资源描述
倒数第4天 力学试验
要点提炼
1．试验要点
试验名称
常考要点
探究小车速度随时间的变化规律
数据处理方法：(1)公式法：v＝、Δx＝aT2；(2)图象法：v－t图象
验证机械能守恒定律
用自由落体进行试验，知道如何从纸带的数据中确定ΔEp和ΔEk
验证力的平行四边形定则
弹簧测力计的使用留意事项及读数、力的图示、依据平行四边形定则求出合力
探究加速与物体质量、物体受力的关系
把握变量法的应用、图象的处理以及试验的留意事项
2.物理量的测量方法
待测量
测量工具
方法说明
长度
刻度尺
毫米刻度尺精度为1 mm，读数时应估读到0.1 mm
游标卡尺
①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精度×游标尺对齐的格数
②精度：mm,10分度的游标卡尺精度为0.1 mm,20分度的游标卡尺精度为0.05 mm，50分度的游标卡尺精度为0.02 mm，游标卡尺不估读
螺旋测微器
①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数(留意半毫米刻线是否露出)＋精度×转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(留意刻度值要估读)
②精度：螺旋测微器精度为0.01 mm
时间
打点计时器
①t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)
②打点周期与所接沟通电周期相同
光电计时器
光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口
力
弹簧测力计
力的大小＝精度×指针指示的格数(留意估读)
速度
打点纸带
若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度
频闪照相
(利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上
光电门
①v0＝(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片挡光时间)
②由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度
加速度
打点纸带
(频闪照相)
若纸带做匀变速直线运动，则a＝或a＝
光电门
若纸带做匀变速直线运动，则a＝(v1、v2分别表示通过光电门测得的滑块在t1、t2两个时刻的速度，Δt表示对应的时间间隔)
考前必做题
1．(2022·青岛市质量检测)某同学利用如图1所示的试验装置，探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系．
图1
(1)除备有4个50 g钩码外，另有下列试验器材备选：
A．质量为300 g小车
B．质量为2.2 kg小车
C．输出电压4～6 V直流电源
D．输出电压3.6～5.6 V沟通电源
为尽量保证明验成功，你选用的试验小车为________，电源为________(填字母代号)．
图2
(2)某同学正确选择试验器材后，通过试验得到如图2所示a－F图象，造成图线未过坐标原点的缘由是
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________.
解析 (1)在探究物体的加速度与合外力关系的试验中应满足小车的质量远大于钩码的质量，因此选用的小车质量尽量大一些，所以选B；打点计时器正常工作时应用低压沟通电源，则选D.(2)由图象可知，当小车的牵引力为零时，小车已经具有了加速度，则说明平衡摩擦力时将长木板垫的过高、倾角过大，也就是说平衡摩擦力过度．
答案 (1)B D
(2)平衡摩擦力过度
2．某试验小组分别设计了如图3甲、乙、丙所示的试验装置来验证机械能守恒定律．
图3
(1)经分析比较后，其中最抱负的试验装置是________(选填“甲”、“乙”或“丙”)；
(2)图丁是利用最抱负的试验装置进行试验得到的一条纸带，图中点1是打点计时器打出的第一个点，其他各点是紧接着连续打出的点，假如发觉第1、2两点之间的距离明显大于2mm，这是由于试验操作时_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________；
(3)已知重锤的质量为m，相邻两计数点的时间间隔为T，仅考虑消灭(2)所述状况所带来的影响时，设从打第1点到打第6点过程中重锤削减的重力势能为ΔEp，则下列关系式正确的是________(填选项前的字母)；
A．ΔEp＞
B．ΔEp＝
C．ΔEp＜
(4)若试验操作正确，某同学依据公式v＝2gh计算出从第1点到第6点重锤动能增加量ΔEk＝mv，由ΔEp＝mgh，计算出重力势能的削减量，再依据ΔEk＝ΔEp得出重锤在下落过程中机械能守恒的结论．则该探究过程是____________(选题“合理”或“不合理”)的，理由是_________________
________________________________________________________________.
解析 (1)图乙中纸带上所打下的点较少，图丙中用手释放纸带，消灭人为因素，而影响纸带的释放，故比较抱负的试验装置为图甲中的装置；(2)打下第一点的速度不为零，即先释放纸带，后接通电源；(3)依据机械能守恒可得：ΔEp＝－Ek1，故ΔEp＜，选项C正确；(4)重锤下落过程中还受到阻力作用，其下落的加速度a＜g，故不行以用v＝2gh来计算．
答案 (1)甲
(2)先释放纸带，后接通电源
(3)C
(4)不合理 重锤下落过程中受阻力作用，下落加速度a＜g，不行用v＝2gh计算(其他合理答案也可)
3．(2022·苏州市高三调研)(1)如图4中游标卡尺读数为________mm，螺旋测微器读数为________mm.
图4
(2)某试验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图5甲所示的试验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度．通过转变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种状况下分别做了试验，得到了两条a－F图线，如图5乙所示．
图5
①图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)是在轨道水平的状况下得到的．
②小车和位移传感器放射部分的总质量为________kg.小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________N.
(3)某同学用小车做“争辩匀变速直线运动”试验时，从打下的若干纸带中选出了如图6所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来)，图示纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50 Hz.
图6
该小车做匀变速直线运动的加速度a＝________m/s2，与纸带上D点相对应的瞬时速度v＝________m/s(答案均要求保留3位有效数字)．
解析 (1)游标卡尺的示数52 mm＋0.05 mm×7＝52.35 mm；螺旋测微器的示数1.5 mm＋0.01 mm×49.0＝1.990 mm.
(2)导轨水平常，因摩擦力的存在，拉力比较小时，小车仍处于静止状态，故Ⅱ是轨道水平常得到的，水平轨道时小车受到拉力和摩擦力的作用，小车刚要运动时的外力等于滑动摩擦力，故摩擦力大小为1 N．由图Ⅰ得小车平衡摩擦力过度，轨道倾斜时，小车匀加速运动阶段的加速度a＝＋F1，图线的斜率表示k＝＝1 kg－1，故质量为1 kg.
(3)匀变速运动的加速度a＝＝＝m/s2＝1.93 m/s2；D点的瞬时速度等于CE段的平均速度vD＝＝1.18 m/s.
答案 (1)52.35 1.990(1.988～1.992) (2)①Ⅱ
②1 1 ③1.93 1.18
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