【教师用书】2015届高考物理二轮复习(十四)第14讲力学实验
【金版教程】2015高考物理(全国通用)二轮复习热点考向解析课件：专题六 选修14
答案：CDE
一般以选择题形式考查，常常涉及分子力、分子力做功与 分子势能变化、微观量的估算等知识
拓展提升 (1)掌握两个关系
对分子动理论的理解
①分子力与分子间距的关系，分子势能与分子间距的关 系。 ②分子力做功与分子势能变化的关系。 (2)阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，掌握宏观与 微观的联系。
(3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式，除 题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究 对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定。认清变化过程是 正确选用物理规律的前提。 (4)列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用气 体方程或某一实验定律，代入具体数值，最后分析讨论所得结 果的合理性及其物理意义。
的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底 部之间的距离为24 cm，在活塞的右侧12 cm处有一对与气缸固 定连接的卡环，气体的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105
Pa。现将气缸竖直放置，如图(b)所示，取g＝10 m/s2。求：
(1)活塞与气缸底部之间的距离； (2)加热到675 K时封闭气体的压强。
解析：(1)对于封闭气体，初状态：p1＝1.0×105 24S，
Pa，V1＝
mg 40 5 5 末状态：p2＝p0＋ S ＝(1.0×10 ＋ －3 ) Pa＝1.2×10 2×10 Pa， V2＝L2S 根据气体定律可得，p1V1＝p2V2
5 1.0 × 10 ×24S p1V1 解得，L2＝ ＝ cm＝20 cm。 5 p2 S 1.2×10 S
4．热力学定律 (1)物体内能变化的判定：温度变化引起分子 平均动能 的
变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起 分子势能 的变 化。 (2)热力学第一定律 ①公式：ΔU＝ W＋Q ；
(课标通用)2020高考物理二轮复习专题6物理实验第14讲力学实验课件
c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、 E、 …点 时 小车 的 速度 ， 分别 记 作 v1、 v2、 v3、v4 、 v5、….
d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标 系，在坐标纸上描点，如图丙所示．
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有______和 ______(填选项前的字母)．
＝
xCE－xAC 4T2
＝
6.15－4×3.105.1×2 10－2m/s2＝0.75m/s2.
答案 (1)A (2)0.233 (3)0.75
纸带的三大应用 (1)由纸带确定时间：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．
(2)求解瞬时速度：利用做匀变速直线运动的物体在 一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图 所示，打 n 点时的瞬时速度 vn＝xn＋2Txn＋1.
A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平(含砝码)
(2)在图丙中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标 点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出vt 图象．
(3)观察vt图象，可以判断小车做匀变速直线运动， 其 依 据 是 ________ ． vt 图 象 斜 率 的 物 理 意 义 是 ________．
解析 (1)打点计时器用的是低压交流电源，故选A； 打相邻计数点的时间间隔是已知的，故不需要秒表；计 数点间的距离需要用刻度尺测量，故选C；由于不需要 知道小车和重物的质量，故不需要天平(含砝码)．
第14讲 力学实验
思维导图
核心考点
1.读数类实验 (1)刻度尺、螺旋测微器等读数 (2)电表类仪表读数 (3)天平、弹簧测力计等读数 2.纸带类实验 (1)匀变速直线运动 (2)牛顿第二定律 (3)机械能守恒定律
高考物理二轮复习(名师精编押题专练)专题14力学实验
1.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向.②如图1所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：图1③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为F O O′.图2④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图2所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图3坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.图3(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图4中作出F OA和F OB的合力F′的图示.图4(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论.答案(1)见解析图甲10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)见解析图乙(4)F OO′解析(1)作出Fl图象，如图甲所示，求得直线的横截距即为l0，可得l0＝10.0 cm(3)F OB＝F OA＝1.80 N，两力的合力F′如图乙所示.(4)F OO′的作用效果和F OA、F OB两个力的作用效果相同，F′是F OA、F OB两个力的合力，所以通过比较F′和F OO ′的大小和方向，可得出实验结论.2.某同学利用如图6所示的装置验证动能定理.将木板竖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纸、复写纸.将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H ，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y .