高考物理力学实验.docx
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高考物理力学实验
高考物理力学实验
牛顿第二定律
机械能守恒
动能定理
实验1:
实验二:
例题1某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如图所示.
①若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些_____________________________________________.
②实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是下列的哪个_________(填字母代号).
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:
___________________________.
④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的______________(填字母代号).
A.在接通电源的同时释放了小车
B.小车释放时离打点计时器太近
C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D.钩码做匀速运动,钩码重力大于细绳拉力
【解析】①本实验要测量钩码重力当拉力,测量小车的质量,所以需要天平,另外纸带长度测量需要刻度尺;
②当绳子拉力平行木板并平衡摩擦后,可以让拉力提供小车的加速度,所以选择D
③要减小小车的加速度,再拉力一定的情况下,根据牛顿第二定律,可以增加车的质量。
④钩码重力做功转化为钩码动能,小车动能,在没有完全平衡摩擦的情况下,还会增加摩擦生热。
所以当重力做功大于小车动能增量时,可能是因为摩擦,也能是因为没有满足钩码重力远小于车这个条件。
所以选CD
【答案】①刻度尺、天平(包括砝码),②D,③可在小车上加适量的砝码(或钩码),④CD
例题2选择题
1.在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中需要用工具测量的有( )
A.重锤的质量
B.重力加速度
C.重锤下落的高度
D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
[答案] C
[解析] 由机械能守恒定律列方程,等式两边都有质量可消去,故不用测质量,只需测重锤下落高度,计算出对应点的速度,故选C.
2.某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时,拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端,在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是( )
A.始终是均匀的 B.先减小后增大
C.先增大后减小D.先增大后均匀不变
[答案] D
[解析] 橡皮筋对小车作用过程中小车速度增大,所以点间距增大,当小车离开橡皮筋后做匀速直线运动,点的间距不再变化,所以选D.
3.用如图所示实验装置来验证机械能守恒定律时,某同学的以下说法中正确的是( )
A.必须用秒表测出重物下落的时间
B.实验操作时,注意手提着纸带使重物靠近计时器,先接通计时器电源,然后松开纸带
C.如果打点计时器不竖直,重物下落时,其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上,就会造成重力势能的变化小于动能的变化
D.验证时,可以不测量重物的质量或重力
[答案] BD
[解析] 因为实验中运用打点计时器,不需要测时间,A错误;打点计时器不竖直,重物下落时,其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上,造成重力势能的减少大于动能的增量,C错误;实验时,为节约纸带,便于测量,应使重物靠近计时器,应先通电后放手,B正确;因为动能和势能表达式中都含有质量,可以消去,故不需测质量,D正确.
4.用橡皮筋探究功与速度变化的实验中小车会受到阻力,可以使木板倾斜作为补偿,则下面操作正确的是( )
A.使拖着纸带的小车由静止释放,小车不下滑即可
B.使拖着纸带的小车由静止释放,小车能下滑即可
C.沿木板推小车(后面拖着纸带),打点计时器在纸带上打下的点均匀分布
D.不用挂纸带,轻推小车,小车能匀速下滑即可
[答案] C
[解析] 因为纸带在运动中也会受到摩擦力,恰好平衡摩擦力的情况,应是小车拴有纸带时所受的阻力与重力的分力平衡,故D错C对;平衡摩擦力后小车应是匀速下滑,A、B不能说明小车处于受力平衡状态,所以不正确.
5.某同学在进行“验证机械能守恒定律”实验时,获得了数条纸带,则正确的是( )
A.必须挑选第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行测量
B.在纸带上选取点迹清楚的、方便测量的某点作计数点的始点
C.用毫米刻度尺量出各计数点到始点点迹之间的距离,得出重物下落的相应高度h1、h2…hn
D.用公式vn=
,计算出各计数点对应的重物的瞬时速度
[答案] CD
[解析] 由实验的原理和操作知道,CD都是正确的,对于A,无论何时释放纸带,只要方法正确,则仍能验证机械能守恒定律,不必选第一、二两点之间的距离接近2mm的纸带,故A错.始点应是打的第一个点,不能从中间选取,故B错.
6.(2010·厦门)“验证机械能守恒定律”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图所示的纸带.图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列说法正确的是( )
A.实验时应先放开纸带再接通电源
B.(s6-s1)等于(s2-s1)的6倍
C.由纸带可求出计数点B对应的速率
D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
[答案] C
[解析] 使用打点计时器时应先接通电源后松开纸带,选项A错;T=5×
s=0.1s,s6-s1=5aT2,s2-s1=aT2,所以(s6-s1)=5(s2-s1),选项BD错误;由于s2、s3已知,计数点间的时间T=0.1s,所以可求得计数点B对应的速度,选项C正确.
例题3
ABCF
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- 关 键 词:
- 高考 物理 力学 实验