2018年高考物理力学实验(热点难点突破)+Word版含解析.docVIP

力学实验（热点难点突破） 1．某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2，重力加速度为g.为了证 明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明． (1)下列必要的实验测量步骤是________． A．用天平测出运动小物体的质量m B．测出A、B两传感器之间的竖直距离h C．测出小物体释放时离桌面的高度H D．用秒表测出运动小物体由传感器A到传感器B所用时间Δt (2)若该同学用d和t1、t2的比值分别来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足_______关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的 机械能是守恒的． 2．如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示． (1)OD间的距离为________cm. (2)图乙是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示_____________，加速度大小为________m/s2(保留三位有效数字)． 解析　由图甲D点对应的数值可以读出OD之间的距离为1.20 cm.物体做匀 变速直线运动，位移和时间之间的关系为x＝v0t＋at2，可见在x-t2图象中的 斜率表示加速度的一半，可得加速度为0.933 m/s2. 答案　(1)1.20　(2)加速度的一半(或)　0.933 3．某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律:在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m，滑块可沿米尺自由下落．在米尺上还安装了一个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框A，线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示．把滑块从米尺的0刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U.改变h，调整线框的位置， 多做几次实验，记录各次的h，U. (1)如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线________(选填“Uh”或“U2h”)更容易得出结论． (2)影响本实验精确程度的因素主要是____________________________(列举一点即可)． 解析　(1)由mgh＝mv2得v＝，根据法拉第电磁感应定律得U＝BLv＝BL，则U2＝2B2L2gh，每次滑落时B、L相同，故U2与h成正比，如果 采用图象法对得出的数据进行分析论证，线性图线会更直观，故用U2h图象； (2)由于空气阻力等影响，使滑块下落时减少的重力势能不能完全转化为动能从而带来实验误差． 答案　(1)U2h　(2)空气阻力(或电磁感应损失机械能) 4．在“探究加速度与质量的关系”的实验中 (1)备有器材：A.长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、 小车、砝码;D.装有细砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺．还缺少的一件器材是______________． (2)实验得到如图(a)所示的一条纸带,相邻两计数点的时间间隔为T；B、C间 距s2和D、E间距s4已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为__________． (3)同学甲根据实验数据画出如图(b)所示a图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为______kg；(g取10 m/s2) (4)同学乙根据实验数据画出了图(c)，从图线可知乙同学操作过程中可能 _____________________． 解析　(1)本题要测量小车的质量，则需要天平，所以还缺少的一件器材是天平； (2)根据逐差法得：s4－s2＝2aT2 解得a＝. (3)根据牛顿第二定律可知，a＝，则F即为a图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m′g＝F＝ N＝0.2 N，解得m′＝0.02 kg. (4)由图(c)可知,图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，可知平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力． 答案　(1)天平　(2)a＝　(3)0.02(0.018～0.022均正确)　(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 5．某兴趣小组的同学看见一本物理书上说“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，形变量为x时弹性势能为Ep＝kx2”，为了验证该结论就尝试用“研究加速度与合外力、质量关系”的实验装置(如图甲)设计了以 下步骤进行实验． 实验步骤： A．水平桌面上放一长木板，其左端固定一弹簧，通过细绳与小车左端相连，小车的右端连接打点计时器的纸带； B．将弹簧拉伸x后用插销锁定，测出其伸长量x； C．打开打点计时器的电源开关后,拔掉插销解除锁定，小车在弹簧作用下运动到左端； D．选择纸带上某处的A点测出其速度v； E．取不同的x重复以上步骤多次，记录数据并利用功能关系分析结论． 实验中已知