第2部分命題區(qū)間2

文檔編碼:CQ5U2D1L1I4——HB10O10I7Z2X2——ZJ2O6Q6N5O9其次部分突破高考試驗題的4個命題區(qū)間命題區(qū)間二力學創(chuàng)新試驗課時跟蹤檢測〔十六〕 力學創(chuàng)新試驗1．〔2022·武漢高三期末調(diào)研〕某愛好小組利用如以下圖彈射裝置將小球豎直向上拋出來驗證機械能守恒定律．一部分同學用游標卡尺測量出小球的直徑為d,并在A點以速度vA豎直向上拋出；另一部分同學團結協(xié)作,精確記錄了小球通過光電門B時的時間為Δt,用刻度尺測出光電門A、B間的距離為h.已知小球的質(zhì)量為m,當?shù)氐闹亓铀俣葹?g,完成以下問題：〔1〕小球在B點時的速度大小為________．〔2〕小球從A點到B點的過程中,動能的減少量為________________________．〔3〕在誤差答應范疇內(nèi),如等式______________成立,就可以驗證機械能守恒〔用題目中給出的物理量符號表示 〕．解析：〔1〕小球在B點的瞬時速度大小 vB＝dΔt.〔2〕小球從A點到B點,動能的減小量〔3〕重力勢能的增加量為 mgh,如2ΔEk＝12mv2A－12mv2B＝12mv2A－12mdΔt2.mgh＝12mv2A－12md2Δt,即gh＝12v 2

2A－dΔt2,機械能守恒．答案：〔1〕dΔt〔2〕12mv 2A－12mdΔt2〔3〕gh＝12v2A－d2Δt22．〔2022·云南保山高三模擬〕如以下圖,利用DIS試驗系統(tǒng)探究加速度與力的關系．一端帶有定滑輪的長木板調(diào)至水平后固定在桌面上, 另一端安裝位移傳感器〔接收器〕,繞過定滑輪和動滑輪的細線將裝有位移傳感器 〔發(fā)射器〕的小車和力傳感器連接起來,動滑輪下掛有質(zhì)量可以轉(zhuǎn)變的小重物． 將位移傳感器、力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連,打開運算機中操作軟件,放開小車使之運動．不計滑輪、托盤和細線的質(zhì)量,忽視滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦．〔1〕試驗中力傳感器的示數(shù)F與小重物的重力mg的關系為〔〕A．F＝mg2 B．F>mg2C．F<mg2 D．無法確定〔2〕保持小車〔含發(fā)射器〕的質(zhì)量M不變,轉(zhuǎn)變小重物的質(zhì)量 m,重復進行多次試驗．登記每次力傳感器的示數(shù) F,利用DIS測出每次試驗中小車的加速度 a,將得到的a、F數(shù)據(jù)繪制成a-F圖象．以下圖象可能的是 〔 〕〔3〕在本試驗中不計滑輪的質(zhì)量,忽視滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦,除此之外請寫出一種削減試驗誤差的主要方法：____________________________.解析：〔1〕小重物做勻加速直線運動,依據(jù)牛頓其次定律得 mg－2F＝ma,解得F＝