改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下：图6(1)表格中空缺的数据应为________.(2)已知木板与斜槽末端的水平距离为x ，小球在离开斜槽后的竖直位移为y ，不计小球与槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立，则应满足的关系式是________________.(3)若仅仅换一形状完全相同，但摩擦不能忽略的斜槽(其余装置、位置均不变)，表格中竖直位移y 的数值与上表相比会________(填“变大”“变小”或“不变”). 答案 (1)5.0 (2)H ＝x 24y(3)变大解析 (1)根据表格中的数据规律可以发现，Hy ＝30h ，是个定值，则当H ＝6h 时，y ＝5.0 cm. (2)设小球离开斜槽时的速度为v ，根据平抛运动的规律得：x ＝vt ，y ＝12gt 2联立得：v ＝xg 2y小球在斜槽上滑下过程中，不计小球与槽之间的摩擦，只有重力做功，则有： mgH ＝12mv 2，解得：H ＝x 24y3.某兴趣小组利用如图7所示弹射装置将小球竖直向上抛出来验证机械能守恒定律.一部分同学用游标卡尺测量出小球的直径为d ，并在A 点以速度v A 竖直向上抛出；另一部分同学团结协作，精确记录了小球通过光电门B 时的时间为Δt ，用刻度尺测出光电门A 、B 间的距离为h .已知小球的质量为m ，当地的重力加速度为g ，完成下列问题：图7(1)小球在B 点时的速度大小为________________； (2)小球从A 点到B 点的过程中，动能减少量为________；(3)在误差允许范围内，若等式____________成立，就可以验证机械能守恒(用题目中给出的物理量符号表示). 答案 (1)d Δt (2)12mv 2A －12md 2t2(3)gh ＝12[v 2A －d 2t2]解析 (1)小球在B 点的瞬时速度大小v B ＝dΔt.(2)小球从A 点到B 点，动能的减小量ΔE k ＝12mv 2A －12mv 2B ＝12mv 2A －12md 2t2.(3)重力势能的增加量为mgh ，若mgh ＝12mv 2A －12md 2t2.即gh ＝12[v 2A －d 2t2]，机械能守恒.4.某同学利用图9所示装置，验证以下两个规律：图9①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳分速度相等； ②系统机械能守恒.P 、Q 、R 是三个完全相同的物块，P 、Q 用细绳连接，放在水平气垫桌上.物块R 与轻质滑轮连接，放在正中间，a 、b 、c 是三个光电门，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光，整个装置无初速度释放. (1)为了能完成实验目的，除了记录P 、Q 、R 三个遮光片的遮光时间t 1、t 2、t 3外，还必需测量的物理量有________；A.P 、Q 、R 的质量MB.两个定滑轮的距离dC.R 的遮光片到c 的距离HD.遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P 、Q 的速度大小相等，验证表达式为________；(3)若要验证物块R 与物块P 的沿绳分速度相等，则验证表达式为________________； (4)若已知当地重力加速度g ，则验证系统机械能守恒的表达式为________________. 答案 (1)BCD (2)t 1＝t 2 (3)t 3t 1＝2H4H 2＋d 2(4)gH ＝x 22t 23＋x 22t 22＋x 22t215.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图10甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t ，改变小球下落高度h ，进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.图10(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d ＝________mm ； (2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象________； A.h －t 图象 B.h －1t 图象C.h －t 2图象D.h －1t2图象(3)经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量12mv 2总是稍小于重力势能减少量mgh ，你认为增加释放高度h 后，两者的差值会________(填“增大”“缩小”或“不变”). 答案 (1)17.806(17.804～17.808均可) (2)D (3)增大解析 (1)螺旋测微器的读数为d ＝17.5 mm ＋30.6×0.01 mm ＝17.806 mm6.在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图11甲所示.他舍弃前面密集的点，以O 为起点，从A 点开始选取纸带上连续点A 、B 、C ……，测出O 到A 、B 、C ……的距离分别为h 1、h 2、h 3…….电源的频率为f .(1)为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是________. A.选用铁质重锤B.安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C.释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D.重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直 (2)打B 点时，重锤的速度v B 为________.(3)小明用实验测得数据画出的v 2－h 图象如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是________.(4)另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的v 2－h 图线，并与其比较，其中正确的是________.答案 (1)ABC (2)h 3－h 1f2(3)打下O 点时重锤速度不为零 (4)B (2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，B 点的瞬时速度v B ＝h 3－h 12T ＝h 3－h 1f2. (3)图线不过原点，h ＝0时，速度不为零，可知打下O 点时重锤速度不为零.(4)不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，两图线交于同一点，故B 正确，A 、C 、D 错误. 7.用如图12甲所示的实验装置验证m 1、m 2组成的系统机械能守恒，m 2从高处由静止开始下落，打点计时器频率为50 Hz ，m 1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点.