高三物理二輪復習專題五物理實驗第1講力學實驗逐題對點特訓

PAGEPAGE4第1講力學實驗1．(2017·福建福州質檢)圖甲為在氣墊導軌上研究勻變速直線運動的示意圖，滑塊上裝有寬度為d(很小)的遮光條，滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個光電門，用光電計時器記錄遮光條通過光電門1的時間Δt以及遮光條從光電門1運動到光電門2的時間t，用刻度尺測出兩個光電門之間的距離x.(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙，則d＝__0.75__cm.(2)實驗時，滑塊從光電門1的右側某處由靜止釋放，測得Δt＝50ms，則遮光條經(jīng)過光電門1時的速度v＝__0.15__m/s.(3)保持其他實驗條件不變，只調節(jié)光電門2的位置，滑塊每次都從同一位置由靜止釋放，記錄幾組x及其對應的t，作出eq\f(x,t)－t圖象如圖丙，其斜率為k，則滑塊加速度的大小a與k的關系可表達為a＝__2k__.解析(1)由游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，讀數(shù)應為d＝7mm＋5×0.1mm＝7.5mm＝0.75cm.(2)由于擋光時間極短，因此滑塊通過光電門的速度等于擋光時間內的平均速度，則v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.75×10－2m,50×10－3s)＝0.15m/s.(3)滑塊由光電門1運動到光電門2的過程中，由位移公式x＝vt＋eq\f(1,2)at2，整理得eq\f(x,t)＝eq\f(1,2)at＋v，因此可知圖象的斜率k＝eq\f(1,2)a，則加速度a＝2k.2．(2017·安徽師大附中模擬)如圖甲所示是某實驗小組利用水平氣墊導軌等實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成系統(tǒng)在運動過程中機械能是否守恒．(1)如圖乙所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度d＝__0.52__cm；實驗時將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由光電計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt＝1.2×10－2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為__0.43__m/s.在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離x和__滑塊與遮光條的總質量M__.(文字說明并用相應的字母表示)(2)本實驗通過比較mgx和eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2(用測量的物理量符號表示)在實驗誤差允許的范圍內相等，從而驗證系統(tǒng)的機械能守恒．解析(1)遮光條的寬度d＝5mm＋2×0.1mm＝5.2mm＝0.52cm；滑塊經(jīng)過光電門時的速度為v＝eq\f(d,Δt)＝eq\f(0.52×10－2m,1.2×10－2s)≈0.43m/s；實驗需要測量的物理量還有滑塊與遮光條的總質量M.(2)本實驗通過比較mgx與eq\f(1,2)(m＋M)v2，即mgx與eq\f(1,2)(m＋M)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt)))2，在實驗誤差允許范圍內相等，從而驗證系統(tǒng)的機械能守恒．3．(2017·山東重點中學模擬)某同學使用有透光狹縫的鋼條和光電計時器的裝置測量重力加速度，如圖甲所示．在鋼條下落過程中，鋼條擋住光源發(fā)出的光時，計時器開始計時，透光時停止計時，若再次擋光，計時器將重新計時．實驗中該同學將鋼條豎直置于一定高度(下端A高于光控開關)，由靜止釋放，測得先后兩段擋光時間t1和t2.(1)用游標卡尺測量AB、AC的長度，其中AB的長度如圖乙所示，其值為__74.3__mm.(3)該同學接下來探究在質量不變的情況下，加速度與合外力的關系．他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個放在砝碼盤中，用天平測得砝碼盤及盤中砝碼的總質量m，并通過打點計時器打出的紙帶求出加速度．得到多組數(shù)據(jù)后，繪出a－F圖象，發(fā)現(xiàn)圖象是一條過坐標原點的傾斜直線，如圖丙所示．圖象中直線的斜率表示eq\f(1,m＋M).(用本實驗中可測量的量表示)(4)該同學在這個探究實驗中采用的物理學思想方法為__B__.A．理想化模型法B．控制變量法C．極限法D．比值法解析(1)運用Δx＝aT2和逐差法可得小車運動的加速度表達式為a＝eq\f(s6＋s5＋s4－s3－s2－s1,9T2).(2)平衡摩擦力時，要把裝砝碼的砝碼盤去掉，把木板不帶滑輪的一端緩緩抬起，反復調節(jié)直到紙帶上打出的點跡均勻為止，A錯誤；每次改變小車質量不需要重新平衡摩擦力，B錯誤；小車運動的加速度需要根據(jù)紙帶上打出的點跡，經(jīng)過計算的車，不能直接用公式a＝eq\f(mg,M)求出，C錯誤；在改變小車質量時，小車質量M越大，小車所受拉力與盤中砝碼和砝碼盤的總重力相差越小，實驗誤差越小，D正確．(3)把小車、砝碼和砝碼盤看作整體，