mg－ma2 <mg2,故C正確．〔2〕依據(jù)試驗裝置可知,本試驗沒有平穩(wěn)摩擦力,所以當 F≠0時,a＝0,即在F軸上有截距,繩子的拉力減去摩擦力等于小車受到的合外力, 即F－Ff＝m′a,a＝1m′F－Ffm′,是一條傾斜的直線,故A正確,B、C、D錯誤．〔3〕減小小車與長木板之間的摩擦可以減小試驗誤差．答案：〔1〕C〔2〕A〔3〕減小小車與長木板之間的摩擦3．如圖〔a〕由小車、斜面及粗糙程度可以轉(zhuǎn)變的水平長直木板構成伽利略理想斜面試驗裝置．試驗時,在水平長直木板旁邊放上刻度尺, 小車可以從斜面平穩(wěn)地滑行到水平長直平面．利用該裝置與器材,完成能表達如圖 〔b〕“伽利略理想斜面試驗思想與方法”的試驗推論〔設重力加速度為g〕．〔1〕請指出,試驗時必需把握的試驗條件 ___________________________．〔2〕請表述,由試驗現(xiàn)象可以得出的試驗推論：______________________.〔3〕圖〔c〕是每隔Δt時間曝光一次得到小車在粗糙水平面上運動過程中的五張照片,測得小車之間的距離分別是s1、s2、s3、s4,由此可估算出小車與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝________〔需要用s1、s2、s3、s4、g、Δt字符表示〕． 解析：〔1〕依據(jù)伽利略“理想試驗”的內(nèi)容與原理可知,需要小車到達水平面時的速度是相同的,所以在試驗的過程中要求小車從同一位置由靜止釋放．〔2〕依據(jù)試驗的情形,可以得出的結論為水平面越光滑,小車滑得越遠,當水平面完全光滑時,小車將滑向無窮遠．〔3〕小車在水平面內(nèi)做勻變速直線運動,結合勻變速直線運動的推論,就a＝s1＋s2－s3＋s4,依據(jù)牛頓其次定律可知a＝μmgm＝μg,所以小車與水平面間4Δt2的動摩擦因數(shù)μ＝s1＋s2－s3＋s4.4g·Δt2答案：〔1〕小車從同一位置由靜止釋放〔2〕水平面越光滑,小車滑得越遠,當水平面完全光滑時,小車將滑向無窮遠〔3〕s1＋s2－s3＋s44g·Δt24．〔2022·河南安陽高三模擬〕在“驗證機械能守恒定律”的試驗中,小明同學利用傳感器設計試驗：如圖甲所示,將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在確定高度h由靜止釋放,小球正下方固定一臺紅外線計時器, 能自動記錄小球擋住紅外線的時間t,轉(zhuǎn)變小球下落高度恒定律便利快捷．h,進行多次重復試驗．此方案驗證機械能守〔1〕用螺旋測微器測小球的直徑如圖乙所示, 就小球的直徑d＝________mm.〔2〕為直觀判定小球下落過程中機械能是否守恒,應作以下哪一個圖象________．A．h-t圖象B．h-1t圖象1

2mv2總是稍小于重力勢能C．h-t2圖象D．h-1t2圖象〔3〕經(jīng)正確的試驗操作,小明發(fā)覺小球動能增加量削減量mgh,你認為增加釋放高度小”或“不變” 〕．解析：〔1〕螺旋測微器的讀數(shù)為h后,兩者的差值會________〔填“增大”“減d＝17.5mm＋30.6×0.01mm＝17.806mm.〔2〕減小的重力勢能如全部轉(zhuǎn)化為動能,就有 mgh＝12mv2,小球通過計時器時的平均速度可近似看做瞬時速度,故 v＝dt,聯(lián)立可得h＝12g dt 2,故作h-1t2圖象,D正確．〔3〕由于試驗中存在空氣阻力,所以發(fā)覺小球動能增加量1

2mv2總是稍小于重力勢能削減量mgh,如增加釋放高度h,就阻力做功增大,系統(tǒng)缺失的機械能增加,所以兩者的差值會增大． 答案：〔1〕17.806〔17.804～17.808均可〕 〔2〕D

