式___________。（3）請(qǐng)你寫(xiě)出一條有利于提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議：_________________。【答案】

②

①⑥

m1（2s56＋s45-s34）=（m1＋m2）（2s67＋s78-s89）

將軌道的一端墊起少許，平衡摩擦力，使得滑塊碰撞前后都做勻速運(yùn)動(dòng)。【詳解】（1）[1]由題圖可知碰撞位置發(fā)生在P5、P6之間或P6處，又由于P6位置滑塊速度明顯減小，故A、B相撞的位置在P6處。故選②。（2）[3]設(shè)碰撞前滑塊A在P4、P5、P6的速度分別為v4、v5、v6，碰撞后，整體在P6、P7、P8的速度分別為v6′、v7、v8，則v4=SKIPIF1<0；v5=SKIPIF1<0又v5=SKIPIF1<0解得碰撞前滑塊A速度SKIPIF1<0同理，碰撞后整體的速度SKIPIF1<0需要驗(yàn)證的方程為m1v6=（m1＋m2）v6′將以上兩式代入整理得m1（2s56＋s45-s34）=（m1＋m2）（2s67＋s78-s89）[2]故需要直接測(cè)量的物理量是A、B兩個(gè)滑塊的質(zhì)量m1和m2及s34、s45、s56和s67、s78、s89。故選①⑥。（3）[4]提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的建議：將軌道的一端墊起少許，平衡摩擦力，使得滑塊碰撞前后都做勻速運(yùn)動(dòng)。21．小明和小海約定周末在家里各自找器材測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?）小明同學(xué)用手機(jī)