逼近高考力学实验总结篇

逼近真题—“实验”总结性训练力学部分线索1：利用打点计时器（研究匀变速直线运动、验证牛顿第二定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律等）第1组：验证牛顿第二定律（延伸、拓展）1．某同学用如图（a）所示的装置验证牛顿第二定律。加在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任意时刻的加速度大小），力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小．（1）下列关于实验装置和操作的说法中正确的是A．轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力B．轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力C．实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据D．实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据（2）四个实验小组选用的小车乙（含加速度传感器）的质量分别为m1=0．5kg、m2=1．0kg、m3=1．5kg和m4=2．0kg，得到如图（b）所示的a-F图像．（3）为了进一步验证a和m的关系，可直接利用图（b）的四条图线收集数据，然后作图。请写出具体的做法：①如何收集数据?②为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系。应以为纵轴，以为横轴。答案：（1）BD（3）①在a-F图像上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与各图线对应的m组成四组数据。②加速度a质量的倒数1/m2.利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲．①下列关于该实验的说法，错误．．的是______A．做实验之前必须平衡摩擦力B．小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多C．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行D．实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点②从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1=_____cm；该小车的加速度a=____m/s2（计算结果保留两位有效数字），实验中纸带的____（填“左”或“右”）端与小车相连接．答案：①BD；②0.70，0.20，左3.如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s.(1)该实验是否需满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量？____(填“需”或“不需”)(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图所示，d＝________mm.(3)某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验可完成的实验目的有a.，要验证的表达式是________________．b.，要验证的表达式是________________．答案：(1)不需要(2)5.50(3)a.验证牛顿第二定律，F＝M[dt22－dt12]2sb.探究动能定理，略4．利用图示装置可以做力学中的许多实验。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，需要重新调节木板倾斜度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．利用此装置做“探究动能定理”实验时，需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平衡小车运动中所受阻力的影响答案：D5．在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图所示装置，图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．(1)往沙桶中加入—定量的沙子，当M与m的大小关系满足_______时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在释放小车_____（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出—系列的点。(2)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的—段如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是___2/ms,当打点计时器打B点时小车的速度是____m/s；（结果保留三位有效数字）(3)小张同学用同—装置做实验，他们俩在同—坐标系中画出了a-F关系图，如图所示，小张和小王同学做实验，哪—个物理量是不同的______．答案：（1）mM,之前（2）0.390，0.377（3）小车质量M6．探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示：①若要探究小车的加速度与合力．．．．．．的关系，应保持不变，分别改变施加在小车上的拉力F，测出相对应的加速度a。②把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计时器在纸带上打出一系列计时点，如果计时点间距，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。③实验过程中，下列做法正确的是A．先接通电源，再使纸带运动B．先使纸带运动，再接通电源C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处④实验中使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，测量了C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示。则C点的速度vC=m/s，纸带的加速度a=m/s2。（结果保留三位有效数字）⑤右图为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________．⑥实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图像，可能是下图中的图线答案：每空2分①小车质量②相等③AD④1.073.10⑤kF1kbm'⑥C甲a1mo7．某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：A．按图甲所示，安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；:B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；[来源:Zxxk.Com]C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是．A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B．弹簧测力计的读数为小车所受合外力C．实验过程中砝码处于超重状态D．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为m／s2．（结果保留2位有效数字）（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像（见下图），与本实验相符合是____________．答案：（1）B（2）0.16（3）A8．测量滑块与木板之间的动摩擦因数。装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个小点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a＝（保留两位有效数字）。（2）回答下列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有（填入所选物理量前的字母）A．木板的长度B．木板的质量m1C．滑块的质量m2D．托盘和砝码的总质量m3E．滑块运动的时间t测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是。(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ＝（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。答案：（1）0.49～0.50m/s2；（2）①CD；②天平；（3）9．用如图所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定。①实验时，一定要进行的操作是______________________________a．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数b．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带c．用天平测出砂和砂桶的质量d．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量②以弹簧测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，描绘出的aF图象可能正确的是③若描绘出的aF图象的斜率为k，则小车的质量为______。答案：①ab②a③2/k第2组：探究动能定理（延伸、拓展）1．某同学用如图甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示。并用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离(s)进行多次实验，实验时要求每次小车都从静止释放。(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=__________cm。(2)如果遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为s．该同学通过描点作出线性图像来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图像关系是下列哪一个时才能符合实验要求___________。A.s-tB.s-2tC.s-1tD.s-2t(3)下列哪些宴验操作能够减小实验误差__________。A.调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动B．必须满足重物的质量远小于小车的质量C.必须保证小车从静止状态开始释放答:(1)1.075(2)D(3)AC2．在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：①平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打出一系列________的点．②测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后，打出一条纸带，关闭电源．③在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为．④某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量KE为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是．答案：①间距相等②释放小车③22()8ECMhhT；()DAFhh④外力所做的功，等于物体动能的变化量3．如图为“验证动能定理”的实验装置。钩码质量为m，小车和砝码的总质量M=300g。实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小。实验主要过程如下：a．安装实验装置；b．分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度；c．计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功，判断两者是否相等①以下关于该实验的说法中正确的是A．调整滑轮高度使细绳与木板平行B．为消除阻力的影响，应使木板右端适当倾斜C