2019-2020年高考物理二轮复习 极限突破 力学综合实验.doc

2019-2020年高考物理二轮复习 极限突破 力学综合实验1、在“验证机械能守恒定律”实验中，有三个同学做了如下的实验：张三同学安装的实验装置如图a所示，实验得到纸带上留下的打点痕迹情况如图b所示,这样的操作可能会导致实验误差较大，从图中可以看出安装实验装置时明显存在的问题是 。1.9 5.8 9.6 13.4 单位：mm图b（2）李四同学用正确安装的装置进行实验，获取一张纸带如图c所示，但起始点模糊不清。取后面连续打出的清晰点来研究，测出B、C、D、E、F到A点的距离为hB、hC、hD、hE、hF，然后分别计算出B、C、D、E点的速度vB、vc、vD、vE ，最后在v2-h坐标系中，描出B、C、D、E点对应的坐标，如图d所示。如果这些点可连成一条直线，要判断重物下落过程中机械能是否守恒，还需要_ 。（3）王五同学也用正确安装的装置进行实验，来探究重物下落过程中动能与势能的转化问题。图e为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能EP。建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据数据在图f中绘出图线I和图线II。已求得图线I斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线II的斜率k2= J/m（保留3位有效数字）。重物和纸带在下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 （用k1和k2表示）。答案： （10分）（1）重物会落到桌面上，重物下落距离太短 (2)判断直线的斜率是否接近当地重力加速度的两倍 2.小明所在学习小组，用中学实验室常见器材设计了如图所 示的装置来验证机械能守恒定律。图中a、b为两重物，用轻绳相连，b 的质量大于a的质量，滑轮为轻质光滑滑轮。实验时从图示位置静止释放 b, b下降且落到桌面后不再反弹，a上升但不与滑轮相碰。小明的学习小 组已测量了 a上升的总高度h1,要研究b从下落到刚要与桌面相碰这一过 程中，a、b组成系统的机械能是否守恒，他们还需要测量的物理量有：_、_、_。(填被测的三个物理量，及表示这三个物理量的字母)。若表达式_ _成立（用设定的字母表示），即可验证机械能守恒定律成立。3因为手边没有天平，小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量他从资料上查得弹簧的弹性势能Epkx2（其中x为弹簧形变量）后，设计了如下实验：将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端紧靠小球，弹簧为原长时小球恰好在桌边，然后用小球压缩弹簧并测得压缩量x，释放小球，小球飞出后落在水平地面上，测出桌高h以及小球落地点到桌面边缘的水平距离s （1）小球质量的表达式为_（2）如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素，那么小球质量的测量值将_（填偏大”、“偏小”或“准确”）4、用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验为了减小长木板对小车摩擦力的影响，必须在长木板 （填“远离”或“靠近”）滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做 运动。为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用 法。保持小车受力不变，测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度。某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器电源的频率为50Hz），则这个加速度值a = m/s2某同学把实验得到的几组数据画成图丙的a-m图象，为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系，请你根据他的图象在图丁中画出a-图象。 5如图甲所示为一拉力传感器，某实验小组在用拉力传感器探究作用力与反作用力关系的实验中，获得了如图乙所示的图线。根据这个图线，你可以得出的结论是：_。实验中要用到_个拉力传感器。如果实验时保持一只手不动，另一只手拉动，与两只手同时对拉得到的结论有没有变化？ _（填“有”或“没有”）；两只手边拉边向右运动，与两只手静止时对拉得到的结论有没有变化？ （填“有”或“没有”）答案：作用力与反作用力大小相等，方向相反。两 没有 没有6.在研究加速度与外力（质量一定）的关系；验证机械能守恒定律；探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中，某同学正确作出了三个实验的图线，如图A、B、C所示。根据坐标轴代表的物理量判断：A实验的图线斜率表示 。B实验的图线斜率表示 。C实验的图线斜率表示 。实验，根据胡克定律F=kx，作出的Fx图线，图线斜率表示弹簧的劲度系数k。7用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。斜面的末端与水平桌面相切，小球从离桌面高h处由静止释放，小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用s表示，桌面高H。改变小球释放的位置，记录多组h、s值。（1）若小球在运动的过程中机械能守恒，则h与s2间应满足的关系是_ （2）某同学根据实验结果，画出了hs2图象如上图所示。图象不过原点，并且随着s的增大图象有弯曲的迹象。下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是 a.小球与斜面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面和桌面b.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度小一点的空心球进行实验c.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验d.小球与斜面和桌面间有摩擦，在原基础上适当减小一下斜面的倾角 8在“探究功与速度变化的关系”的实验中：（1）利用甲图装置，小车在橡皮筋的作用下运动，下列4条纸带中最符合实验要求的是 。ABDC（2）某同学对该实验进行了更改，如乙图，把橡皮筋的固定点改为A点，操作如下:a、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后小车 。b、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。c、用2 条、3 条、4 条、5 条、6 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验。d、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 、v6 。相关数据见下表实验次数条数速度m/s速度平方m2/s2111.281.64221.753.06332.104.41442.265.11552.687.18662.968.76请把操作步骤a补充完整。用W0表示一条橡皮筋做的功，请在坐标纸上画W v2图象。根据你画的W v2图象，你认为该同学第 次实验操作出现了问题，问题在于该次实验时小车释放的位置距离较 （填“远”或“近”）小车后小车做匀速直线运动。由于第4个点偏离直线太远，认为该同学第4次实验操作出现了问题，问题在于该次实验时小车释放的位置距离较近。9如图所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置。他将光电门固定在直轨道上的O点，用同一重物通过细线拉同一小车，每次小车都从不同位置由静止释放，各位置A、B、C、D、E、F、G（图中只标出了O、G）离O点的距离d分别为8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm，56cm。 （1）该实验是否需要测量重物的重力。 （填 “需要”或“不需要”）； （2）该实验是否必须平衡摩擦力？ （填“是”或“否”）； （3）为了探究做功与速度变化的规律，依次得到的实验数据记录如下表所示。请选取其中最合适的两行数据在答题卷的方格纸内描点作图。 （4）从图像得到的直接结论是 ，从而间接得到做功与物体速度变化的规律是 。10、在“验证机械能守恒定律”实验中，有三个同学做了如下的实验：张三同学安装的实验装置如图a所示，实验得到纸带上留下的打点痕迹情况如图b所示,这样的操作可能会导致实验误差较大，从图中可以看出安装实验装置时明显存在的问题是 。1.9 5.8 9.6 13.4 单位：mm图b（2）李四同学用正确安装的装置进行实验，获取一张纸带如图c所示，但起始点模糊不清。取后面连续打出的清晰点来研究，测出B、C、D、E、F到A点的距离为hB、hC、hD、hE、hF，然后分别计算出B、C、D、E点的速度vB、vc、vD、vE ，最后在v2-h坐标系中，描出B、C、D、E点对应的坐标，如图d所示。如果这些点可连成一条直线，要判断重物下落过程中机械能是否守恒，还需要_ 。（3）王五同学也用正确安装的装置进行实验，来探究重物下落过程中动能与势能的转化问题。图e为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能EP。建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据数据在图f中绘出图线I和图线II。已求得图线I斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线II的斜率k2= J/m（保留3位有效数字）。重物和纸带在下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 （用k1和k2表示）。