每相邻两计数点之间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示.已知m 1＝50 mg ，m 2＝150 mg.(结果均保留两位有效数字)图12(1)在纸带上打下计数点5时的速度v ＝________ m/s.(2)在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量ΔE k ＝________ J ，系统势能减少ΔE p ＝________ J(当地重力加速度g 约为9.8 m/s 2)(3)若某同学作出12v 2－h 图象如图丙所示，则当地的重力加速度g ＝________ m/s 2.答案 (1)2.4 (2)0.58 0.59 (3)9.7(3)本题中根据机械能守恒可知，(m 2－m 1)gh ＝12(m 1＋m 2)v 2，即有：12v 2＝m 2－m 1m 1＋m 2gh ，所以12v 2－h 图象中图象的斜率不表示重力加速度，由图可知，斜率k ＝5.821.20＝4.85，故当地的实际重力加速度g ＝9.7 m/s 2.8.某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x ，数据记录如表所示.(1)根据表中数据在图1甲中作出F －x 图线；图1(2)根据F －x 图线可以求得弹簧的劲度系数为________N/m ；(3)估测弹簧弹力为5 N时弹簧的弹性势能为________ J.(4)一位同学做此实验时得到如图乙所示的F－x图线，说明此同学可能出现了哪种错误？________. 答案(1)见解析图(2)50(3)0.25(4)已超出了弹簧的弹性限度解析(1)根据描点法可得出对应的F－x图象，如图所示；(2)根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知k＝70.14N/m＝50 N/m(3)根据图象的性质以及W＝Fx可知，图象与横坐标围成的面积表示弹力所做的功，根据功能关系可知，等于弹簧的弹性势能，故E p＝12×5×0.099 5 J≈0.25 J；(4)由图可知，当力达到某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限度.9.用图2甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a.图2(1)关于实验操作，下列说法正确的是________.A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A 、B 、C 、D 、E ，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A 点间的距离.已知所用电源的频率为50 Hz ，打B 点时小车的速度v B ＝________ m/s ，小车的加速度a ＝________ m/s 2.(3)改变细线下端钩码的个数，得到a －F 图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是________. 答案 (1)AD (2)0.316 0.93 (3)随所挂钩码质量m 的增大，不能满足M ≫m .10.如图3所示，利用DIS 实验系统探究加速度与力的关系.一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器(接收器)，绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器(发射器)的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物.将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动.不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦.图3(1)实验中力传感器的示数F 与小重物的重力mg 的关系为( ) A.F ＝mg 2B.F >mg 2C.F <mg 2D.无法确定(2)保持小车(含发射器)的质量M 不变，改变小重物的质量m ，重复进行多次实验.记下每次力传感器的示数F ，利用DIS 测出每次实验中小车的加速度a ，将得到的a 、F 数据绘制成a －F 图象.以下图象可能的是( )(3)在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：__________________________________________________________________________________________________________________________________. 答案 (1)C (2)A (3)减小小车与长木板之间的摩擦解析 (1)小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：mg －2F ＝ma ， 解得：F ＝mg －ma 2<mg2，故C 正确.(3)减小小车与长木板之间的摩擦可以减小实验误差.11.某实验小组利用图4所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下： A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A 中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v 1和v 2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A 到B 的步骤.图4回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？________(填“是”或“否”)； (2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有________； A.悬挂钩码的总质量m B.长木板的倾角θ C.两传感器间的距离l D.小车的质量M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：________________________________.(重力加速度为g ) 答案 (1)否 (2)ACD (3)mgl ＝12Mv 22－12Mv 2112.某实验小组为了探究功与动能变化的关系，利用如图5所示的装置.在竖直墙上的A 点安装一个拉力传感器，用不可伸长的柔软轻绳一端与质量为1.00 kg 的小球C 连接，另一端绕过小滑轮B (可以忽略滑轮大小)与传感器连接，定滑轮B 与A 等高，BD 为水平参考线，测出BC 间绳长L ＝0.80 m.实验中，使绳始终处于绷直状态，将小球从距离BD 线高h 处由静止开始释放，从拉力传感器记录的拉力变化图线中读出拉力的最大值为F .改变h 的值，记录下相应的最大拉力F ，取H ＝L －h ，g ＝9.80 m/s 2，实验中得到的部分数据如下表所示.