2020届高三物理二轮复习专题辅导与应用强化练11 力学实验的设计与探究（通用）.doc

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二、实验题强化练11力学实验的设计与探究对应学生用书第177页1．导学号：82460535(2020·大庆三检，22)利用图示装置可以做力学中的许多实验．(1)以下说法正确的是________．A．利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度C．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的am关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比D．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响(2)某同学在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于________的值．解析：(1)A.此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误；B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故B正确；C.曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a－m图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a－图象，故C错误；D.探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故D正确．(2)设小车质量为m，钩码质量为M，则对小车有：Mg－F＝Ma①对钩码有：F－μmg＝ma②联立①②解得：a＝g将上式变形为：a＝g，可见当M≫m时，加速度a趋近于g.故答案为：(1)BD；(2)g.答案：(1)BD；(2)g 2.导学号：82460536(2020·江山市模拟，8)如图1所示是三个涉及纸带和打点计时器的实验装置图．图1(1)如图1三个实验装置中，摩擦力对实验结果没有影响的是________；A．甲B．乙C．丙(2)若某同学实验时所用的电源如图2甲所示，则打点计时器应选图2乙中的________(选“A”或“B”)．图2(3)如果操作都正确，则通过装置________(选填“甲”、“乙”或者“丙”)可打出图3中的纸带______(选填“①”或者“②”)图3解析：(1)在匀变速直线运动的实验中，受到的拉力恒定，摩擦力也恒定，那么物体受到的合力恒定，对实验没有影响，在研究功和速度的关系的实验中，每次实验时受到的拉力加倍，但是摩擦力不加倍，对实验会产生影响，在研究加速度与力质量的关系的实验中，改变车的拉力的时候，摩擦力不变，对实验的计算会产生影响，所以没有影响的是A；(2)由于电源是学生电源，电磁打点计时器的电压为4～6 V，所以要选择电磁打点计时器，故选：B(3)分析纸带可以得到，纸带①中两点间的距离逐渐增大，说明是加速运动，纸带②中两点间的距离相等，说明是匀速运动，实验纸带②应该是研究功和速度的关系的实验中得到的，即乙，所以通过装置乙可以得到纸带②.答案：(1)A；(2)B；(3)乙、②3．导学号：82460537(2020·苏锡常镇四市二调，10)某同学用如图所示装置研究物块运动速度变化的规律．(1)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.100.200.300.400.500.60速度v/(m·s－1)00.160.310.450.520.580.60请根据实验数据做出物块的vt图象．(2)上述vt图象不是一条直线，该同学对其装置进行了进一步检查，列出了下列几条，其中可能是图象发生弯曲原因的是________．A．长木板不够光滑B．没有平衡摩擦力C．钩码质量m没有远小于物块质量M D．拉物块的细线与长木板不平行解析：(1)合理选取坐标刻度，尽可能使图象“充满”整个坐标平面，利用题中所给数据描点连线，得到小车的vt图象如图所示．(2)由速度与时间图象可知，斜率表示加速度的大小，由图象可得，一开始加速度不变，后来加速度减小，由题意分析可得：物块的合外力变小，引起的原因是拉物块的细线与长木板不平行，当物块越靠近定滑轮时，夹角越大，则拉力沿着桌面的分力减小，然而，长木板不够光滑，或没有平衡摩擦力，或钩码质量m没有远小于物块质量M，都不会出现中途加速度变化的现象，故D正确，A、B、C错误．答案：(1)如下图所示(2)D 4．导学号：82460540(2020·衡水高三调，22)利用如图甲实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题．实验操作步骤如下：A．按实验要求安装好实验装置；B．使重物靠近打点计时器，接着先接通电源，后放开纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点；C．下面图乙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。分别测出若干连续点A、B、C……与O点之间的距离h1、h2、h3…….甲乙(1)已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h1、h2、h3，可得纸带从O点下落到B点的过程中，重物增加的动能为________，减少的重力势能为________．(2)取打下P点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度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，根据测得的数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值为k1，图线Ⅱ的斜率的绝对值为k2.则可求出重物和纸带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)．解析(1)B点的瞬时速度：vB＝则重物动能的增加量：ΔEk＝mv＝重力势能的减小量为：ΔEp＝mgh2(2)取打下O点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．根据动能定理，得：mgh－fh＝mv2，则：mg－f＝图线斜率：k1＝＝mg图线斜率：k2＝，知：k1－f＝k2，则：f＝k1－k2所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为：答案：(1)、mgh2；(2)[备课札记]____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。