【步步高】(广西专用）2021年高考物理二轮温习 专题十 第1课时 力学实验与创新(1)

【步步高】(广西专用）2021年高考物理二轮温习专题十第1课时力学实验与创新专题定位高考对学生实验的考查，要紧有以下十九个实验：①长度的测量；②研究匀变速直线运动；③探讨弹力和弹簧伸长的关系；④验证力的平行四边形定那么；⑤验证动量守恒定律；⑥研究平抛物体的运动；⑦验证机械能守恒定律；⑧用单摆测定重力加速度；⑨用油膜法估测分子的大小；⑩用描迹法画出电场中平面上的等势线；⑪测定金属的电阻率(同时练习利用螺旋测微器)；⑫刻画小电珠的伏安特性曲线；⑬把电流表改装为电压表；⑭测定电源的电动势和内阻；⑮用多用电表探讨黑箱内的电学元件；⑯练习利用示波器；⑰传感器的简单应用；⑱测定玻璃的折射率；⑲用双缝干与测光的波长．高考除对讲义中原有的学生实验进行考查外，还增加了对演示实验的考查，利用学生所学过的知识，对实验器材或实验方式加以重组，来完成新的实验设计．设计型实验将慢慢取代对讲义中原有的单纯学生实验的考查．应考策略 1.熟知各类器材的特性.2.熟悉讲义实验，抓住实验的灵魂——实验原理，把握数据处置的方式，熟知两类误差分析．第1课时力学实验与创新一、游标卡尺和螺旋测微器的读数例1用游标卡尺测得某样品的长度如图1甲所示，其读数L＝________mm；用螺旋测微器测得该样品的外边长a如图乙所示，其读数a＝________mm.图1解析依照游标卡尺的读数方式，读数为20 mm＋3×0.05 mm＝20.15 mm.依照螺旋测微器的读数方式，读数为1.5 mm＋23.0×0.01 mm＝1.730 mm.答案20.15 1.730以题说法 1.游标卡尺的读数方式：由主尺读出整毫米数l0，从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的格数n，那么测量值(mm)＝(l0＋n×精准度) mm.注意：(1)游标卡尺的精准度一样为游标尺上总刻度数的倒数．(2)游标卡尺不需要估读．2．螺旋测微器的读数方式：测量值(mm)＝固定刻度指示的毫米数(注意半毫米刻度线是不是露出)＋可动刻度上与固定刻度基线所对的刻度值(注意刻度值要估读一名)×0.01 mm.(1)用螺旋测微器测量一小球的直径，结果如图2甲所示，那么小球的直径d＝________ mm.图2(2)知识的迁移能力是超级重要的，应用螺旋测微器的原理，解决下面的问题：在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度．为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，对应的总角度为9度．如图乙中画出了游标和圆盘的一部份．读出现在圆盘的零刻度线相关于游标零刻度线转过的角度为________度．答案(1)10.975 (2)20.6解析(1)螺旋测微器主尺读数为10.5 mm，可动刻度一共50个格，代表0.5 mm，每一个格表示0.01 mm，第47.5个格与固定刻度基线对齐，因此可动刻度的读数为0.475 mm，故螺旋测微器的读数为10.975 mm.(2)主尺部份的读数为20度，游标尺一共10个格，每一个格代表0.1度，第6个格对齐，故游标尺的读数为0.6度，因此一共是20.6度．二、验证力的平行四边形定那么例2图3甲是“验证力的平行四边形定那么”的实验装置，请完成实验操作与记录：(1)将弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线ac挂一重物G，如图中虚线所示，记录：测力计A的读数F0.(2)用弹簧测力计B的挂钩拉另一细线的b端，该细线的另一端系在细线ac上的O点处，手持测力计B维持水平方向缓慢向左拉，抵达如下图位置，记录：O点的位置、________、________、________、________和细线Oc的方向．(3)某同窗已作出F A、F B和合力理论值F′的图示，请在图乙中作出合力实验值F的图示，比较F′和F的大小和方向，能够得出结论：互成角度的________遵循平行四边形定那么．图3答案(2)测力计A的读数测力计B的读数细线Oa的方向细线Ob的方向(3)以表示F A、F B的线段为邻边作平行四边形，其对角线所表示的力确实是合力实验值的大小和方向，如下图两个力(或两个共点力)的合成以题说法 1.本实验考查的重点是“力作用成效的等效性”．2．对实验步骤中两个分力和合力的大小和方向的确信也是考查的重点．某同窗找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定那么，设计了如下实验：图4(1)将橡皮筋的两头别离与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上M点，在橡皮筋的中点O再用细线系重物，自然下垂，如图4甲所示．(3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的N 点，如图乙所示． 为完成实验，下述操作中需要的是________． A ．橡皮筋两头连接的细线长度必需相同B ．