图5(1)当H ＝0.60 m 时，小球的最大动能为________ J ，此过程中外力做功为________ J ； (2)实验结论是：______________________________________________________ (3)根据实验结论，推导出F 与H 之间的关系为：__________________. 答案 见解析解析 (1)根据实验中得到的数据可知，H ＝0.60 m ，F ＝24.45 N ， 小球运动到最低点时，动能最大，受到的拉力最大，在最低点，根据牛顿第二定律得：F －mg ＝m v 2L 解得：12mv 2＝5.86 J ，此过程中外力做功为W ＝mg (L －h )＝1.00×9.80×0.60 J ＝5.88 J.(2)实验结论为在实验误差允许的范围内，外力所做的功等于物体动能的增量. (3)根据实验结论可知，F －mg ＝m v 2L ，12mv 2＝mg (L －h )，解得：F ＝2mgL H ＋mg ，代入数据得：F ＝24.5H ＋9.8.13.如图6甲所示的装置可以探究外力做功和物体速度变化的关系.光滑斜槽轨道固定在水平桌面上，将斜槽从底端开始分成长度相等的五等份，使AB ＝BC ＝CD ＝DE ＝EF ，让小球每次从不同等分点处释放，最后落在水平地面上.图6(1)实验中，若小球从F 点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为W ，则小球从B 点释放运动至斜槽水平位置的过程中，重力做的功为________.(2)实验中，小球每次在斜槽上运动的长度记作L ，小球做平抛运动的水平位移记作x ，通过五组数据描点作出的L －x 2图象是一条过原点的直线，如图乙所示.设小球运动到斜槽底端时的速度为v ，可以判断，外力做功W 与________(填v 、v 2或v )成正比，若斜槽的倾角为θ，小球抛出点距地面的高度为H ，则图象的斜率为________(用H 、θ表示). 答案 (1)W 5 (2)v 2 14H sin θ解析 (1)根据几何关系可知，h F A ＝5h BA ，对小球从F 到A 和B 到A 的两个过程，根据动能定理得： W ＝mgh F A ，W ′＝mgh BA ，解得：W ′＝W5(2)小球从A 点抛出后做平抛运动，下落的高度相等，则运动时间相等，则小球运动到斜槽底端时的速度v ＝x t① 时间相等，所以v 与x 成正比，而根据图象可知，L 与x 2成正比，所以L 与v 2成正比，又W 与L 成正比，故W 与v 2成正比小球抛出点距地面的高度为H ，则运动时间t ＝ 2H g② 根据动能定理得：mgL sin θ＝12mv 2③由①②③解得：L ＝x 24H sin θ则L －x 2图象的斜率k ＝14H sin θ.14.某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图1甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在气垫导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.图1(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气；③把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示； ⑧测得滑块1的质量为310 g ，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 完善实验步骤⑥的内容.(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点.通过计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s ；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字).(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是______________________________ ________________________________________________________________________. 答案 见解析解析 (1)先接通打点计时器的电源，后释放滑块1；(2)放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟滑块2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰撞前滑块1的动量为p 1＝m 1v 1＝0.310×0.20.1 kg·m/s ＝0.620 kg·m/s ，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620 kg·m/s ；碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：(m 1＋m 2)v 2＝(0.310＋0.205)×0.1680.14kg·m/s ＝0.618 kg·m/s.(3)结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用.14.如图2甲为测量重力加速度的实验装置，C 为数字毫秒表，A 、B 为两个相同的光电门，C 可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔.开始时铁球处于A 门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时，数字毫秒表开始计时，落到B 门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过A 、B 两个光电门的时间间隔t ，测量A 、B 间的距离x .现将光电门B 缓慢移动到不同位置，测得多组x 、t 数值，画出xt 随t 变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为k ，则由图线可知，当地重力加速度大小为g ＝________；若某次测得铁球经过A 、B 门的时间间隔为t 0，则可知铁球经过B 门时的速度大小为________，此时两光电门间的距离为________.图2答案 2k 2kt 0 kt 2015.在研究“弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系”实验中，弹簧长度的改变量可利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量.现有两组同学分别按图3甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面)和图乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量.