资源描述
专题八物理实验专题八物理实验定位定位 五年考情分析五年考情分析2017年年2016年年2015年年2014年年2013年年卷卷T22T22测定匀变速测定匀变速直线运动的直线运动的加速度加速度用验证机械能守恒用验证机械能守恒定律的装置求瞬时定律的装置求瞬时速度、速度、 加速度、加速度、频率频率向心力的向心力的研究研究验证牛验证牛顿第二顿第二定律定律测量物块与测量物块与水平桌面之水平桌面之间的动摩擦间的动摩擦因数因数T23T23描绘小灯泡描绘小灯泡的伏安特性的伏安特性曲线曲线热敏电阻控制电路热敏电阻控制电路的设计、器材的选的设计、器材的选择及过程分析择及过程分析把电流表把电流表改装为电改装为电压表压表测定电测定电源的电源的电动势和动势和内阻内阻测量多用电测量多用电表内电池的表内电池的电动势和内电动势和内部电路的总部电路的总电阻电阻卷卷T22T22测定匀变速测定匀变速直线运动的直线运动的加速度、平加速度、平均速度均速度探究弹簧的弹探究弹簧的弹性势能性势能测定匀变速运测定匀变速运动的速度、加动的速度、加速度速度, ,物块与物块与斜面间的动摩斜面间的动摩擦因数擦因数伏安法测伏安法测电阻电阻探究弹簧的探究弹簧的弹性势能弹性势能T23T23测微安表的测微安表的内阻内阻电压表内阻的电压表内阻的测量测量半偏法测电压半偏法测电压表内阻表内阻探究弹簧探究弹簧的劲度系的劲度系数数k k与其长与其长度的关系度的关系多用电表的多用电表的原理和使用原理和使用卷卷T22T22验证力的平验证力的平行四边形定行四边形定则则探究影响安培探究影响安培力大小的因素力大小的因素T23T23用多用电表用多用电表测电阻测电阻探究加速度与探究加速度与合外力的关系合外力的关系专题专题定位定位本专题是物理实验本专题是物理实验, ,实验包含力学实验和电学实验两部分实验包含力学实验和电学实验两部分, ,每年必考每年必考; ;实验以填空题形式出现实验以填空题形式出现, ,一力一电一力一电, ,一小一大的组合形式基本固定一小一大的组合形式基本固定. .通通过对近五年高考命题分析可以看出过对近五年高考命题分析可以看出, ,力学主要考查纸带类问题、弹簧力学主要考查纸带类问题、弹簧类问题和以牛顿第二定律为基础的力学创新型实验类问题和以牛顿第二定律为基础的力学创新型实验,2017,2017年开始动量年开始动量守恒定律实验成为力学必考实验之一守恒定律实验成为力学必考实验之一; ;电学主要考查以测电阻电学主要考查以测电阻( (电表电表的内阻的内阻) )为核心的实验、以多用电表的使用为核心的实验、以测电源为核心的实验、以多用电表的使用为核心的实验、以测电源电动势和内阻为核心的实验电动势和内阻为核心的实验. .应考应考建议建议20182018年复习备考过程中年复习备考过程中, ,仍从两方面引起重视仍从两方面引起重视:(1):(1)高考实验题命题仍高考实验题命题仍是是“源于教材源于教材, ,不拘泥于教材不拘泥于教材”的理念的理念, ,所以熟悉教材实验、抓住实所以熟悉教材实验、抓住实验灵魂验灵魂原理原理, ,是复习的重中之重是复习的重中之重;(2);(2)重视创新型实验重视创新型实验, ,例如设计例如设计型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新型、开放型、探讨型实验等都有不同程度的创新, ,比如由单纯的求加比如由单纯的求加速度转化为求动摩擦因数速度转化为求动摩擦因数, ,设计多种求重力加速度的方法设计多种求重力加速度的方法, ,多种方法多种方法求电阻求电阻, ,都要引起高度重视都要引起高度重视. .第第1 1讲力学实验与创新讲力学实验与创新突突 破破实实 战战热点考向一纸带类问题热点考向一纸带类问题【核心提炼核心提炼】 1.1.打点计时器系列五个实验打点计时器系列五个实验力学实验中用到打点计时器的实验有力学实验中用到打点计时器的实验有5 5个个, ,分别是用打点计时器测速度分别是用打点计时器测速度, ,探究探究小车速度随时间变化的规律小车速度随时间变化的规律, ,探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系, ,探究做功与速度探究做功与速度变化的关系及验证机械能守恒定律变化的关系及验证机械能守恒定律. .