要测量图甲中橡皮筋Oa 的长度和图乙中橡皮筋Oa 、Ob 的长度C ．M 、N 两点必需在同一高度处D ．要记录图甲中O 点的位置及过O 点的竖直方向E ．要记录图乙中结点O 的位置、过结点O 的竖直方向及橡皮筋Oa 、Ob 的方向 答案 BE解析 橡皮筋两头连接的细线长度不需要必需相同，M 、N 两点能够不在同一高度处，不需要记录题图甲中O 点的位置及过O 点的竖直方向．由于已经测出橡皮筋的原长，只需要测量题图甲中橡皮筋Oa 的长度和题图乙中橡皮筋Oa 、Ob 的长度，需要记录题图乙中结点O 的位置、过结点O 的竖直方向及橡皮筋Oa 、Ob 的方向．操作中需要的是B 、E.三、探讨弹力和弹簧伸长的关系例3 通过“探讨弹力和弹簧伸长的关系”实验，咱们明白在弹性限度内，弹簧弹力F 的大小与弹簧的伸长(或紧缩)量x 成正比，而且不同的弹簧，其劲度系数不同．已知一根原长为L 0、劲度系数为k 1的长弹簧A ，现把它截成长为23L 0和13L 0的B 、C 两段，设B 段的劲度系数为k 2，C 段的劲度系数为k 3，关于k 1、k 2、k 3的大小关系，同窗们做出了如下猜想：甲同窗：既然是同一根弹簧截成的两段，因此k 1＝k 2＝k 3 乙同窗：弹簧越短劲度系数越大，因此k 1<k 2<k 3 丙同窗：弹簧越长劲度系数越大，因此k 1>k 2>k 3(1)为了验证猜想，能够通过实验来完成，实验所需的器材除铁架台外，还需要的器材有________． (2)简要实验步骤如下，请完成相应填空．A ．将弹簧A 悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A 的长度L 0；B ．在弹簧A 的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n 个)并用刻度尺测量弹簧的长度L 1；C ．由F ＝mg 计算弹簧的弹力；由x ＝L 1－L 0计算出弹簧的伸长量．由k ＝F x计算弹簧的劲度系数；D ．改变________，重复实验步骤B 、C ，并求出弹簧A 的劲度系数k 1的平均值；E ．按要求将弹簧A 剪断成B 、C 两段，重复实验步骤A 、B 、C 、D.别离求出弹簧B 、C 的劲度系数k 2、k 3的平均值．比较k 1、k 2、k 3取得结论．(3)图5是实验取得的图线．依照图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有如何的关系？ 图5答案 (1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码 (2)钩码的个数 (3)同一根弹簧上截下的几段，越短的段，劲度系数越大(或同一根弹簧上截下的几段，越长的段，劲度系数越小) 四、以打点计时器或光电门为工具的力学实验例4 某学习小组在“研究匀变速直线运动”的实验中，用如图6所示的气垫导轨装置来测小车的加速度，由导轨标尺能够测出两个光电门之间的距离L ，窄遮光板的宽度为d ，窄遮光板依次通过两个光电门的时刻别离为t 1、t 2. 图6(1)通过两个光电门的瞬时速度别离为v 1＝________，v 2＝________.在计算瞬时速度时应用的物理方式是________________．(填“极限法”“微元法”或“操纵变量法”)． (2)那么滑块的加速度能够表示为a ＝________(用题中所给物理量表示)．(3)该学习小组在测出滑块的加速度后，经分析讨论，由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小，可用上述实验装置来验证机械能守恒定律，为此还需测量的物理量是________和________，机械能守恒的表达式为________________(用题中所给物理量和测量的物理量表示)．解析 (1)小车通过两个光电门的瞬时速度等于小车通过光电门这段时刻内的平均速度，故瞬时速度别离为dt 1和dt 2.时刻取的越短，瞬时速度越接近平均速度，故采纳了极限法；(2)依照运动学公式2aL ＝v 22－v 21，代入可求得加速度a ＝d 22L (1t 22－1t 21)；(3)要验证机械能守恒就要看沙桶重力势能的减少量和系统动能的增加量是不是相等，因此需要测量沙桶的质量m 和滑块的质量M ，机械能守恒定律的表达式为mgL ＝12(M ＋m )d 2(1t 22－1t 21)．答案 (1)d t 1dt 2极限法 (2)d 22L (1t 22－1t 21)(3)沙桶的质量m 滑块的质量MmgL ＝12(M ＋m )d 2(1t 22－1t 21)以题说法 在《考试大纲》规定的力学实验中有二个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动和验证机械能守恒定律．在创新实验中也常常涉及打点计时器．这种实验的关键是要把握纸带的分析处置方式，关于纸带常见有以下三大应用． 1．由纸带肯按时刻要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算，一样每五个点取一个计数点，如现在刻距离为Δt ＝0.02×5 s＝0.1 s. 2．