2024高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題復(fù)習(xí)篇專(zhuān)題6第1講力學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新學(xué)案

PAGE20-第1講力學(xué)試驗(yàn)及創(chuàng)新[析考情·明策略]考情分析從近五年全國(guó)卷命題狀況分析：試驗(yàn)命題不避熱點(diǎn)，留意陳題翻新；重點(diǎn)試驗(yàn)頻頻考，其他試驗(yàn)“輪換”考。試驗(yàn)“小題”常考力學(xué)內(nèi)容，試驗(yàn)“大題”?？茧妼W(xué)內(nèi)容。在兩個(gè)試驗(yàn)中，通常一個(gè)試驗(yàn)立足教材，立足創(chuàng)新，凸顯對(duì)科學(xué)探究素養(yǎng)的考查，一般較為基礎(chǔ)，留意對(duì)考生的試驗(yàn)基本功的考查；另一個(gè)試驗(yàn)題依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求挖掘改造，對(duì)考生的試驗(yàn)實(shí)力要求較高，突出選拔作用。素養(yǎng)呈現(xiàn)1.基本試驗(yàn)儀器的運(yùn)用與讀數(shù)。2.基礎(chǔ)試驗(yàn)的試驗(yàn)原理和試驗(yàn)方法的理解與駕馭。3.探究試驗(yàn)的試驗(yàn)方案，試驗(yàn)器材及數(shù)據(jù)處理的理解與駕馭。素養(yǎng)落實(shí)1.仔細(xì)完成課本上的每一個(gè)試驗(yàn)。知道每一個(gè)試驗(yàn)的目的。2.駕馭每一個(gè)試驗(yàn)的原理，熟識(shí)試驗(yàn)中的每一個(gè)試驗(yàn)步驟。3.領(lǐng)悟每一個(gè)試驗(yàn)步驟的作用，學(xué)會(huì)每一個(gè)試驗(yàn)儀器的運(yùn)用。4.學(xué)會(huì)每一個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法，弄清每一個(gè)試驗(yàn)誤差的來(lái)源等。5.依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，重視基礎(chǔ)試驗(yàn)。6.關(guān)注變更，構(gòu)建試驗(yàn)?zāi)Ｐ停诒容^分析中探尋共性。力學(xué)試驗(yàn)及創(chuàng)新考點(diǎn)1|力學(xué)常規(guī)試驗(yàn)基本儀器的讀數(shù)和運(yùn)用1．兩種常見(jiàn)長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器的運(yùn)用及讀數(shù)方法游標(biāo)卡尺(不估讀)(1)讀數(shù)：測(cè)量值＝主尺讀數(shù)(mm)＋精度×游標(biāo)尺上對(duì)齊刻線(xiàn)數(shù)值(mm)。(2)常用精確度：10分度游標(biāo)，精度0.1mm；20分度游標(biāo)，精度0.05mm；50分度游標(biāo)，精度0.02mm螺旋測(cè)微器(需估讀)測(cè)量值＝固定刻度＋可動(dòng)刻度(帶估讀值)×0.01mm2.時(shí)間類(lèi)測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔為Δt＝0.02×5s＝0.1s。(2)頻閃照相機(jī)：用等時(shí)間間隔獲得圖象信息的方法將物體在不同時(shí)刻的位置記錄下來(lái)，時(shí)間間隔Δt＝eq\f(1,f)。(f為頻閃照相機(jī)的頻率)(3)光電計(jì)時(shí)器：記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)的遮光時(shí)間。[典例1](1)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖甲和乙所示。該工件的直徑為_(kāi)_______cm，高度為_(kāi)_______mm。甲乙(2)圖丙為“探討勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律”試驗(yàn)中獲得的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz，采納逐差法求得加速度的大小a＝________m/s2。(結(jié)果保留2位小數(shù))丙[解析](1)由圖甲可知，該工件的直徑為1cm＋0.05mm×13＝1.065cm，由圖乙可知，該工件的高度為6.5mm＋0.01mm×36.2＝6.862mm。(2)每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則T＝0.1s；從圖丙中可以看到10段位移，將其分割為前后兩部分，依據(jù)Δx＝aT2可得a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(9.60－4.05－4.05－1.00,0.12)×10－2m/s2＝2.50m/s2。[答案](1)1.0656.862(6.861～6.864)(2)2.50易錯(cuò)提示：(1)區(qū)分“計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)”①計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的實(shí)際點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz時(shí)，打下兩相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s；②計(jì)數(shù)點(diǎn)是人們依據(jù)須要選擇的肯定數(shù)目的點(diǎn)，兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間代表的時(shí)間間隔由選擇點(diǎn)的個(gè)數(shù)而定。(2)游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器估讀要求的區(qū)分①游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)不須要估讀，讀數(shù)后面不能隨意加零，也不能隨意去零。②螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)須要估讀，讀數(shù)時(shí)要估讀到毫米的千分位上。[題組訓(xùn)練]1．(1)在“測(cè)定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度如圖甲所示，長(zhǎng)度L＝________cm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，直徑D＝________mm。