突破突破 热点考向聚焦热点考向聚焦2.2.纸带数据的处理方法纸带数据的处理方法3.3.平衡摩擦力的两个实验及方法平衡摩擦力的两个实验及方法探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个实验均需平衡摩擦力衡摩擦力, ,平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的一端, ,给小车一个初速度给小车一个初速度, ,小车能匀速下滑小车能匀速下滑. .4.4.三个关键点三个关键点(1)(1)区分计时点和计数点区分计时点和计数点: :计时点是指打点计时器在纸带上打下的点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点. .计数点计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点是指测量和计算时在纸带上所选取的点. .要注意要注意“每五个点取一个计数点每五个点取一个计数点”与与“每隔四个点取一个计数点每隔四个点取一个计数点”的取点方法是一样的的取点方法是一样的. .(2)(2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源涉及打点计时器的实验均是先接通电源. .打点稳定后打点稳定后, ,再释放纸带再释放纸带. .(3)(3)实验数据处理可借助图像实验数据处理可借助图像, ,充分利用图像斜率、截距等的物理意义充分利用图像斜率、截距等的物理意义. .【典例典例1 1】 ( (20172017广东珠海模拟广东珠海模拟) )某同学利用图某同学利用图( (甲甲) )所示的实验装置所示的实验装置, ,探究小探究小车在均匀长木板上的运动规律车在均匀长木板上的运动规律. .(1)(1)在小车做匀加速直线运动时打出一条纸带在小车做匀加速直线运动时打出一条纸带, ,已知打点计时器所用电源的频已知打点计时器所用电源的频率为率为50 Hz,50 Hz,图图( (乙乙) )中所示的是每打中所示的是每打5 5个点所取的计数点个点所取的计数点,x,x1 1=3.62 cm,x=3.62 cm,x4 4=5.12 =5.12 cm,cm,由图中数据可求得由图中数据可求得: :小车的加速度为小车的加速度为 m/sm/s2 2, ,第第3 3个计数点与第个计数点与第2 2个计个计数点的距离数点的距离( (即即x x2 2) )约为约为 cm.cm. 答案答案: :(1)0.50(1)0.504.124.12(2)(2)若用该实验装置若用该实验装置“探究探究 与与F,MF,M之间的关系之间的关系”, ,要用钩码要用钩码( (质量用质量用m m表示表示) )的重力的重力表示小车所受的细线拉力表示小车所受的细线拉力, ,需满足需满足, ,满足此条件做实验时满足此条件做实验时, ,得到一系列加得到一系列加速度速度a a与合外力与合外力F F的对应数据的对应数据, ,画出画出a a- -F F关系图像关系图像, ,如图如图( (丙丙) )所示所示, ,若不计滑轮摩若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响擦及纸带阻力的影响, ,由图像可知由图像可知, ,实验操作中不当之处为实验操作中不当之处为 ; ;小车的质量小车的质量M=M= kg;kg;如果实验时如果实验时, ,在小车和钩码之间接一个不计质量的微型在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力力传感器用来测量拉力F,F,如图如图( (丙丙) )所示所示, ,从理论上分析从理论上分析, ,该实验图线的斜率将该实验图线的斜率将( (填填“变大变大”“变小变小”或或“不变不变”).). 答案答案: :( (2)M2)Mm m没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足1 1变大变大(3)(3)为了验证动能定理为了验证动能定理, ,在用钩码的重力表示小车所受合外力的条件下在用钩码的重力表示小车所受合外力的条件下, ,在图在图( ( 乙乙 ) ) 中中 1 , 31 , 3 两 点 间 对 小 车 用 实 验 验 证 动 能 定 理 的 表 达 式 为两 点 间 对 小 车 用 实 验 验 证 动 能 定 理 的 表 达 式 为.