求解瞬时速度利用做匀变速运动的物体在一段时刻内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图7所示，打n 点时的速度v n ＝s n ＋s n ＋12T图73．用“逐差法”求加速度 如图8所示，a ＝s 4＋s 5＋s 6－s 1＋s 2＋s 33T2图8有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：(1)求瞬时速度：把遮光条(宽度为d )通过光电门的时刻Δt 内的平均速度看做物体通过光电门的瞬时速度，即v ＝dΔt. (2)求加速度：假设两个光电门之间的距离为L ，那么利用速度与位移的关系可求加速度，即a ＝v 22－v 212L.(2021·四川·8(2))如图9所示，某组同窗借用“探讨a 与F 、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能转变的关系”的实验： 图9①为达到平稳阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，依照打出的纸带判定小车是不是做________运动．②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验取得图10所示的纸带．纸带上O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时刻距离为0.1 s 的相邻计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G .实验时小车所受拉力为0.2 N ，小车的质量为0.2 kg. 图10请计算小车所受合外力做的功W 和小车动能的转变ΔE k .补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).O —B O —C O —D O —E O —FW /J0.043 2 0.057 2 0.073 4 0.091 5 ΔE k /J0.043 0 0.057 0 0.073 4 0.090 7分析上述数据可知：在实验误差许诺的范围内W ＝ΔE k .与理论推导结果一致．③实验前已测得托盘质量为7.7×10－3kg ，实验时该组同窗放入托盘中的砝码质量应为________kg(g 取9.8 m/s 2，结果保留至小数点后第三位)．答案 ①匀速直线 ②0.111 5 0.110 5 ③0.015 解析 ②W ＝Fx OF ＝0.2×55.75×10－2 J ＝0.111 5 J v F ＝66.77－45.75×10－22×0.1 m/s ＝1.051 m/sΔE k ＝12mv 2F ＝12×0.2×1.0512 J ＝0.110 5 J ③设放入砝码质量为m ，那么(m ＋7.7×10－3 kg)g －0.2 N ＝(m ＋7.7×10－3 kg)a ①对小车：a ＝F M ＝0.20.2m/s 2＝1 m/s 2②联立①②得：m ＝0.015 kg 14．力学创新实验的分析技术审题例如(2021·新课标Ⅰ·22)(7分)图11为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示用意．实验步骤如下： 图11①用天平测量物块和遮光片的总质量M ，重物的质量m ，用游标卡尺测量遮光片的宽度d ，用米尺测量两光电门之间的距离s ； ②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计别离测出遮光片通过光电门A 和光电门B 所用的时刻Δt A 和Δt B ，求出加速度a ；④多次重复步骤③，求a 的平均值 a ； ⑤依照上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答以下问题：(1) 测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图12所示．其读数为________ cm. 图12(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________.(4)若是细线没有调整到水平，由此引发的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”)． 审题模板 答题模板(1)0.9 cm ＋12×0.05 mm＝0.960 cm(2分)(2)因为v A ＝d Δt A ，v B ＝dΔt B，又由2as ＝v 2B －v 2A ，得a ＝12s [(dΔt B)2－(dΔt A)2] (2分)(3)设细线上的拉力为F T ，那么mg －F T ＝m a ，F T －μMg ＝M a两式联立得μ＝mg －M ＋maMg(2分)(4)细线没有调整到水平，属于实验方式粗略，如此会引发系统误差．