请写出图甲方案中弹性势能与小球质量m 及图中各量之间的关系E p ＝________；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量是________；两种设计方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为________的测量.图3答案 mgs 24h滑块的质量 动能16.某同学用如图4甲所示的装置测滑块与长木板间的动摩擦因数，将木板水平固定在桌面上，木板左端固定挡板上连接一轻质弹簧，长木板上A 、B 两点安装有光电门，滑块放在长木板上，靠近轻质弹簧.图4(1)用游标卡尺测出挡光片的宽度，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d＝________ mm.(2)在滑块上装上挡光片，用手推动滑块向左移动压缩弹簧，将弹簧压缩到适当的程度松手，滑块在弹簧弹力的作用下向右滑去，滑块离开弹簧后分别通过A、B两点的光电门，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上挡光片通过A、B两点光电门的时间Δt1和Δt2，则滑块通过A点的速度为________，通过B点的速度为________(用物理量的字母表示).(3)通过改变滑块压缩弹簧的程度大小进行多次实验，测出多组滑块通过A点和B点的速度v A和v B，作出v2A－v2B图象，若图象与v2A轴的交点为a，重力加速度为g，要求出动摩擦因数，还需要测出________，若此需要测出的物理量用x表示，则滑块与长木板间的动摩擦因数为________(用题中给出的字母表示).答案(1)2.60(2)dΔt1dΔt2(3)AB间的距离a2gx解析(1)主尺读数为2 mm，游标尺读数为12，由图知该游标尺为二十分度的卡尺，精度为0.05 mm，故测量结果为：d＝2 mm＋12×0.05 mm＝2.60 mm.。
高考物理二轮复习考点第十四章热学专题与气缸相关的计算问题
专题14.4 与气缸相关的计算问题1.（2020江西赣中南五校联考）如图，质量为M的导热性能极好的气缸，高为L，开口向上置于水平地面上，气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。
外界温度为t1、大气压为p0，此时气柱高度为l，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，重力加速度为g。
(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面，则需要施加的最小力F1 多大？(2)将气缸固定在地面上，如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端，求在顶端处，竖直拉力F2 的大小。
(3)如果外界温度由t1 缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，则此时外界温度为多少摄氏度？【参考答案】(1) (M+m)g；(2) ( mg+p0S)×(L-l)/ L；(3)273tlL-273【命题意图】本题考查平衡条件、气体实验定律及其相关的知识点，意在考查运用相关知识解决实际问题的能力。
在起始状态对活塞由受力平衡得：p1S=mg+p0S在气缸顶端对活塞由受力平衡得：F2+p2S=mg+p0S 解得F2=p1S- p2S=( mg+p0S)×(L-l)/L(3)由盖-吕萨克定律得：lST='LST而：T=t+273，T’=t’+273，解得：t’=273tlL-273。
2（2020金考卷）如图所示，一圆筒形汽缸静止于地面上，汽缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为Ｐ0，平衡的汽缸内的容积为V0，现用手握住活塞手柄缓慢向上提.设汽缸足够长，在整个上提过程中气体的温度保持不变，不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦，求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离.【命题意图】本题考查玻意耳定律及其相关的知识点。
【解题思路】p1=p0+ V1=V0————————————(2分)P2=p0- V2=V————————————(2分)等温变化：p1V1=P2V2————————————(3分)H==————————————(3分)3.(2020·湖南永州二模)如图所示,在绝热圆柱形汽缸中用光滑绝热活塞密闭有一定质量的理想气体,在汽缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,外界大气压为p0=1.0×105 Pa,缸内气体温度t0=27 ℃,稳定后两边水银面的高度差为Δh=1.5 cm,此时活塞离容器底部的高度为l=50 cm(U形管内气体的体积忽略不计)。
2015届高考物理二轮复习：专题12-力学实验
方法总结：
本题关键从实验目的、实验原理出发，去分析实验时 我们需要注意的问题，如何达到实验目的．一切围绕原理去 分析即可．
实战演练
(2014· 山东滕州一中二模)用如图 1－12－6 甲所示的实 验装置验证 m1、 m2 组成的系统机械能守恒． m2 从高处由静止 开始下落，m1 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点 迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
图甲 ③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②； 实验数据如下表所示：
G/N F/N 1.50 0.59 2.00 0.83 2.50 0.99 3.00 1.22 3.50 1.37 4.00 1.61
④如图 1－12－3 乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置 于木板上左端 C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 P 连接， 保持滑块静止，测量重物 P 离地面的高度 h；
【解析】
(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将
各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧．
(2)根据 F＝μG，F－G 图线的斜率反映了滑块与木板间 的动摩擦因数，所以 μ≈0.40.
(3)根据牛顿第二定律，P 落地后，滑块运动的加速度的 μmg 大小为 a＝ m ＝μg，且 P 落地后滑块的位移 x＝s－h，根据 速度和位移的关系得 0－v ＝－2ax 所以滑块的最大速度 v＝ 2ax＝ 2μgs－h.
2015届高考物理二轮复习
专题12 力学实验
力学实验
考纲分析
1.高考对本专题内容的考查主要有： （1）基本仪器的使用方法.
（2）实验原理和实验步骤.
（3）实验数据处理和误差分析，考查的实验方法包括等 效代替法、控制变量法、逐差法、图象法等.