甲乙(2)某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶的一部分如圖丙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用溝通電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)之間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫(huà)出。在打出D點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小為_(kāi)_______m/s，物塊下滑的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)丙[解析](1)由圖甲可知，金屬絲長(zhǎng)度L＝100mm＋10×0.05mm＝100.50mm＝10.050cm；由圖乙可知，其直徑D＝0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm。(2)相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)打出的點(diǎn)未畫(huà)出，故相鄰兩點(diǎn)間對(duì)應(yīng)的時(shí)間為T(mén)＝0.1s，打出D點(diǎn)時(shí)物塊的速度vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(9.40－3.20×10－2,2×0.1)m/s＝0.31m/s，由Δx＝aT2得a＝eq\f(xCE－xAC,2T2)＝eq\f([9.40－3.20－3.20－0]×10－2,2×0.12)m/s2＝0.75m/s2。[答案](1)10.0500.398(2)0.310.752．圖甲為在氣墊導(dǎo)軌上探討勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的示意圖，滑塊上裝有寬度為d(很小)的遮光條，滑塊在鉤碼作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，用光電計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間Δt。甲乙(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙，則d＝________cm；(2)試驗(yàn)時(shí)，滑塊從光電門(mén)1的右側(cè)某處由靜止釋放，測(cè)得Δt＝2.5×10－2s，則遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v＝________m/s。[解析](1)主尺：0.7cm，游標(biāo)尺：對(duì)齊的是5，所以讀數(shù)為：5×0.1mm＝0.5mm＝0.05cm，故遮光條寬度為：d＝0.75cm。(2)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度。則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度為：v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.75×10－2,2.5×10－2)m/s＝0.3m/s。[答案](1)0.75(2)0.3“紙帶類(lèi)”試驗(yàn)1．利用紙帶判定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(如圖所示)(1)若x1、x2、x3、…、x6基本相等，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)利用x1、x2、x3、…、x6計(jì)算出相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差x2－x1、x3－x2、…、x6－x5，若大致相等，則在誤差允許的范圍內(nèi)認(rèn)為Δx＝aT2可判定物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。2．平均速度法求速度：如圖所示，做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)。3．利用紙帶求加速度的三種方法(1)利用第m個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移和第n個(gè)T時(shí)間內(nèi)的位移求a，即a＝eq\f(xm－xn,m－nT2)。(2)逐差法：如從紙帶上得到6個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移，則a＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)。(3)v-t圖象法：求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，畫(huà)出v-t圖線(xiàn)，圖線(xiàn)的斜率表示加速度a。[典例2](2024·河南新鄉(xiāng)入學(xué)考試)某學(xué)生用圖示試驗(yàn)裝置測(cè)量物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)，用頻閃相機(jī)拍攝不同時(shí)刻物塊所處的位置，相機(jī)的閃光頻率是10Hz。通過(guò)斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4。數(shù)據(jù)如下表所示(單位：cm)。x1x2x3x410.7615.0519.3423.65(1)依據(jù)所給數(shù)據(jù)，可知物塊下滑時(shí)的加速度大小a＝________m/s2，物塊通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小v＝______m/s。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(2)已知重力加速度大小為g，要求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ，還必需測(cè)量的一個(gè)物理量是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。A．物塊的質(zhì)量B．斜面的高度C．斜面的傾角[解析](1)由相機(jī)的閃光頻率是10Hz，可知兩相鄰影像間的時(shí)間間隔T＝0.1s，依據(jù)Δx＝aT2，得a＝eq\f(x4＋x3－x2－x1,4T2)＝eq\f(23.65＋19.34－15.05－10.76×10－2,4×0.12)m/s2＝4.30m/s2；物塊通過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小v＝eq\f(x3＋x4,2T)＝eq\f(19.34＋23.65×10－2,2×0.1)m/s＝2.15m/s。