(1分)答案 (1)0.960 (2)12s [(dΔt B)2－(dΔt A)2](3)mg －M ＋maMg(4)系统误差为了探讨合外力做功与物体动能改变的关系，某同窗设计了如下实验方案：第一步：如图13甲所示，把木板一端垫起，滑块通过细绳与一重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速运动．第二步：如图乙所示，维持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠近滑轮处，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器．第三步：接通电源，释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示．其中打下计数点O 时，滑块的速度为零，相邻计数点的时刻距离为T . 图13(1)依照纸带求打点计时器打E 点时滑块的速度v E ＝________.(2)已知重锤质量为m ，本地的重力加速度为g ，合外力在OE 段对滑块做功的表达式W OE ＝________. (3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功W 及A 、B 、C 、E 各点的速度v .以v 2为纵轴，以W 为横轴成立坐标系，作出v 2－W 图象，发觉它是一条过坐标原点的倾斜直线，测得直线斜率为k ，那么滑块质量M ＝________. 答案 (1)s 6－s 42T(2)mgs 5 (3)2k解析 (1)依照中间时刻的瞬时速度等于这段时刻内的平均速度可得v E ＝s 6－s 42T.(2)本实验中将重锤的重力看成合外力，合外力在OE 段对滑块做的功为mgs 5. (3)依照动能定理有W ＝12Mv 2，得v 2＝2M W ，因此2M ＝k ，M ＝2k . (限时：45分钟)1． (2021·广东·34(1))研究小车匀变速直线运动的实验装置如图1(a)所示，其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50 Hz ，纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出． 图1①部份实验步骤如下：A ．测量完毕，关闭电源，掏出纸带B ．接通电源，待打点计时器工作稳固后放开小车C ．将小车停泊在打点计时器周围，小车尾部与纸带相连D ．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：__________(用字母填写)． ②图(b)中标出的相邻两计数点的时刻距离T ＝______ s. ③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v 5＝________.④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a ＝________.答案 ①DCBA ②0.1 ③s 4＋s 52T④s 4＋s 5＋s 6－s 1＋s 2＋s 39T 2解析 ②时刻t ＝nT 0＝5×0.02 s＝0.1 s(n 为相邻两个计数点的距离数)．③在匀变速直线运动中：中间时刻的速度等于平均速度．④取s 1′＝s 1＋s 2＋s 3，s 2′＝s 4＋s 5＋s 6，那么：T ′＝3T ，就可用Δs ′＝s 2′－s 1′＝aT ′2求a .2． 橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x 与弹力F 成正比，即F ＝kx ，k 的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L 、横截面积S 有关，理论与实际都说明k ＝YS L，其中Y 是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量．(1)在国际单位中，杨氏模量Y 的单位应该是________． A ．N B ．m C ．N/m D ．Pa(2)用如图2甲所示的实验装置能够测量出一段横截面积是圆形的橡皮筋的杨氏模量Y 的值，第一利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L ＝20.00 cm ，利用测量工具a 测得橡皮筋未受到拉力时的直径D ＝4.000 mm ，那么测量工具a 应该是________________． 图2(3)用如图甲所示的装置就能够够测出这种橡皮筋的Y 值，下面的表格是橡皮筋受到的拉力F 与伸长量x 的实验记录．处置数据时，可在图乙中作出F －x 的图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k ＝______N/m.