高考物理二轮复习讲练测专题14分子动理论气体热力学定律(测)(原卷)
2015年高三二轮复习讲练测之测案【新课标版物理】班级______________ 姓名______________ 学号______________ 得分______________专题14 分子动理论气体热力学定律【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（12×5=60分）1．（多选）【2014·浙江湖州高三上期期末】下列说法正确的是( )A.知道某物质的摩尔质量和密度，可求出阿伏加德罗常数。
B.布朗运动反映了分子在做无规则的热运动。
C.没有摩擦的理想热机可以把吸收的热量全部转化为机械能。
D.内能不同的物体，分子运动的平均动能可能相同2．【2014•重庆八中上期第二次月考】关于分子动理论，下列说法中错误．．的是（）A．显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力一定先减小后增大C．随着分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素3．【2014•北京市通州区高三摸底考试】根据热力学知识，下列说法正确的是（）A．任何物体都是由大量分子组成B．温度高的物体才具有内能C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加4．（多选）【2014·内蒙古赤峰市4月统考】（1）下列说法正确的是_____________。
A．已知阿伏加德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可估算气体分子间的平均距离B．在自然过程中熵总是增加的，其原因是因为有序是不可能实现的C．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质具有各向性5．【2014•北京市海淀区高三年级第二学期期末】在下列叙述中，正确的是A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能B.—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大C.对一定质量的气体加热，其内能一定增加D.随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小6．（多选）【2014·河北唐山高三一模】（6分）右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
高考物理专项复习《力学实验》含答案
高考物理专项复习《力学实验》含答案1．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。
理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
（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）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。
（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。
（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。
（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。
高考物理(全国通用)一轮总复习课件：专题14 力学实验 (共53张PPT)
专题
考纲解读
1.热点预测 基本仪器的使用及读
命题规律
数、对匀变速直线运动的研究、牛 顿第二定律的验证和验证机械能守 恒定律是本专题考查的热点 . 题型 以填空题为主,分值为5~10分. 2.趋势分析 高考注重对实验原理
命题趋势
和数据处理的考查 , 要求考生能理 解实验原理 , 挑选实验仪器 , 设计实 验步骤 , 处理实验数据 , 分析实验误
Ⅰ,22,5分
力学实验 【99%】 · 全国 Ⅱ,22,6分 · 全国 Ⅲ,23,10分
· 全国
Ⅰ,22,6分 · 全国 Ⅱ,22,6分
· 全国
· 全国 Ⅱ,23,9分
,21(2),14分
· 2015江苏,11,10 分 · 2015上海,28,8分
Ⅰ,22,6分 · 2016海南,11,6分
高考帮·物理 十四 力学实验
①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置.
②通过研究纸带上各点之间的距离,可以判断物体的运动情况. ③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔. 2.匀变速直线运动的判断 连续相等时间内的位移之差为恒量 , 即 Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…= 恒量(不为零),则物体做匀变速直线运动,且Δx=aT2.
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高考帮·物理 十四 力学实验
考点全通关 4
专题
三、实验器材
电火花计时器 (或电磁打点计时器 )、一端固定有定滑轮的长木板、 小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸. 四、实验步骤
1.把固定有定滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打
点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路. 2.把一条细绳拴在小车上 ,细绳跨过定滑轮 ,下边挂上合适的钩码 , 把纸带穿过打点计时器 ,并把它的一端固定在小车的后面 .实验装 置如图所示,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.
(课标通用)2020高考物理二轮复习专题6物理实验第14讲力学实验课件
解析 分析可知，物块沿倾斜长木板做匀加速直线运
动，纸带上的点迹，从 A 到 E，间隔越来越大，可知，
物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是 A 点；在
打点计时器打
C
点瞬间，物块的速度
vC
＝
xBD 2T
＝
4.65×10－2 2×0.1
m/s＝0.233 m/s；
根据逐差法可知，物块下滑的加速度
a
(4)ΔΔxt 表示的是 Δt 内的平均速度，只有当 Δt 趋近于 零时，ΔΔxt 才表示瞬时速度．因此若用ΔΔxt 表示各计数点的 瞬时速度，对 Δt 的要求是越小越好；
从实验的角度看，选取的 Δx 越大，Δx 的测量误差就越 小，算出的速度的误差就越小，因此从实验的角度看， 选取的 Δx 大小与速度测量的误差有关．
免． (2)实验数据处理的测量误差，可采用多次测量求取平均
值减小误差.
真题考情剖析 热点题型突破
真题考情剖析
