2025版正禾一本通高三一轮总复习物理-07任务群检测l练(七) 力学实验.docxVIP

任务群检测练(七)力学实验

1．某同学利用如图甲所示装置验证动量定理，器材包括：气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、天平、砝码盘和砝码等。用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，调节滑轮高度，使细绳保持与导轨平面平行。滑块在砝码和砝码盘的拉动下从气垫导轨的右边开始运动，与计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处光电门时的遮光时间t1、t2及遮光片从A到B所用时间Δt。测出砝码盘和砝码的总质量为m1、滑块(含遮光片)的质量为m2，已知重力加速度为g。

①用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示，则d＝____________mm；

②实验开始前，调节气垫导轨水平，即在滑块未连接轻绳时，开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间t1____________(选填“”“＝”或“＜”)t2；

③在遮光片随滑块从A到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力大小视为滑块所受的拉力大小，则拉力冲量的大小I＝____________，滑块动量变化量的大小Δp＝____________；(均用题中给定的字母表示)

④为尽量减小实验误差，本实验要求砝码盘和砝码的总质量m1____________(选填“远大于”“远小于”或“等于”)滑块(含遮光片)的质量m2。

解析：①游标卡尺读数为d＝1.1cm＋14×eq\f(1,20)mm＝11.70mm。

②实验开始前，需平衡摩擦力，则轻推滑块，滑块在导轨上做匀速直线运动，滑块上的遮光片分别经过两个光电门的遮光时间相等。

③如果将砝码和砝码盘所受重力大小视为滑块所受的拉力大小，则拉力冲量的大小I＝m1gΔt，滑块经过A时的速度为v1＝eq\f(d,t1)，滑块经过B时的速度为v2＝eq\f(d,t2)，滑块动量变化量的大小为Δp＝m2v2－m2v1＝m2deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t2)－\f(1,t1)))。

④对砝码盘和砝码、滑块(含遮光片)组成的整体，根据牛顿第二定律有m1g＝(m1＋m2)a，而对滑块有T＝m2a，联立解得T＝m1geq\f(1,1＋\f(m1,m2))，若要将砝码和砝码盘所受重力大小视为滑块所受的拉力大小，则需要满足m1?m2，即砝码盘和砝码的总质量m1远小于滑块(含遮光片)的质量m2。

答案：①11.70②＝③m1gΔt

m2deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,t2)－\f(1,t1)))④远小于

2．(2023·全国乙卷)在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤：

①用图钉将白纸固定在水平木板上。

②将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力F1和F2的大小，并________。(多选，填正确答案标号)

A．用刻度尺量出橡皮条的长度

B．用刻度尺量出两细线的长度

C．用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置

D．用铅笔在白纸上标记出两细线的方向

③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到________，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿细线标记此时F的方向。

④选择合适标度，由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作F1和F2的合成图，得出合力F′的大小和方向；按同一标度在白纸上画出力F的图示。

⑤比较F′和F的________，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

解析：②实验中保证两次操作使橡皮条产生相同的弹力作用，故应标记小圆环的位置以及每个力的大小和方向，力的大小由测力计读出，方向即为细线的方向，故C、D正确；橡皮条与细线的长度没必要测出，A、B错误。

③撤掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到已标记的小圆环位置，记录此时拉力F的大小和方向。

⑤比较F′和F的大小和方向，从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。

答案：②CD③标记位置⑤大小和方向

3．两实验小组的同学分别用图甲和图乙所示的装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。

(1)在图甲中，下落物体应选择密度______(选填“大”或“小”)的重物；在图乙中，两个重物的质量关系是m1______(选填“＞”“＝”或“＜”)m2。

(2)某同学采用图乙装置进行实验时，测出多个计数点对应的重物的速度大小v及对应重物m2上升的高度h，作出的eq\f(v2,2)-h图像如图丙所示，若图像的斜率k＝______(用含m1、m2和g的式子