(.(用题中所涉及数据的字母表示用题中所涉及数据的字母表示, ,两个计数点间的时间间隔用两个计数点间的时间间隔用T T表示表示)【预测练习预测练习1 1】 ( (20172017河北保定模拟河北保定模拟) )在用打点计时器验证机械能守恒定律在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中的实验中, ,使质量为使质量为m=1.00 kgm=1.00 kg的重物自由下落的重物自由下落, ,打点计时器在纸带上打出一打点计时器在纸带上打出一系列的点系列的点, ,选取一条符合实验要求的纸带如图所示选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O.O为第一个点为第一个点,A,B,C,A,B,C为从为从合适位置开始选取连续点中的三个点合适位置开始选取连续点中的三个点. .已知打点计时器每隔已知打点计时器每隔0.02 s0.02 s打一个点打一个点, ,当地的重力加速度当地的重力加速度g g取取9.80 m/s9.80 m/s2 2. .则则: :(1)(1)根据图上所得的数据根据图上所得的数据, ,应取图中应取图中O O点到点到点来验证机械能守恒定律点来验证机械能守恒定律.(2)(2)从从O O点到点到(1)(1)问中所取的点问中所取的点, ,重物重力势能的减少量重物重力势能的减少量EEp p= = J,J,动能增加动能增加量量EEk k= = J(J(结果保留结果保留3 3位有效数字位有效数字).).答案答案: :(1)B(1)B(2)1.88(2)1.88(3)(3)若测出纸带上所有各点到若测出纸带上所有各点到O O点之间的距离点之间的距离, ,根据纸带算出各点的速度根据纸带算出各点的速度v v及物体及物体下落的高度下落的高度h.h.则以则以 为纵轴为纵轴, ,以以h h为横轴画出的图像是下图中的为横轴画出的图像是下图中的.答案答案: :(3)A (3)A 22v热点考向二橡皮条、弹簧类问题热点考向二橡皮条、弹簧类问题 【核心提炼核心提炼】1.1.探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键探究弹力和弹簧伸长量的关系的操作关键(1)(1)实验中不能挂过多的钩码实验中不能挂过多的钩码, ,防止弹簧超过弹性限度防止弹簧超过弹性限度. .(2)(2)画图像时画图像时, ,不要连成不要连成“折线折线”, ,而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在而应尽量让坐标点落在直线上或均匀分布在直线两侧直线两侧. .2.2.验证力的平行四边形定则的操作关键验证力的平行四边形定则的操作关键(1)(1)每次拉伸结点位置每次拉伸结点位置O O必须保持不变必须保持不变. .(2)(2)记下每次各力的大小和方向记下每次各力的大小和方向. .(3)(3)画力的图示时应选择适当的标度画力的图示时应选择适当的标度. .【典例典例2 2】 ( (20172017全国全国卷卷,22,22) )某探究小组做某探究小组做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验实验, ,将画有坐标轴将画有坐标轴( (横轴为横轴为x x轴轴, ,纵轴为纵轴为y y轴轴, ,最小刻度表示最小刻度表示1 mm)1 mm)的纸贴在水的纸贴在水平桌面上平桌面上, ,如图如图(a)(a)所示所示. .将橡皮筋的一端将橡皮筋的一端Q Q固定在固定在y y轴上的轴上的B B点点( (位于图示部分位于图示部分之外之外),),另一端另一端P P位于位于y y轴上的轴上的A A点时点时, ,橡皮筋处于原长橡皮筋处于原长. .(1)(1)用一只测力计将橡皮筋的用一只测力计将橡皮筋的P P端沿端沿y y轴从轴从A A点拉至坐标原点点拉至坐标原点O,O,此时拉力此时拉力F F的大的大小可由测力计读出小可由测力计读出. .