(2)由牛頓其次定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma，即μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)＝tanθ－eq\f(a,gcosθ)，知要求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ，還必需測(cè)量斜面的傾角θ，故選C。[答案](1)4.302.15(2)C易錯(cuò)提示：處理紙帶問(wèn)題的三點(diǎn)關(guān)注(1)長(zhǎng)度計(jì)算：常用逐差法處理題中得到的數(shù)據(jù)，得出所求長(zhǎng)度。逐差法是把測(cè)量數(shù)據(jù)中的因變量進(jìn)行逐項(xiàng)相減或按依次分為兩組進(jìn)行對(duì)應(yīng)項(xiàng)相減的方法。(2)單位換算：題給單位一般是cm，最終算出來(lái)的加速度一般以m/s2為單位等。(3)周期選擇：常見(jiàn)的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，頻閃相機(jī)的閃光頻率為10Hz，即它們的周期分別為0.02s、0.1s，若每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則它們的周期分別變?yōu)?.1s、0.5s。[題組訓(xùn)練]1．(2024·全國(guó)卷Ⅲ·T22)某同學(xué)利用圖(a)所示裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。調(diào)整木板的傾角平衡摩擦阻力后，掛上鉤碼，鉤碼下落，帶動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)并打出紙帶。某次試驗(yàn)得到的紙帶及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖(b)所示。已知打出圖(b)中相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從圖(b)給出的數(shù)據(jù)中可以得到，打出B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小vB＝________m/s，打出P點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小vP＝________m/s。(結(jié)果均保留2位小數(shù))圖(a)圖(b)若要驗(yàn)證動(dòng)能定理，除了需測(cè)量鉤碼的質(zhì)量和小車(chē)的質(zhì)量外，還須要從圖(b)給出的數(shù)據(jù)中求得的物理量為_(kāi)_______。[解析]打下B點(diǎn)的時(shí)刻為打下與B點(diǎn)相鄰左、右兩點(diǎn)的中間時(shí)刻，則打下B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度應(yīng)為這兩點(diǎn)間小車(chē)的平均速度，即vB＝eq\f(4.00－2.56,0.04)×10－2m/s＝0.36m/s；同理打下P點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為vP＝eq\f(57.86－50.66,0.04)×10－2m/s＝1.80m/s。在驗(yàn)證動(dòng)能定理時(shí)，除了需測(cè)量鉤碼的質(zhì)量m和小車(chē)的質(zhì)量M外，假如選取B到P的過(guò)程，則由mgxBP＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,P)－eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,B)可知，要驗(yàn)證動(dòng)能定理還須要求得B、P兩點(diǎn)間的距離。[答案]0.361.80B、P之間的距離2．(2024·全國(guó)卷Ⅱ·T22)如圖(a)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的試驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的溝通電源、紙帶等?；卮鹣铝袉?wèn)題：(a)(1)鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝______________(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)。(2)某次試驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角使θ＝30°。接通電源，開(kāi)啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止起先沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清楚的一條紙帶，如圖(b)所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)(每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)。重力加速度為9.80m/s2。可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_______(結(jié)果保留2位小數(shù))。(b)[解析](1)對(duì)鐵塊受力分析，由牛頓其次定律有mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)。(2)兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T＝5×eq\f(1,50)s＝0.10s，由逐差法和Δx＝aT2，可得a＝1.97m/s2，代入μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)，解得μ＝0.35。[答案](1)eq\f(gsinθ－a,gcosθ)(2)0.35“橡皮條、彈簧類(lèi)”試驗(yàn)1．探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系的操作關(guān)鍵(1)試驗(yàn)中不能掛過(guò)多的鉤碼，防止彈簧超過(guò)其彈性限度。(2)畫(huà)圖象時(shí)，不要連成“折線(xiàn)”，而應(yīng)盡量讓坐標(biāo)點(diǎn)落在直線(xiàn)上或勻稱(chēng)分布在直線(xiàn)兩側(cè)。