1．(2019·全国卷Ⅱ)如图甲所示，某同学设计了测 量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架 台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz的交流电源，纸带等．回答下列问题：
A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线 上
B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以 与前一次不同
C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读 数时视线应正对测力计刻度
(3)若某同学把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用
直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上 钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸 长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画
出的图线可能是________．
解析 (1)弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度， 否则弹簧会损坏，故A正确．用悬挂钩码的方法给弹簧 施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等 于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故B正确．弹 簧的长度不等于弹簧的伸长量，故C错误．拉力与伸长 量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数 是不变的，不同的弹簧的劲度系数一般不同，故D错 误．
【金榜教师用书】2019届高考物理二轮复习精讲精练 课时冲关练(十四) 第14讲 力学实验
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课时冲关练(十四)力学实验(45分钟,100分)1.(8分)(2014·常州一模)如图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F′表示F1和F2的等效力,则可以判断 (选填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的。
【解析】由题设可知,F为F1和F2的合力,通过平行四边形定则所得,而F′是F1和F2的等效力,即用一只弹簧测力计拉橡皮条时的拉力,显然F′的方向应在细绳的方向上,因甲同学F′的方向与细绳在同一直线上,故甲同学的实验结果是符合事实的。
本题解答的焦点在F′的方向的确定上。
两位同学的实验结果都有误差,这是正常的,但乙同学很明显在F′的方向的确定上违背了实验的要求,作图是错误的。
答案:甲2.(12分)(2014·龙岩二模)某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。
三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接。
(1)实验步骤如下:A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上的P点;B.结点O下的细线挂钩码C;C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉,使结点O静止在某位置;D.记下钩码质量数、结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数,记录 。
(2)在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差?答: (填选项前的字母)。
A.木板不竖直B.弹簧测力计A外壳的重力C.弹簧测力计B的拉力方向没有保持水平D.改变弹簧测力计B的拉力进行多次实验时,结点O的位置发生变化(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出解决问题的一个办法。
【解析】矢量和不仅与大小有关,和方向也有关,所以应记下钩码质量数、结点O的位置,读出并记录弹簧测力计A和B的示数,记录三条细绳(拉力)的方向。
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课时冲关练(十四) 力学实验 (45分钟,100分) 1.(8分)(2014·常州一模)如图所示是甲、乙两位同学在“验证力平行四边形定则”实验中所得到实验结果,若用F表示两个分力F1、F2合力,用F′表示F1和F2等效力,则可以判断 (选填“甲”或“乙”)同学实验结果是符合事实。
【解析】由题设可知,F为F1和F2合力,通过平行四边形定则所得,而F′是F1和F2等效力,即用一只弹簧测力计拉橡皮条时拉力,显然F′方向应在细绳方向上,因甲同学F′方向与细绳在同一直线上,故甲同学实验结果是符合事实。本题解答焦点在F′方向确定上。两位同学实验结果都有误差,这是正常,但乙同学很明显在F′方向确定上违背了实验要求,作图是错误。 答案:甲 2.(12分)(2014·龙岩二模)某同学用如图所示实验装置来“验证力平行四边形定则”。三条细绳结于O点分别与两弹簧测力计和钩码相接。 (1)实验步骤如下: A.弹簧测力计A挂于固定在竖直木板上P点; B.结点O下细线挂钩码C; C.手持弹簧测力计B缓慢向左拉,使结点O静止在某位置; D.记下钩码质量数、结点O位置,读出并记录弹簧测力计A和B示数,记录 。 (2)在实验过程中,下列哪些情况会对实验结果产生误差? 答: (填选项前字母)。 A.木板不竖直 B.弹簧测力计A外壳重力 C.弹簧测力计B拉力方向没有保持水平 D.改变弹簧测力计B拉力进行多次实验时,结点O位置发生变化 (3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A指针稍稍超出量程,请你提出解决问题一个办法
。 【解析】矢量和不仅与大小有关,和方向也有关,所以应记下钩码质量数、结点O位置,读出并记录弹簧测力计A和B示数,记录三条细绳(拉力)方向。木板不竖直时,钩码和木板间有摩擦力,会产生误差,选择A;B、C对实验无影响,结点O位置发生变化是一种错误。弹簧测力计A指针稍稍超出量程,解决问题一个办法是减少钩码质量。 答案:(1)三条细绳(拉力)方向 (2)A (3)减小弹簧测力计B拉力或减小钩码C质量、减小AO与BO之间夹角(任选一条),其他能达到要求方法同样给分 3.(12分)(2014·漳州模拟)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度关系”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乙所示弹力大小F与弹簧长度x关系图线。由此图线可得该弹簧原长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个弹簧测力计,当弹簧测力计上示数如图丙所示时,该弹簧长度x= cm。