测力计的示数如图测力计的示数如图(b)(b)所示所示,F,F的大小为的大小为 N.N. 解析解析: :(1)(1)由图可知由图可知,F,F的大小为的大小为4.0 N.4.0 N.答案答案: :(1)4.0(1)4.0(2)(2)撤去撤去(1)(1)中的拉力中的拉力, ,橡皮筋橡皮筋P P端回到端回到A A点点; ;现使用两个测力计同时拉橡皮筋现使用两个测力计同时拉橡皮筋, ,再次将再次将P P端端拉至拉至O O点点, ,此时观察到两个拉力分别沿图此时观察到两个拉力分别沿图(a)(a)中两条虚线所示的方向中两条虚线所示的方向, ,由测力计的示数读由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为出两个拉力的大小分别为F F1 1=4.2 N=4.2 N和和F F2 2=5.6 N.=5.6 N.用用5 mm5 mm长度的线段表示长度的线段表示1 N1 N的力的力, ,以以O O为作用点为作用点, ,在图在图(a)(a)中画出力中画出力F F1 1,F,F2 2的图示的图示, ,然后按然后按平行四边形定则画出它们的合力平行四边形定则画出它们的合力F F合合; ;F F合合的大小为的大小为 N,FN,F合合与拉力与拉力F F的夹角的正切值为的夹角的正切值为. .若若F F合合与拉力与拉力F F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内, ,则该实验验证了力的平行四则该实验验证了力的平行四边形定则边形定则. . 答案答案: :(2)(2)见解析见解析4.04.00.050.05【预测练习预测练习2 2】 ( (20172017河北石家庄质检河北石家庄质检) )在在“探究弹力和弹簧伸长量的关系探究弹力和弹簧伸长量的关系”的的实验中实验中(1)(1)以下说法正确的是以下说法正确的是.A.A.弹簧被拉伸时弹簧被拉伸时, ,不能超出它的弹性限度不能超出它的弹性限度B.B.用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力, ,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.D.用几个不同的弹簧用几个不同的弹簧, ,分别测出几组拉力与伸长量分别测出几组拉力与伸长量, ,得出拉力与伸长量之比相等得出拉力与伸长量之比相等解析解析: :(1)(1)弹簧被拉伸时弹簧被拉伸时, ,不能超出它的弹性限度不能超出它的弹性限度, ,否则弹簧会损坏否则弹簧会损坏, ,故故A A正确正确. .用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力, ,要保证弹簧位于竖直位置要保证弹簧位于竖直位置, ,使钩码的重力使钩码的重力等于弹簧的弹力等于弹簧的弹力, ,要待钩码平衡时再读数要待钩码平衡时再读数, ,故故B B正确正确. .弹簧的长度不等于弹簧的弹簧的长度不等于弹簧的伸长量伸长量, ,故故C C错误错误. .拉力与伸长量之比是劲度系数拉力与伸长量之比是劲度系数, ,由弹簧决定由弹簧决定, ,同一弹簧的劲同一弹簧的劲度系数是不变的度系数是不变的, ,不同的弹簧的劲度系数不同不同的弹簧的劲度系数不同, ,故故D D错误错误. .(2)(2)若某同学采用的实验装置如图若某同学采用的实验装置如图( (甲甲) )所示所示, ,所用的每个钩码的重力相当于对所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力弹簧提供了向右恒定的拉力. .实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度, ,再将再将5 5个钩码逐个挂在绳子的下端个钩码逐个挂在绳子的下端, ,每次测出相应的弹簧总长度每次测出相应的弹簧总长度. .有一个同学通过以上实验测量后把有一个同学通过以上实验测量后把6 6组数据描点在图组数据描点在图( (乙乙) )中中, ,请作出请作出F-LF-L图线图线. .