2．驗(yàn)證力的平行四邊形定則的操作關(guān)鍵(1)每次拉伸結(jié)點(diǎn)位置O必需保持不變。(2)登記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。3．常見(jiàn)的數(shù)據(jù)處理方法(1)列表法：干脆從表格數(shù)據(jù)中得到彈力F與伸長(zhǎng)量x的比值是一個(gè)常數(shù)。(2)圖象法：以彈力F為縱坐標(biāo)，彈簧的伸長(zhǎng)量x為橫坐標(biāo)，依據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線(xiàn)，可得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。①F-x圖線(xiàn)為一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，而F-l圖線(xiàn)為一條傾斜直線(xiàn)但不過(guò)原點(diǎn)。②F-x圖線(xiàn)和F-l圖線(xiàn)的斜率均表示彈簧(或橡皮筋)的勁度系數(shù)。③F-l圖線(xiàn)在l軸的截距表示彈簧(或橡皮筋)的原長(zhǎng)。④F-x圖線(xiàn)和F-l圖線(xiàn)發(fā)生彎曲的緣由是彈簧(或橡皮筋)超出了彈性限度。(3)函數(shù)法：在誤差允許范圍內(nèi)，可寫(xiě)出彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的函數(shù)關(guān)系式F＝kx。實(shí)際解題中常與圖象法協(xié)作運(yùn)用，以得到函數(shù)式或?qū)Ρ葘?shí)際關(guān)系式用以計(jì)算物理量等。[典例3](2024·海南高考)某同學(xué)利用圖(a)的裝置測(cè)量輕彈簧的勁度系數(shù)。圖中一光滑的細(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(試驗(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。試驗(yàn)步驟如下：(a)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)依據(jù)如表的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖(b)中補(bǔ)充數(shù)據(jù)點(diǎn)并作出l-n圖象。n12345l/cm10.4810.9611.4511.9512.40(b)(2)彈簧的勁度系數(shù)k可用砝碼質(zhì)量m、重力加速度大小為g及l(fā)-n圖線(xiàn)的斜率α表示，表達(dá)式為k＝________。若g取9.80m/s2，則本試驗(yàn)中k＝________N/m(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。[解析](1)依據(jù)題表的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖(b)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(xiàn)的斜率α＝eq\f(Δl,n)，所以k＝eq\f(nmg,Δl)＝eq\f(mg,α)，k＝eq\f(nmg,Δl)＝eq\f(6×50×10－3×9.80,12.9－10.0×10－2)N/m＝101N/m。[答案](1)(2)eq\f(mg,α)101[題組訓(xùn)練]1．(2024·河北六校第一次聯(lián)考)兩個(gè)試驗(yàn)小組做了如下兩個(gè)試驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：甲(1)一個(gè)試驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的試驗(yàn)中，運(yùn)用兩根不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖象如圖甲所示。下列說(shuō)法正確的是________。A．a(chǎn)的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)B．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的大C．a(chǎn)的勁度系數(shù)比b的小D．測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比(2)另一個(gè)試驗(yàn)小組利用圖乙所示的試驗(yàn)裝置完成“探究求合力的方法”的試驗(yàn)。乙丙①下列說(shuō)法正確的是________。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的位置不能變更B．彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線(xiàn)時(shí)，拉力方向必需豎直向下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方向間夾角應(yīng)為90°②彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖丙所示，由圖可知拉力的大小為_(kāi)_______N。③本試驗(yàn)采納的科學(xué)方法是________。A．志向試驗(yàn)法 B．限制變量法C．等效替代法 D．建立物理模型法[解析](1)依據(jù)圖甲可知，F(xiàn)與L的關(guān)系為F＝k(L－L0)，彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖象在橫軸上的截距等于彈簧原長(zhǎng)，即彈力等于零時(shí)彈簧的長(zhǎng)度，圖線(xiàn)斜率等于彈簧的勁度系數(shù)k，由此可知，a的原長(zhǎng)比b的短，a的勁度系數(shù)比b的大，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度呈線(xiàn)性關(guān)系，測(cè)得的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)在“探究求合力的方法”的試驗(yàn)中，測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F時(shí)，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變更，選項(xiàng)A正確；彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線(xiàn)時(shí)，拉力方向可以隨意，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；拉力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，否則就不能測(cè)出力的大小，選項(xiàng)C正確；為了減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2的夾角不能太大，也不能太小，但不是必需為90°，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。