(保留两位有效数字)拉力F (N) 5 10 15 20 25 伸长量x (cm)1.63.24.86.48(4)答案 (1)D (2)螺旋测微器(或千分尺) (3)图象观点析图 3.1×102 (4)5×106 Pa 解析 (1)依照表达式k ＝YS L得：Y ＝kL S已知k 的单位是N/m ，L 的单位是m ，S 的单位是m 2，因此Y 的单位是N/m 2，也确实是Pa ，应选D. (2)测量橡皮筋未受到拉力时的直径用螺旋测微器(或千分尺)． (3)依照F ＝kx 可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为k ＝3.1×102 N/m. (4)依照Y ＝kL S求得，Y ≈5×106 Pa.3． (2021·安徽·21Ⅰ)依照单摆周期公式T ＝2πl g，能够通过实验测量本地的重力加速度．如图3所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆． 图3 图4(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图4所示，读数为________mm. (2)以下是实验进程中的一些做法，其中正确的有________． a ．摆线要选择细些的、伸缩性小些的、而且尽可能长一些 b ．摆球尽可能选择质量大些、体积小些的c ．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平稳位置有较大的角度d ．拉开摆球，使摆线偏离平稳位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，现在刻距离Δt 即为单摆周期Te ．拉开摆球，使摆线偏离平稳位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳固后，从平稳位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时刻Δt ，那么单摆周期T ＝Δt50 答案 (1)18.6 (2)abe解析 (1)十分度游标尺的第6个刻度线与主尺刻度线对齐，因此读数为18.6 mm.(2)关于单摆，摆线质量可忽略且不可伸长，因此应选伸缩性小的细线，摆球应选密度较大、体积小的钢球；为使摆动周期长些，由T ＝2πl g知，摆线应长些，因此选项a 、b 正确，为使单摆具有等时性，摆角应小于5 °，要减小测量周期的误差，计时起点应选在摆球的平稳位置，且测量多次(N )全振动的总时刻(Δt )，然后再算出周期T ＝ΔtN，选项e 正确．4．用图5所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验．图5(1)为了减小长木板对小车摩擦力的阻碍，必需在长木板________(填“远离”或“靠近”)滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做________运动．(2)为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必需采纳________法．(3)维持小车受力不变，测量不同质量的小车在那个力作用下的加速度．某次实验中打出如图6所示的纸带(打点计时器电源的频率为50 Hz)，那么那个加速度值a＝______m/s2.图6(4)某同窗把实验取得的几组数据画成图7的a－m图象，为了更直观描述小车的加速度跟其质量的关系，请你依照他的图象在图8中画出a－1m图象．图7图8答案(1)远离匀速直线(2)操纵变量(3)0.8(或0.80) (4)如下图解析(1)为了减小长木板对小车摩擦力的阻碍，必需平稳摩擦力，在长木板远离滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车能单独在长木板上做匀速直线运动．(2)由于小车的加速度与合外力和质量有关，为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必需采纳操纵变量法．(3)依照纸带，由0.035 3 m－0.019 3 m＝2a(5/f)2解得a＝0.8 m/s2.(4)某同窗把实验取得的几组数据画成题图所示的a－m图象，为了更直观描述小车的加速度跟其质量的关系，可依照他的图象上的一些数据点，画出a－1m图象．5．“动能定理”和“机械能守恒定律”是物理学中很重要的两个力学方面的物理规律．有一名同窗设计了如图9甲所示的实验装置．一个电磁铁吸住一个小钢球，当将电磁铁断电后，小钢球将由静止开始向下加速运动．小钢球通过光电门时，计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时刻t，用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h.图9(1)这名同窗为了验证“动能定理”，用游标卡尺测量了小钢球的直径，结果如图乙所示，他记录的小钢球的直径d＝________cm.(2)这名同窗在验证“动能定理”的进程中，忽略了空气阻力的阻碍，除上述的数据之外是不是需要测量小钢球的质量？________(填“需要”或“不需要”)(3)该同窗若是打算用这套装置验证机械能守恒定律，下面的做法能提高实验精度的是A ．在保证其他条件不变的情形下，减小小球的直径B ．在保证其他条件不变的情形下，增大小球的直径C ．在保证其他条件不变的情形下，增大小球的质量D ．