由此图线可得出该弹簧的原长由此图线可得出该弹簧的原长L0=L0= cm,cm,劲度系数劲度系数k=k= N/m.N/m.( (结果均保留结果均保留2 2位有效数字位有效数字)解析解析: :(2)(2)作出作出F F- -L L图线图线, ,如图所示如图所示; ;答案答案: :(2)(2)见解析图见解析图5.05.020 20 (3)(3)若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长, ,用直尺测出弹簧的原长用直尺测出弹簧的原长L L0 0, ,再把弹簧竖直悬挂起来再把弹簧竖直悬挂起来, ,挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L,L,把把L L- -L L0 0作为作为弹簧的伸长量弹簧的伸长量x,x,这样操作这样操作, ,由于弹簧自身重力的影响由于弹簧自身重力的影响, ,最后画出的图线可能最后画出的图线可能是是. . 解析解析: :(3)(3)当竖直悬挂时当竖直悬挂时, ,由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量由于自身重力的影响弹簧会有一段伸长量L L1 1, ,但但此时所挂重物的重力为此时所挂重物的重力为0(F=0),0(F=0),结合弹簧弹力的特点可得结合弹簧弹力的特点可得,F=k(L-L,F=k(L-L0 0- -L L1 1)=k(L-L)=k(L-L0 0)-kL)-kL1 1=kx-kL=kx-kL1 1, ,其图像只可能是其图像只可能是C C图图. .答案答案: :(3)C(3)C热点考向三力学创新实验热点考向三力学创新实验【核心提炼核心提炼】1.1.力学创新实验的几个特点力学创新实验的几个特点(1)(1)实验器材的等效与替换实验器材的等效与替换, ,主要有主要有3 3个方面的创新个方面的创新: :用电子秤或已知质量的用电子秤或已知质量的钩码替代弹簧测力计钩码替代弹簧测力计; ;气垫导轨替代长木板气垫导轨替代长木板; ;用光电门、闪光照相机替代用光电门、闪光照相机替代打点计时器打点计时器. .(2)(2)实验结论的拓展与延伸实验结论的拓展与延伸: :主要通过一些实验装置得出物体的加速度主要通过一些实验装置得出物体的加速度, ,再利再利用牛顿第二定律求出物体所受阻力或小车与木板间的动摩擦因数用牛顿第二定律求出物体所受阻力或小车与木板间的动摩擦因数. .(3)(3)情景的设计与创新情景的设计与创新: :近几年在试题情景的设计上进行了较多的创新近几年在试题情景的设计上进行了较多的创新, ,不过不过考查的实验原理和实验处理方法仍然不变考查的实验原理和实验处理方法仍然不变, ,因此只要把最根本的方法从新情因此只要把最根本的方法从新情景中分离出来景中分离出来, ,找出与常规实验相同之处就可以找出与常规实验相同之处就可以. .2.2.创新实验的易错点创新实验的易错点(1)(1)实验原理不清楚实验原理不清楚, ,找不出解题的突破口找不出解题的突破口. .(2)(2)对实验结论的拓展与延伸对实验结论的拓展与延伸, ,不知从何处入手不知从何处入手. .(3)(3)不能从新情景中把实验方法分离出来不能从新情景中把实验方法分离出来. .3.3.创新实验题的解法创新实验题的解法(1)(1)以基本的力学模型为载体以基本的力学模型为载体, ,依托运动学规律和力学定律设计实验依托运动学规律和力学定律设计实验; ;(2)(2)将实验的基本方法将实验的基本方法控制变量法控制变量法, ,处理数据的基本方法处理数据的基本方法图像法图像法, ,逐逐差法差法, ,融入实验的综合分析之中融入实验的综合分析之中; ;(3)(3)根据题目情境根据题目情境, ,提取相应的力学模型提取相应的力学模型, ,明确实验的理论依据和实验目的明确实验的理论依据和实验目的, ,设计实验方案设计实验方案; ;(4)(4)进行实验进行实验, ,记录数据记录数据, ,应用原理公式或图像法处理实验数据应用原理公式或图像法处理实验数据, ,结合物体实结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析际受力情况和理论受力情况对结果进行误差分析. .