依據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)規(guī)則，最小刻度為0.1N，須要估讀到0.01N，所以拉力大小為4.00N。本試驗(yàn)采納的科學(xué)方法是等效替代法，選項(xiàng)C正確。[答案](1)B(2)AC4.00C2．如圖甲所示，是“探究力對(duì)物體做的功與物體速度的關(guān)系”部分試驗(yàn)裝置圖。則：甲乙(1)先使小車(chē)不連接橡皮筋，發(fā)覺(jué)小車(chē)在木板上加速下滑，那么，在橡皮筋彈力的作用下，合外力對(duì)小車(chē)所做的功________(選填“大于”“小于”或“等于”)橡皮筋彈力對(duì)小車(chē)所做的功。圖乙是在試驗(yàn)中得到的一條紙帶，那么，在A、B、C三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)中應(yīng)當(dāng)選用________點(diǎn)的速度才符合試驗(yàn)要求。(2)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功和小車(chē)獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出；變更橡皮筋的條數(shù)，可以得到多組功和速度的數(shù)據(jù)。若以橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W為縱坐標(biāo)，小車(chē)獲得的速度的平方v2為橫坐標(biāo)，那么，作出的圖象應(yīng)當(dāng)是________。ABCD[解析](1)由于小車(chē)不連接橡皮筋時(shí)，小車(chē)在木板上加速下滑，此時(shí)小車(chē)所受合力沿斜面對(duì)下。在橡皮筋彈力的作用下，合外力對(duì)小車(chē)所做的功大于橡皮筋彈力對(duì)小車(chē)所做的功。由圖乙可知，C點(diǎn)達(dá)到了最大速度，計(jì)數(shù)點(diǎn)中應(yīng)當(dāng)選用C點(diǎn)的速度才符合試驗(yàn)要求。(2)由動(dòng)能定理可知：W＝eq\f(1,2)mv2，W與v2是一次函數(shù)關(guān)系，由圖示圖象可知，A正確，B、C、D錯(cuò)誤，故選A。[答案](1)大于C(2)A“碰撞類(lèi)”試驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律試驗(yàn)的素材許多，試驗(yàn)設(shè)置會(huì)千變?nèi)f化，但也有規(guī)律可循。1．物體的初、末動(dòng)量：①可以干脆測(cè)速度求動(dòng)量；②可以用其他物理量代替，如平拋運(yùn)動(dòng)以水平位移代替速度表示動(dòng)量。2．驗(yàn)證的關(guān)系式：①動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式；②動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式和機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式。[典例4](2024·山東臨沂三模)一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。(1)步驟如下：①將氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平后在氣墊導(dǎo)軌上固定兩個(gè)光電門(mén)。②在兩個(gè)滑行器上分別安裝上寬度為d的擋光片，在滑行器B左端安裝彈性架。③令兩個(gè)滑行器以導(dǎo)軌兩端處為運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)，用手同時(shí)推動(dòng)兩個(gè)滑行器使其相向運(yùn)動(dòng)，讓它們分別通過(guò)光電門(mén)，在兩光電門(mén)之間發(fā)生碰撞，發(fā)生碰撞后兩滑行器均反向運(yùn)動(dòng)，分別再次經(jīng)過(guò)光電門(mén)，計(jì)時(shí)器記錄滑行器A先后經(jīng)過(guò)兩光電門(mén)所用的時(shí)間為t1、t3，滑行器B先后經(jīng)過(guò)兩光電門(mén)所用的時(shí)間為t2、t4。④用天平測(cè)量出A、B兩滑行器的質(zhì)量分別為m1、m2。⑤設(shè)向右為正方向，計(jì)算出系統(tǒng)碰撞前的動(dòng)量為_(kāi)_________，碰撞后的動(dòng)量為_(kāi)_______。若碰撞前后兩滑行器的總動(dòng)量在試驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得以驗(yàn)證。(2)下列操作可能會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)論產(chǎn)生影響的是________。A．兩滑塊碰撞后粘在一起通過(guò)一個(gè)光電門(mén)B．起先試驗(yàn)之前，氣墊導(dǎo)軌沒(méi)有調(diào)至水平狀態(tài)C．給氣墊導(dǎo)軌供氣的壓力泵工作異樣，使導(dǎo)軌噴氣不勻稱(chēng)D．在測(cè)量擋光片寬度時(shí)，讀數(shù)誤差使讀數(shù)偏大[解析](1)碰撞前A、B兩滑行器的速度分別為v1＝eq\f(d,t1)，v2＝eq\f(d,t2)，則系統(tǒng)碰撞前的動(dòng)量為m1v1－m2v2＝m1eq\f(d,t1)－m2eq\f(d,t2)＝eq\f(dm1t2－m2t1,t1t2)；碰撞后A、B兩滑行器的速度分別為v3＝eq\f(d,t3)，v4＝eq\f(d,t4)，則系統(tǒng)碰撞后的動(dòng)量為m2v4－m1v3＝m2eq\f(d,t4)－m1eq\f(d,t3)＝eq\f(dm2t3－m1t4,t3t4)。