〔3〕增大

5．某爭論性學習小組利用氣墊導軌驗證牛頓其次定律,試驗裝置如圖甲所示．在氣墊導軌上相隔確定距離的兩處安裝兩個光電傳感器 A、B,滑塊P上固定一遮光條,如光線被遮光條遮擋,光電傳感器會輸出高電壓,兩光電傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳送給運算機．滑塊在細線的牽引下向左做加速運動, 遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時,通過運算機可以得到電壓U隨時間t變化的圖象． 〔1〕試驗前,接通氣源,將滑塊〔不掛鉤碼〕置于氣墊導軌上,輕推滑塊,當圖乙中的Δt1________〔填“>”“＝”或“<”〕Δt2時,說明氣墊導軌已經(jīng)水平．〔2〕用螺旋測微器測遮光條寬度d,測量結果如圖丙所示,就d＝________mm.〔3〕滑塊P用細線跨過氣墊導軌左端的定滑輪與質(zhì)量為 m的鉤碼Q相連,將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過運算機得到的圖象如圖乙所示,如 Δt1、Δt2和d已知,要對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)驗證牛頓其次定律, 仍應測出兩光電門間距離L和________________________〔寫出物理量的名稱及符號〕．〔4〕如上述物理量間中意關系式______________________,就說明在上述過程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)中意牛頓其次定律．解析：〔1〕檢驗氣墊導軌水平的方法是輕推滑塊,看滑塊是否做勻速直線運動,故應使Δt1＝Δt2.〔2〕此題中固定刻度的讀數(shù)為8mm〔半毫米刻度線未露出〕,可動刻度上與固定刻度水平線所對的讀數(shù)為47.5〔要估讀一位〕,所以遮光條的寬度d＝8.475mm.〔3〕對滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng),由牛頓其次定律得 mg＝〔m＋M〕a,結合題中Δt1、Δt2、d、L及v22＝v21＋2aL可以測量加速度,故仍需要測量滑塊 P和遮光條的總質(zhì)量M.〔4〕對鉤碼Q,由牛頓其次定律得mg－F＝ma,對滑塊,由牛頓其次定律得F＝Ma,兩式聯(lián)立得mg＝〔m＋M〕a,其中加速度為a＝12L Δt2 d 2－ Δt1 d 2即只需要證明M＋m mg ＝12L Δt2 d2－ Δt1 d 2.答案：〔1〕＝ 〔2〕8.475〔在8.474～8.476之間均正確〕 〔3〕滑塊P和遮光條的總質(zhì)量M〔4〕mgM＋m＝12Ld2－d2Δt2Δt16．用如圖甲所示的試驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒,m2從高處由靜止開頭下落,打點計時器頻率為50Hz,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律．如圖乙給出的是試驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點．每相鄰兩計數(shù)點之間仍有 4個點〔圖中未標出〕,計數(shù)點間的距離如以下圖．已知效數(shù)字〕m1＝50g,m2＝150g．〔結果均保留兩位有〔1〕在紙帶上打下計數(shù)點 5時的速度v＝________m/s.〔2〕在打下第0個點到第5點的過程中系統(tǒng)動能的增量 ΔEk＝________J,系統(tǒng)勢能削減ΔEp＝________J〔當?shù)刂亓铀俣萭約為9.8m/s2〕．〔3〕如某同學作出12v2-h圖象如圖丙所示,就當?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2.解析：〔1〕由于每相鄰兩個計數(shù)點間仍有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T＝0.1s,依據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度,求出點5的瞬時速度：v5＝x462T＝0.2160＋0.2640m/s＝2.4m/s.2×0.1〔2〕在0～5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝12〔m1＋m2〕v25＝12×0.2×2.42J≈0.58J.系統(tǒng)重力勢能的減小量為〔m2－m1〕gx5＝0.1×9.8×〔0.3840＋0.2160〕J≈0.59J.〔3〕此題中依據(jù)機械能守恒可知,〔m2－m1〕gh＝12〔m1＋m2〕v2,即有12v2＝m2－m1m1＋m2gh,所以12v2-h圖象中圖象的斜率表示重力加速度的一半,由圖可知,斜率k＝5.821.20＝4.85,故當?shù)氐膶嶋H重力加速度 g＝9.7m/s2.答案：〔1〕2.4 〔2〕0.58 0.59 〔3〕9.77．某同學利用如以下圖的裝置驗證動能定理．將木板豎直放置在斜槽末端的前方某一固定位置,在木板上依次固定好白紙、復寫紙．將小球從不同的標記點由靜止釋放,記錄小球到達斜槽底端時下落的高度H,并依據(jù)落點位置測量出小球離開斜槽后的豎直位移y.轉(zhuǎn)變小球在斜槽上的釋放位置,進行多次測量,記錄數(shù)據(jù)如下：高度Hh2h3h4h5h6h7h8h9h〔h為單位長度〕豎直位移y/cm 30.0 15.0 10.0 7.5 6.0 4.3 3.8 3.3〔1〕表格中空缺的數(shù)據(jù)應為 ________．〔2〕已知木板與斜槽末端的水平距離為 x,小球在離開斜槽后的豎直位移為 y,不計小球與槽之間的摩擦,小球從斜槽上滑下的過程中, 如動能定理成立,就應中意的關系式是________________．〔3〕如僅僅換一形狀完全相同,但摩擦不能忽視的斜槽 〔其余裝置、位置均不變〕,表格中豎直位移 y的數(shù)值與上表相比會 ________〔填“變大”“變小”或“不變” 〕． 解析：〔1〕依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)規(guī)律可以發(fā)覺,6