在保证其他条件不变的情形下，减小小球的质量答案 (1)1.00 (2)不需要 (3)AC解析 (1)游标卡尺读数时，先读主尺为10 mm ，再读游标尺，共10个格，每一个格代表0.1 mm ，第0个格与主尺刻度线对齐，故游标卡尺读数为10.0 mm ，因此小钢球的直径为1.00 cm ；(2)在验证动能定理时，咱们利用的方式是验证mgh ＝12mv 2，v ＝d t，因为两边都有质量，故不需要测质量；(3)由于空气阻力的阻碍，实际的方程应该是mgh －F f h ＝12mv 2，v ＝d t ，能够推得gh －F f h m ＝12v 2，v ＝d t ，因此质量越大，F f h m越小，能够提高精准性，C 正确；另外从推导进程来看d 越小，速度的测量越精准，因此A 正确．6． 为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同窗设计了如图10所示的实验装置，其中圆弧形滑槽结尾与桌面相切．第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，结尾与桌子右端M 对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P 点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出结尾N 与桌子右端M 的距离为L ，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q 点，已知重力加速度为g ，不计空气阻力．图10(1)实验还需要测出的物理量是________(用选项前字母表示)．A ．滑槽的高度hB ．桌子的高度HC ．O 点到P 点的距离d 1D ．O 点到Q 点的距离d 2E ．滑块的质量m(2)依照(1)中测出的物理量，写出动摩擦因数μ的表达式是μ＝________.(3)若是第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为s .那么动摩擦因数可表示为μ＝________. 答案 (1)BCD (2)d 21－d 224HL (3)d 214Hs 解析 (1)还需要测出的物理量是桌子的高度H 、O 点到P 点的距离d 1、O 点到Q 点的距离d 2；故应填写(2)依照题意，由动能定理可得－μmgL ＝12m (d 2t )2－12m (d 1t)2，t ＝ 2H g ，解得μ＝d 21－d 224HL . (3)依照题意，由动能定理可得－μmgs ＝0－12m (d 1t )2，t ＝ 2H g ，解得μ＝d 214Hs. 7． (2021·新课标Ⅱ·22)某同窗利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探讨：一轻质弹簧放置在滑腻水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图11所示．向左推小球，使弹簧紧缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被紧缩后的弹性势能．图11回答以下问题：(1)本实验中能够为，弹簧被紧缩后的弹性势能E p 与小球抛出时的动能E k 相等．已知重力加速度大小为g .为求得E k ，至少需要测量以下物理量中的________(填正确答案标号)．A ．小球的质量mB ．小球抛出点到落地址的水平距离sC ．桌面到地面的高度hD ．弹簧的紧缩量ΔxE ．弹簧原长l 0(2)用所选取的测量量和已知量表示E k ，得E k ＝______________.(3)图12中的直线是实验测量取得的s －Δx 图线．从理论上可推出，若是h 不变．m 增加，s －Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；若是m 不变，h 增加，s －Δx 图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)．由图中给出的直线关系和E k 的表达式可知，E p 与Δx 的__________次方成正比．图12答案 (1)ABC (2)mgs 24h (3)减小 增大 二解析 (1)小球离开桌面后做平抛运动，设桌面到地面的高度为h ，小球抛出点到落地址的水平距离为s ，那么有h ＝12gt 2，s ＝v 0t ，解得v 0＝s t＝s g2h 因此E k ＝12mv 20＝mgs 24h . 由此可知需要测量的量有m 、s 、h ，应选A 、B 、C.(2)由(1)的解析知E k ＝mgs 24h .(3)在Δ x 相同的情形下，弹簧的弹性势能相同，由E p ＝12mv 20可知：①在m 增加时，速度v 0减小，因此h 不变时s 减小，故图线的斜率减小．②m 不变时，v 0不变，h 增加时，时刻变长，s 变大，故图线的斜率增大． 由s －Δx 图象可知，s 正比于Δx ，即s ＝k Δx .则E p ＝12mv 20＝mgs 24h ＝mgk 24hΔx 2＝k ′Δx 2 因此E p 与Δx 的二次方成正比．。