(2)兩滑行器碰撞后粘在一起通過(guò)一個(gè)光電門(mén)，此時(shí)v3＝v4，對(duì)試驗(yàn)結(jié)論無(wú)影響，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；起先試驗(yàn)之前，氣墊導(dǎo)軌沒(méi)有調(diào)至水平狀態(tài)，則系統(tǒng)所受合外力不為零，會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)論產(chǎn)生影響，選項(xiàng)B正確；給氣墊導(dǎo)軌供氣的壓力泵工作異樣，使導(dǎo)軌噴氣不勻稱(chēng)，這樣可能導(dǎo)致滑行器與導(dǎo)軌間產(chǎn)生較大摩擦，對(duì)試驗(yàn)結(jié)論有影響，選項(xiàng)C正確；碰撞前后的動(dòng)量表達(dá)式中都有d，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律時(shí)可以消掉，則在測(cè)量擋光片寬度時(shí)，讀數(shù)誤差使讀數(shù)偏大，這對(duì)試驗(yàn)結(jié)論無(wú)影響，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[答案](1)eq\f(dm1t2－m2t1,t1t2)eq\f(dm2t3－m1t4,t3t4)(2)BC易錯(cuò)提示：驗(yàn)證動(dòng)量守恒的4點(diǎn)留意1．碰撞的兩物體應(yīng)保證“水平”和“正碰”。2．若利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行試驗(yàn)，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)，留意利用水平儀確保導(dǎo)軌水平。3．若利用長(zhǎng)木板進(jìn)行試驗(yàn)，可在長(zhǎng)木板的一端下面墊一個(gè)小木片以平衡摩擦力。4．氣墊導(dǎo)軌可以大大減小試驗(yàn)中由于摩擦產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。頻閃照相可以使計(jì)時(shí)工作變得更加簡(jiǎn)潔、精確。[題組訓(xùn)練]1.(2024·哈爾濱三中三模)用如圖所示裝置可驗(yàn)證彈性碰撞中的動(dòng)量守恒，現(xiàn)有質(zhì)量相等的a、b兩個(gè)小球用等長(zhǎng)的、不行伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，b球靜止，拉起a球由靜止釋放，在最低點(diǎn)a、b兩球發(fā)生正碰，碰后a球速度為零，完成以下問(wèn)題：(1)試驗(yàn)中必需測(cè)量的物理量有________。A．a(chǎn)、b球的質(zhì)量mB．細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度LC．釋放時(shí)a球偏離豎直方向的角度θ1D．碰后b球偏離豎直方向的最大角度θ2E．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭(2)利用上述測(cè)量的物理量驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_(kāi)_______。[解析](1)因?yàn)檫B接a、b的細(xì)線(xiàn)是等長(zhǎng)的，且在同一地點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，所以A、B、E無(wú)需測(cè)量，可用角度表示速度，所以只需測(cè)量C、D。(2)a、b質(zhì)量相等且發(fā)生彈性碰撞，若碰撞中動(dòng)量守恒，則二者交換速度，釋放時(shí)a球偏離豎直方向的角度θ1，與碰后b球偏離豎直方向的最大角度θ2相等，故驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為θ1＝θ2。[答案](1)CD(2)θ1＝θ22．(2024·廣西欽州三模)如圖甲，某試驗(yàn)小組采納常規(guī)方案驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。試驗(yàn)完成后，該小組又把水平木板改為豎直木板再次試驗(yàn)，如圖乙所示。圖中小球半徑均相同、質(zhì)量均已知，且mA>mB，B、B′兩點(diǎn)在同一水平線(xiàn)上。甲乙(1)若采納圖甲所示的裝置，試驗(yàn)中還必需測(cè)量的物理量是________。(2)若采納圖乙所示的裝置，下列說(shuō)法正確的是________。A．必需測(cè)量B′O、BN′、BP′和BM′的長(zhǎng)度B．必需測(cè)量B′N(xiāo)′、B′P′和B′M′的長(zhǎng)度C．若eq\f(mA,\r(\o(B′P′)))＝eq\f(mA,\r(\o(B′M′)))＋eq\f(mB,\r(\o(B′N(xiāo)′)))，則表明此碰撞動(dòng)量守恒D．若eq\f(mA,\r(\o(B′N(xiāo)′)))＝eq\f(mA,\r(\o(B′M′)))＋eq\f(mB,\r(\o(B′P′)))，則表明此碰撞動(dòng)量守恒[解析](1)假如采納圖甲所示的裝置，由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故可以用水平位移代替速度進(jìn)行驗(yàn)證，則還必需測(cè)量OM、OP和ON的長(zhǎng)度。(2)采納圖乙所示裝置時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)的水平距離相等，依據(jù)下落的高度可確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而依據(jù)高度可以表示出對(duì)應(yīng)的水平速度，故需測(cè)量B′N(xiāo)′、B′P′和B′M′的長(zhǎng)度。依據(jù)動(dòng)量守恒定律有mAv＝mAv1＋mBv2，而速度v＝eq\f(l,t)，依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2可得，t＝eq\r(\f(2h,g))。由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有v1＝eq\f(mA－mB,mA＋mB)v<v，v2＝eq\f(2mA,mA＋mB)v>v。小球碰后做平拋運(yùn)動(dòng)，速度越快，到達(dá)豎直木板時(shí)的下落高度越小，結(jié)合v1<v<v2可知單獨(dú)一個(gè)球A下落時(shí)，落點(diǎn)為P′，A、B兩球相碰后，落點(diǎn)分別為M′和N′，則可解得v＝eq\f(BB′,\r(\f(\o(2B′P′),g)))，v1＝eq\f(BB′,\r(\f(\o(2B′M′),g)))，v2＝eq\f(BB′,\r(\f(\o(2B′N(xiāo)′),g)))，代入動(dòng)量守恒定律表達(dá)式，消去公共項(xiàng)后，有eq\f(mA,\r(\o(B′P′)))＝eq\f(mA,\r(\o(B′M′)))＋eq\f(mB,\r(\o(B′N(xiāo)′)))。