【典例【典例3 3】 ( (20162016全国全国卷卷,23,23) )某物理课外小组利用图某物理课外小组利用图( (甲甲) )中的装置探究中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系物体加速度与其所受合外力之间的关系. .图中图中, ,置于实验台上的长木板水平置于实验台上的长木板水平放置放置, ,其右端固定一轻滑轮其右端固定一轻滑轮; ;轻绳跨过滑轮轻绳跨过滑轮, ,一端与放在木板上的小滑车相连一端与放在木板上的小滑车相连, ,另一端可悬挂钩码另一端可悬挂钩码. .本实验中可用的钩码共有本实验中可用的钩码共有N=5N=5个个, ,每个质量均为每个质量均为0.010kg.0.010kg.实验步骤如下实验步骤如下: :(1)(1)将将5 5个钩码全部放入小车中个钩码全部放入小车中, ,在长木板左下方垫上适当厚度的小物块在长木板左下方垫上适当厚度的小物块, ,使使小车小车( (和钩码和钩码) )可以在木板上匀速下滑可以在木板上匀速下滑. .(2)(2)将将n(n(依次取依次取n=1,2,3,4,5)n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端个钩码挂在轻绳右端, ,其余其余N-nN-n个钩码仍留在小个钩码仍留在小车内车内; ;用手按住小车并使轻绳与木板平行用手按住小车并使轻绳与木板平行. .释放小车释放小车, ,同时用传感器记录小车同时用传感器记录小车在时刻在时刻t t相对于其起始位置的位移相对于其起始位置的位移s,s,绘制绘制s-ts-t图像图像, ,经数据处理后可得到相应经数据处理后可得到相应的加速度的加速度a.a.(3)(3)对应于不同的对应于不同的n n的的a a值见下表值见下表.n=2.n=2时的时的s-ts-t图像如图图像如图( (乙乙) )所示所示, ,由图由图( (乙乙) )求求出此时小车的加速度出此时小车的加速度( (保留保留2 2位有效数字位有效数字),),将结果填入下表将结果填入下表. .n n1 12 23 34 45 5a/(ma/(ms s-2-2) )0.200.200.580.580.780.781.001.00答案答案: :(3)0.39(3)0.39(4)(4)利用表中的数据在图利用表中的数据在图( (丙丙) )中补齐数据点中补齐数据点, ,并作出并作出a-na-n图像图像. .从图像可以看出从图像可以看出: :当物体质量一定时当物体质量一定时, ,物体的加速度与其所受的合外力成正比物体的加速度与其所受的合外力成正比. .解析解析: :(4)(4)在题图在题图( (丙丙) )中描出数据点中描出数据点(2,0.39),(3,0.58)(5,1.00)(2,0.39),(3,0.58)(5,1.00)并过各数并过各数据点作出据点作出a a- -n n图像图像, ,如图所示如图所示. .答案答案: :(4)a(4)a- -n n图像见解析图像见解析答案答案: :(5)0.44(5)0.44(5)(5)利用利用a a- -n n图像求得小车图像求得小车( (空载空载) )的质量为的质量为kg(kg(保留保留2 2位有效数字位有效数字, ,重重力加速度取力加速度取g=9.8 mg=9.8 ms s-2-2).). 答案答案: :(6)BC(6)BC(6)(6)若以若以“保持木板水平保持木板水平”来代替步骤来代替步骤(1),(1),下列说法正确的是下列说法正确的是( (填填入正确选项前的标号入正确选项前的标号).).A.a-nA.a-n图线不再是直线图线不再是直线B.a-nB.a-n图线仍是直线图线仍是直线, ,但该直线不过原点但该直线不过原点C.a-nC.a-n图线仍是直线图线仍是直线, ,但该直线的斜率变大但该直线的斜率变大【预测练习预测练习3 3】 ( (20172017福建宁德模拟福建宁德模拟) )某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究究, ,实验装置如图实验装置如图( (甲甲) )所示所示, ,轻弹簧左端固定轻弹簧左端固定, ,右端与一物块接触而不连接右端与一物块接触而不连接, ,纸纸带穿过打点计时器并与物块连接带穿过打点计时器并与物块连接. .