【解析】(1)安装刻度尺时,必须使刻度尺与被测物体平行,弹簧竖直悬挂,故刻度尺保持竖直状态。(2)F-x图像横轴截距表示弹簧原长为4cm,斜率表示弹簧劲度系数为50N/m。(3)弹簧测力计示数为3N,从F-x图 像可知该弹簧长度x=10cm。 答案:(1)竖直 (2)4 50 (3)10 4.(12分)(2013·海南高考)某同学用图甲所示实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度大小为g=9.80m/s2。实验中该同学得到一条点迹清晰完整纸带如图乙所示,纸带上第一个点记为O,另选连续三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点距离hA、hB和hC值。回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):
(1)打点计时器打B点时,重物速度大小vB= m/s; (2)通过分析该同学测量实验数据,他实验结果是否验证了机械能守恒定律?简要说明分析依据。 【解析】(1)打点计时器打B点时重物速度大小 vB=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。m/s=3.90m/s (2)错误！未找到引用源。=7.61(m/s)2,ghB=7.70(m/s)2,因为错误！未找到引用源。m错误！未找到引用源。≈mghB,近似验证了机械能守恒定律,或由错误！未找到引用源。m错误！未找到引用源。他合理结论也可以。 答案:(1)3.90 (2)见解析 5.(12分)(2014·宿州二模)某探究学习小组同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示装置,另外他们还找到了打点计时器所用学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。
若你是小组中一位成员,要完成该项实验,则 (1)你认为还需要实验器材有 。 (2)实验时为了保证滑块受到合力与沙桶总重力大小基本相等,沙和沙桶总质量应满足实验条件是 , 实验时首先要做步骤是 。 (3)在(2)基础上,某同学用天平称量滑块质量为M。往沙桶中装入适量细沙,用天平称出此时沙和沙桶总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出纸带上取两点,测出这两点间距L和这两点速度大小v1与v2(v1数学表达式为 。(用题中字母表示实验中测量得到物理量) 【解析】该实验中研究对象是滑块,目是比较合外力对滑块所做功与滑块动能增量关系。因为合外力不等于滑块重力,两端质量不可能“抵消”,所以要分别测出沙和沙桶、滑块质量,还要测出滑块移动距离,便于计算做功和速度。实验时应注意平衡摩擦力,以减小误差。从实验方便性上考虑要把沙和沙桶重力看作滑块合外力,故m远远小于M,故实验表达式为mgL=错误！未找到引用源。M错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。M错误！未找到引用源。。 答案:(1)天平、刻度尺 (2)沙和沙桶总质量远小于滑块质量 平衡摩擦力 (3)mgL=错误！未找到引用源。M错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。M错误！未找到引用源。 6.(12分)(2014·福州一模)如图甲所示是一位同学测福州重力加速度实验装置图。重物自由下落时由打点计时器打出一条纸带,在纸带上某一点标以“0”,并依次标出其余计数点间距离依次为s1、s2……sn,sn
表示第n-1个计数点到第n个计数点之间距离,如图乙所示。 (1)打点计时器应使用 (选填“交流”或“直流”)电源。 (2)实验时释放纸带和接通电源合理顺序是 (选填“A”或“B”)。 A.先释放纸带,再接通电源 B.先接通电源,再释放纸带 (3)图丙是依据纸带上实验数据绘制sn-n图像(n为计数点序号),其中A、B两点坐标分别为A(0,0.75),B(7,11.65)。设福州重力加速度为g,计数周期为T,则该直线斜率k与g、T关系是k= 。若T=0.04s,则福州重力加速度g= m/s2(保留三位有效数字)。 【解析】打点计时器必须使用交流电源;先接通电源,再释放纸带;匀加速直线运动位移差公式:sn-s0=ngT2,斜率k=gT2;错误！未找到引用源。=g×0.042,g=9.73m/s2。 答案:(1)交流 (2) B (3)gT2 9.73 7.(20分)如图a所示为“研究加速度与质量关系”实验装置。小车和车上砝码总质量为M,保持吊盘和盘中物块总质量m不变,主要实验步骤如下:
a.平衡摩擦力:先不放小吊盘,在长木板不带定滑轮一端下面垫薄木块,并反复移动其位置,直到用手轻拨小车,打点计时器能打出一系列均匀点,关闭电源。 b.挂上小吊盘,放入适当物块,将小车停在打点计时器附近,接通电源,后释放小车,打点计时器就在纸带上打下一系列点,关闭电源。 c.改变小车中砝码质量,重复步骤b。 d.在每条纸带上清晰部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点间距s1、s2、s3、…。求出相应加速度a。 完成下列填空: (1)如图给出是实验中获取一条纸带一部分,A、B、C、D、E是计数点,计数点间距离如图所示,相邻计数点间时间间隔为0.1s,根据图中数据可得,打下C点时小车瞬时速度大小为 m/s,运动过程中小车加速度大小为 m/s2。(结果保留两位有效数字)
(2)甲同学以错误！未找到引用源。为横坐标,a为纵坐标,在坐标纸上作出a -错误！未找到引用源。图线示意图如图b所示,图线上部弯曲原因是 。
(3)乙同学以M为横坐标,错误！未找到引用源。为纵坐标,在坐标纸上作出错误！未找到引用源。-M关系图线示意图可能会是图c中 (选填“甲”“乙”或“丙”) (4)设图c中图线斜率为k,则吊盘和盘中物块总质量m= 。(用题中物理量符号表示,重力加速度为g) 【解析】(1)vC=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。×10-2m/s=0.48 m/s a=错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。×10-2m/s2=0.79 m/s2 (2)当m质量很大时,已不满足m≪M条件,从而使图线上部弯曲。 (3)当M=0时,a=g,即错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,故应选甲。 (4)图线斜率k=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,故m=错误！未找到引用源。。 答案:(1)0.48 0.79 (2)没有满足M≫m (3)甲 (4)错误！未找到引用源。 8.(12分)(2014·漳州模拟)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度实验中:用游标卡尺测定摆球直径,测量结果如图所示,则该摆球直径为 cm。
某同学先测得摆线长为89.2cm,然后用秒表记录了单摆振动30次全振