選項(xiàng)B、C正確。[答案](1)OM、OP和ON的長(zhǎng)度(2)BC考點(diǎn)2|力學(xué)創(chuàng)新試驗(yàn)1.創(chuàng)新型試驗(yàn)的特點(diǎn)(1)以基本的力學(xué)模型為載體，依托運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和力學(xué)定律設(shè)計(jì)試驗(yàn)。(2)將試驗(yàn)的基本方法(限制變量法)和處理數(shù)據(jù)的基本方法(圖象法、逐差法)，融入到試驗(yàn)的綜合分析之中。2.創(chuàng)新型試驗(yàn)的解法(1)依據(jù)題目情景，抽象出相應(yīng)的力學(xué)模型、運(yùn)動(dòng)過(guò)程，依據(jù)相應(yīng)規(guī)律列出關(guān)系式從而明確試驗(yàn)的理論依據(jù)。(2)應(yīng)用原理公式或圖象法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物體實(shí)際受力狀況和理論受力狀況對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。試驗(yàn)原理的創(chuàng)新[典例5]圖甲為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的試驗(yàn)裝置示意圖。試驗(yàn)操作步驟如下：①用天平測(cè)得物塊和遮光片的總質(zhì)量M＝m0、重物的質(zhì)量m＝2m0，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片的寬度d，用米尺測(cè)得兩光電門(mén)之間的距離L②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線(xiàn)與水平桌面平行；③將物塊從光電門(mén)A的左側(cè)釋放，用光電計(jì)時(shí)器分別測(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；④多次重復(fù)步驟③，記錄多組數(shù)據(jù)；⑤整理試驗(yàn)器材。甲乙丙依據(jù)以上試驗(yàn)步驟回答下列問(wèn)題：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光片寬度d的示數(shù)如圖乙所示，d＝________mm；(2)物塊的加速度a＝________(用d、L、ΔtA和ΔtB表示)；(3)物塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(用a和重力加速度g表示)；(4)若以物塊、遮光片和重物為探討對(duì)象，保持物塊和遮光片的總質(zhì)量M肯定，變更重物的質(zhì)量m，依次計(jì)算出對(duì)應(yīng)的加速度a。以(M＋m)a為縱軸，以m為橫軸，畫(huà)出如圖丙所示的圖象，該圖象的斜率表示________。[解析](1)依據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，遮光片寬度d＝5mm＋12×0.05mm＝5.60mm。(2)遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A的速度vA＝eq\f(d,ΔtA)，經(jīng)過(guò)光電門(mén)B的速度vB＝eq\f(d,ΔtB)，由veq\o\al(2,B)－veq\o\al(2,A)＝2aL，可得物塊的加速度a＝eq\f(eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,ΔtB)))eq\s\up12(2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,ΔtA)))eq\s\up12(2),2L)。(3)對(duì)物塊、遮光片和重物整體應(yīng)用牛頓其次定律得mg－μMg＝(M＋m)a，即2m0g－μm0g＝3m0a，解得μ＝2－eq\(4)對(duì)物塊、遮光片和重物整體，有mg－μMg＝(M＋m)a，由此可知以(M＋m)a為縱軸，以m為橫軸的圖象的斜率表示重力加速度g。[答案](1)5.60(2)eq\f(eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,ΔtB)))eq\s\up12(2)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,ΔtA)))eq\s\up12(2),2L)(3)2－eq\f(3a,g)(4)重力加速度g試驗(yàn)器材的創(chuàng)新[典例6]某探討性學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的裝置來(lái)測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，主要操作過(guò)程如下：甲乙①安裝試驗(yàn)器材，調(diào)整試管夾使小鐵球、光電門(mén)和紙杯在同一豎直線(xiàn)上；②打開(kāi)試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在兩個(gè)光電門(mén)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，并用刻度尺(圖甲中未畫(huà)出)測(cè)量出兩個(gè)光電門(mén)之間的高度h，計(jì)算出小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間的平均速度v；③保持光電門(mén)1的位置不變，變更光電門(mén)2的位置，重復(fù)②的操作。測(cè)出多組數(shù)據(jù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度v；④畫(huà)出v-t圖象。請(qǐng)依據(jù)試驗(yàn)，回答如下問(wèn)題：(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門(mén)1時(shí)的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。則小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間的平均速度v的表達(dá)式為_(kāi)_______(用v0、g和t表示)。(2)試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：試驗(yàn)次數(shù)123456h/cm10.0020.0030.0040.0050.0060.00t/s0.0690.1190.1590.1950.2260.255v/(m·s－1)1.451.681.892.052.212.35請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙(如圖乙)上畫(huà)出v-t圖象。