向左推物块使弹簧压缩一段距离向左推物块使弹簧压缩一段距离, ,由静止释由静止释放物块放物块, ,通过测量和计算通过测量和计算, ,可求得弹簧被压缩后的弹性势能步骤如下可求得弹簧被压缩后的弹性势能步骤如下: :A.A.用天平测量出物块的质量用天平测量出物块的质量m,m,按图按图( (甲甲) )所示安装好实验装置所示安装好实验装置; ;B.B.向左推物块使弹簧压缩向左推物块使弹簧压缩, ,并测量弹簧压缩量并测量弹簧压缩量x;x;C.C.把纸带向左拉直把纸带向左拉直, ,接通打点计时器电源接通打点计时器电源; ;D.D.松手释放物块松手释放物块. .(1)(1)图图( (乙乙) )是物块脱离弹簧后打点计时器所打出的纸带是物块脱离弹簧后打点计时器所打出的纸带, ,每相邻两个计数点之每相邻两个计数点之间有间有4 4个点未画出个点未画出. .相邻计数点间的距离如图相邻计数点间的距离如图( (乙乙) )所示所示. .打点计时器电源的频率打点计时器电源的频率为为50 Hz,50 Hz,物块做匀减速直线运动的加速度大小物块做匀减速直线运动的加速度大小a=a= m/sm/s-2-2, ,若重力加速度若重力加速度为为g,g,则物块与桌面间的动摩擦因数的表达式为则物块与桌面间的动摩擦因数的表达式为=, ,这样代入数据得到这样代入数据得到的结果比动摩擦因数的真实值的结果比动摩擦因数的真实值( (选填选填“偏大偏大”或或“偏小偏小”).).(2)(2)若物块脱离弹簧时的速度为若物块脱离弹簧时的速度为v,v,则弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是则弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是.(.(用用m,g,v,xm,g,v,x和动摩擦因数和动摩擦因数表示表示)实战实战 高考真题演练高考真题演练1.1.测匀变速直线运动的速度和加速度测匀变速直线运动的速度和加速度(20172017全国全国卷卷,22,22) )某探究小组为了某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动研究小车在桌面上的直线运动, ,用自制用自制“滴水计时器滴水计时器”计量时间计量时间. .实验前实验前, ,将将该计时器固定在小车旁该计时器固定在小车旁, ,如图如图(a)(a)所示所示. .实验时实验时, ,保持桌面水平保持桌面水平, ,用手轻推一下用手轻推一下小车小车. .在小车运动过程中在小车运动过程中, ,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴, ,图图(b)(b)记录了记录了桌面上连续的桌面上连续的6 6个水滴的位置个水滴的位置.(.(已知滴水计时器每已知滴水计时器每30 s30 s内共滴下内共滴下4646个小水滴个小水滴) )解析解析: :(1)(1)小车在水平桌面上做减速运动小车在水平桌面上做减速运动, ,相邻两个水滴之间的距离越来相邻两个水滴之间的距离越来越小越小, ,由图由图(b)(b)可知可知, ,小车在桌面上是从右向左运动的小车在桌面上是从右向左运动的. .答案答案: :(1)(1)从右向左从右向左(1)(1)由图由图(b)(b)可知可知, ,小车在桌面上是小车在桌面上是( (填填“从右向左从右向左”或或“从左向从左向右右”) )运动的运动的.(2)(2)该小组同学根据图该小组同学根据图(b)(b)的数据判断出小车做匀变速运动的数据判断出小车做匀变速运动. .小车运动到图小车运动到图(b)(b)中中A A点位置时的速度大小为点位置时的速度大小为 m/s,m/s,加速度大小为加速度大小为 m/sm/s2 2.(.(结果均结果均保留保留2 2位有效数字位有效数字) ) 答案答案: :(2)0.19(2)0.190.0370.0372.2.用验证机械能守恒的装置测速度、加速度和频率用验证机械能守恒的装置测速度、加速度和频率(20162016全国全国卷卷,22,22) )某某同学用图同学用图(a)(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律所示的实验装置验证机械能守恒定律, ,其中打点计时器的电源为其中打点计时器的电源为交流电源交流电源, ,可以使用的频率有可以使用的频率有20 Hz20 Hz、30 Hz30 Hz和和40 Hz.40 Hz.