衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷三十七力学实验2含解析.doc

力学实验2一 、实验题（本大题共6小题 ）1.现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律. 给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时器一个、刻度尺(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t.用刻度尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度a_.用刻度尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F_.改变_，重复上述测量以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图. 如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑，测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0.进行(1)中的各项测量计算与作图时用(hh0)代替h.对此方案有以下几种评论意见：A方案正确可行B方案的理论依据正确，但利用所给器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动C方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关其中合理的意见是_2.（2012深圳一模）某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持 状态（2）他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线，由此图线可得该弹簧的原长x0= cm，劲度系数k= N/m（3）他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图（c）所示时，该弹簧的长度x= cm3.用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时：（1）下列说法正确的是（填字母代号） A为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度（2）若在实验中，我们用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行1次、2次、3次实验实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都相等，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据见下表：功W0W2W3W4W5W6Wv/（ms1）01.001.411.732.002.242.45据以上数据，在坐标纸中作出Wv2图象（3）根据（2）题中的图象可以得出的结论是 4.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的aF图象（1）图线不过坐标原点的原因是 （2）本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量（填“是”或“否”）（3）由图象求出小车和传感器的总质量为 kg5.（2014秋重庆月考）如图1所示为“探究加速度与物体受力及质量的关系”的实验装置图图中A为小车，B为装有砝码的托盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花打点计时器，打点计时器接50HZ交流电小车的质量为m1，托盘及砝码的质量为m2实验处理数据时，将托盘及砝码的重力视为小车所受拉力下列说法正确的有 A长木板C必须保持水平B实验时应先释放小车后接通电源C实验中m2应远小于m1D作a图象便于得出加速度与质量关系实验时，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aF图象，可能是图2中的图线 （选填“甲、乙、丙”）图3为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出，第2段的数据被漏记了由此可求得小车的加速度的大小是 m/s2（结果保留二位有效数字）6.用如图甲所示的实验装置可以测量重力加速度，经正确操作后得到一条纸带，在纸带上选择0、1、2、3、4、5、6七个测量点，相邻两测量点的时间间隔为0.04s，测量出各测量点到0测量点的距离d，记入下表中，对这些数据进行处理后便可得重力加速度值测量点0123456d/cm01.204.168.6014.5021.9030.85时间t（s）00.040.080.120.160.200.24（m/s）0.300.520.720.911.101.29 甲 乙 （1）根据表格中的测量数据和如图乙所示的坐标纸（坐标纸上已经标出了刻度），选择合适的坐标轴代表的物理量，其横轴所代表的物理量为 ，纵轴所代表的物理量为 并在坐标纸上画出实验图线（2）根据你画出的图线，求出重力加速度g= m/s2（保留3位有效数字）0.2016万卷作业卷（三十七）答案解析一 、实验题1.【答案】(1) mg 斜面倾角(或h的数值) 2.【答案】（1）竖直；（2）4，50；（3）10考点：探究弹力和弹簧伸长的关系.专题：实验题；弹力的存在及方向的判定专题分析：（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须竖直；（2）弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律F=kx求解劲度系数；（3）直接从弹簧秤得到弹力，再从图象b弹簧弹簧长度解答：解：（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态；（2）弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为4cm；弹簧弹力为2N时，弹簧的长度为8cm，伸长量为4cm；根据胡克定律F=kx，有：；（3）由图c得到弹簧的弹力为3N，根据图b得到弹簧的长度为10cm；故答案为：（1）竖直；（2）4，50；（3）10点评：本题关键是明确实验原理，然后根据胡克定律F=kx并结合图象列式求解，不难3.考点：探究功与速度变化的关系.专题：实验题；动能定理的应用专题分析：1、小车在水平的平面上被橡皮筋拉动做功，导致小车的动能发生变化小车的速度由纸带上打点来计算，从而能求出小车的动能变化每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，然后通过列表描点作图探究出功与动能变化的关系2、根据题目图表中所给数据可以Wv、计算出v2，再作出Wv2图象，依据数学关系可以得出W和v2的关系解答：解：（1）A、小车在水平面运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化所以适当倾斜以平衡摩擦力小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功故选项A正确；B、实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同故选项B正确；C、每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，故选项C正确；D、是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，故选项D错误；E、只要使用打点计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，故选项E错误；F、G：由于小车在橡皮筋的作用下而运动，橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关，故选项F正确，选项G错误；故选：ABCF（2）根据题中数据计算出各个拉力做功下的v2，依次为：0，1，2，3，4，5，6用描点法得出图象如下所示：（3）由Wv2图线可知，图象为过原点的直线，因此W和v2成正比关系故答案为：（1）ABCF；（2）Wv2图象如图；（3）外力做功与物体速度平方成正比点评：本题关键之处：明确实验原理，在原理的基础上，理解橡皮筋相同之外，伸长也相同；同时要算出小车的最大速度本题利用数学知识解决物理问题的好题4.考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系.专题：实验题；牛顿运动定律综合专题分析：（1）由图象可知，当F0时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡的不够；（2）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（3）aF图象中的斜率表示质量的倒数解答：解：（1）由图象可知，当F0时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡的不够；（2）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（3）aF图象中的斜率表示质量的倒数，由图可知，k=，所以质量M=kg故答案为：没有平衡摩擦力，或平衡的不够；否；1点评：实验中我们要清楚研究对象和研究过程，明确实验原理是解答实验问题的前提5.考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系专题：实验题分析：根据实验原理和具体实验步骤可判定各个选项没有平衡摩擦力时，当存在一定的力时首先平衡摩擦力，之后才产生加速度；根据给定的纸带数据分布，由逐差法可以得到小车的加速度解答：解：A、实验中要平衡摩擦力，长木板的一端要垫高，A错误；B、为节省纸带增加小车运行时间先接通电源后松小车，B错误；C、以托盘作为研究对象有m2gT=m2a以小车作为研究对象有T=m1a联立以上两式可得T=，要使绳子拉力等于钩码的重力，即T=m2g，故有m2m1，C正确；D、如果作出aM图象，却难以根据图象确定a与M是否是成反比，所以我们可以作出a的图象，只要a的图象是正比例函数图象就证明了a与M成反比例关系，D正确；没用平衡摩擦力，则当施加一定力时，首先平衡摩擦力后才会产生加速度，通过图象知，当力F不为零时，加速度为零，故丙图对；计数点之间有4个点未画出，时间间隔为0.1s，有公式x=2aT2得：a=0.49m/s2故答案为：CD；丙；0.49点评：掌握好实验的步骤及实验的原理很重要，对实验的注意事项及数据的处理也要做到明确和理解6.考点：验证机械能守恒定律.专题：实验题；机械能守恒定律应用专题分析：（1）、根据题意选取坐标的含义，再使用描点法描点，然后连线；（2）、根据实验的原理：y=gt2，以及图线斜率的意义解答即可解答：（1）由题意可知，选择合适的坐标轴代表的物理量，其横轴所代表的物理量为时间t， 纵轴所代表的物理量为平均速度；使用描点法首先描点，然后连线如图；（2）由图线可求得斜率为：k=4.84，因为=gt，即=t，故=4.84，g=9.68m/s2故答案为：（1）t，；（2）9.68点评：解决本题的关键掌握在较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，正确利用匀变速直线运动公式求出加速度42016万卷作业卷（三十七）