(3)依據(jù)v-t圖象，可以求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝______m/s2，試管夾到光電門(mén)1的距離約為_(kāi)_______cm(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。[解析](1)因?yàn)閔＝v0t＋eq\f(1,2)gt2，所以v＝eq\f(h,t)＝v0＋eq\f(1,2)gt。(2)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，用一條直線(xiàn)將這些點(diǎn)連接起來(lái)，使盡可能多的點(diǎn)在直線(xiàn)上，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)勻稱(chēng)分布于直線(xiàn)兩側(cè)，如圖所示。(3)從圖中可求出斜率k＝4.8m/s2，v0＝1.10m/s，可得g＝2k＝9.6m/s2，h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝0.063m＝6.3cm。[答案](1)v＝v0＋eq\f(1,2)gt(2)如解析圖所示(3)9.6(9.4～9.8之間均可)6.3(6.1～6.5之間均可)試驗(yàn)情景的創(chuàng)新[典例7](2024·四川成都二診)圖甲所示為某試驗(yàn)小組測(cè)量A、B兩個(gè)箱子質(zhì)量的裝置圖，其中D為鐵架臺(tái)，E為固定在鐵架臺(tái)上的輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽視)，F(xiàn)為光電門(mén)，C為固定在A箱子上、寬度為d的細(xì)遮光條(質(zhì)量不計(jì))。此外該試驗(yàn)小組還打算了砝碼一套(總質(zhì)量m0＝1kg)和刻度尺等，請(qǐng)?jiān)谝韵略囼?yàn)步驟中按要求作答：甲乙(1)在鐵架臺(tái)上標(biāo)記一位置O，并測(cè)得該位置與光電門(mén)之間的高度差為h。(2)取出質(zhì)量為m的砝碼放在A箱子中，剩余砝碼都放在B箱子中，讓A箱子從位置O處由靜止起先下落。(3)記錄細(xì)遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，依據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出A箱子下落到F處的速率v＝________，下落過(guò)程中的加速度大小a＝________。(4)變更m，重復(fù)(2)(3)步驟，得到多組m及a的數(shù)據(jù)，作出________(填“a-m”或“a-eq\f(1,m)”)圖象如圖乙所示(圖中橫、縱坐標(biāo)物理量的單位均采納國(guó)際單位制單位)。(5)由圖象可得，A的質(zhì)量mA＝________kg，B的質(zhì)量mB＝________kg(結(jié)果保留2位有效數(shù)字，重力加速度g取10m/s2)。[解析](3)由很短時(shí)間內(nèi)細(xì)遮光條的平均速度近似等于A箱子的瞬時(shí)速度可知，A箱子的瞬時(shí)速度為v＝eq\f(d,t)。由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度—位移公式得2ah＝v2＝eq\f(d2,t2)，解得a＝eq\f(d2,2ht2)。(4)由牛頓其次定律可知，對(duì)左端A箱子和砝碼組成的系統(tǒng)有(mA＋m)g－FT＝(mA＋m)a；對(duì)右端B箱子和砝碼組成的系統(tǒng)有F′T－(mB＋m0－m)g＝(mB＋m0－m)a，F(xiàn)′T＝FT，聯(lián)立解得a＝eq\f(mA－mB－m0g＋2mg,mA＋mB＋m0)，所以應(yīng)作出a-m的圖象。(5)圖象斜率為eq\f(2g,mA＋mB＋m0)＝4，截距為eq\f(gmA－mB－m0,mA＋mB＋m0)＝2，聯(lián)立解得mA＝3.0kg，mB＝1.0kg。[答案](3)eq\f(d,t)eq\f(d2,2ht2)(4)a－m(5)3.01.0[題組訓(xùn)練]1．某班物理小組安排用一臺(tái)具有攝像功能的數(shù)碼相機(jī)來(lái)探討彈簧做功的規(guī)律。該小組設(shè)計(jì)的裝置如圖甲所示，光滑水平桌面(厚度不計(jì))離地高度為H＝0.8m，輕質(zhì)彈簧左端固定于豎直擋板上，擋板到桌面右端的距離恰好等于彈簧的原長(zhǎng)。試驗(yàn)時(shí)將一質(zhì)量為m＝200g的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))置于被壓縮彈簧的右端，釋放后小球在彈力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，并離開(kāi)桌面做平拋運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)，用數(shù)碼相機(jī)將小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程拍成視頻，變更小球的釋放位置再拍，獲得多個(gè)視頻，每個(gè)視頻都由相同時(shí)間間隔的照片連貫而成，通過(guò)電腦將這些照片按時(shí)間依次制作成頻閃照片(如圖乙所示)，篩選出5張頻閃照片，用刻度尺測(cè)得照片中的桌面離地高度h＝50.0mm，再測(cè)出5張照片中的x和s，記錄到下表中，取重力加速度g＝10m/s。甲乙頻閃照片序號(hào)12345x/mm4.08.012.016.018.0s/mm32.064.295.9128.6143.3(1)分析圖乙中小球位置的分布規(guī)律，可知該相機(jī)每秒能拍攝________張照片。丙(2)依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中作出s-x圖象。(3)若測(cè)得s-x圖象的斜率為k，則彈簧對(duì)小球做的功W可以表示成________(填選項(xiàng)前的字母)。A．W＝eq\f(mgk2,4h)x2B．W＝eq\f(mgH2k2,4h2)x2C．W＝eq\f(mgHk2,4h2)x2D．W＝eq\f(1,2)kx2[解析](1)由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得，小球落地時(shí)間t＝eq\r(\f(2H,g))＝eq\r(\f(2×0.8,10))s＝0.4s，由圖乙可知，相機(jī)在0.4s內(nèi)拍攝了6張照片，則數(shù)碼相機(jī)在1s內(nèi)能拍攝的照片數(shù)n＝eq\f(1,0.4)×6＝15張。(3)由題意可知，小