打出纸带的一部分如图打出纸带的一部分如图(b)(b)所示所示. . 该同学在实验中没有记录交流电的频率该同学在实验中没有记录交流电的频率f,f,需要用实验数据和其他题给条件进需要用实验数据和其他题给条件进行推算行推算. .(1)(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落若从打出的纸带可判定重物匀加速下落, ,利用利用f f和图和图(b)(b)中给出的物理量可中给出的物理量可以写出以写出: :在打点计时器打出在打点计时器打出B B点时点时, ,重物下落的速度大小为重物下落的速度大小为, ,打出打出C C点时点时重物下落的速度大小为重物下落的速度大小为, ,重物下落的加速度大小为重物下落的加速度大小为. .(2)(2)已测得已测得s s1 1=8.89 cm,s=8.89 cm,s2 2=9.50 cm,s=9.50 cm,s3 3=10.10 cm,=10.10 cm,当地重力加速度大小为当地重力加速度大小为9.80 9.80 m/sm/s2 2, ,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%,1%,由此推算出由此推算出f f为为Hz.Hz. 答案答案: :(2)40(2)403.3.牛顿第二定律的创新实验牛顿第二定律的创新实验(20152015全国全国卷卷,22,22) )某物理小组的同学设计了某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验. .所用器材有所用器材有: :玩具小车、玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器压力式托盘秤、凹形桥模拟器( (圆弧部分的半径为圆弧部分的半径为R=0.20 m).R=0.20 m).完成下列填空完成下列填空: :(1)(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上将凹形桥模拟器静置于托盘秤上, ,如图如图(a)(a)所示所示, ,托盘秤的示数为托盘秤的示数为1.00 kg;1.00 kg;(2)(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时, ,托盘秤的示数如图托盘秤的示数如图(b)(b)所示所示, ,该该示数为示数为kg;kg;解析解析: :(2)(2)托盘秤的最小刻度为托盘秤的最小刻度为0.1 kg,0.1 kg,读数要估读到读数要估读到0.01 kg,0.01 kg,示数为示数为1.40 kg.1.40 kg.答案答案: :(2)1.40 (2)1.40 (3)(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放将小车从凹形桥模拟器某一位置释放, ,小车经过最低点后滑向另一侧小车经过最低点后滑向另一侧. .此此过程中托盘秤的最大示数为过程中托盘秤的最大示数为m;m;多次从同一位置释放小车多次从同一位置释放小车, ,记录各次的记录各次的m m值如下值如下表所示表所示: :序号序号1 12 23 34 45 5m(kg)m(kg)1.801.801.751.751.851.851.751.751.901.90(4)(4)根据以上数据根据以上数据, ,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;N;小车通过最低点时的速度大小为小车通过最低点时的速度大小为 m/s.(m/s.(重力加速度大小取重力加速度大小取9.80 m/s9.80 m/s2 2, ,计算结果保留计算结果保留2 2位有效数字位有效数字) ) 答案答案: :(4)7.9(4)7.91.41.4
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