二輪復習力學實驗專題

1、二輪復習力學實驗專題 -武漢一中 何靜力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則力學實驗2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則 原型 （2014年新課標全國卷） 某同學利用圖（a）所示實驗裝置即數字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質量m的對應關系圖，如圖（b）所示，實驗中小車（含發(fā)射器）的質量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質細繩和輕定滑輪，小車的加速度由

2、位移傳感器及與之相連的計算機得到，回答下列問題：（1）根據該同學的結果，小車的加速度與鉤碼的質量成 非線性 （填“線性”或“非線性”）的關系。（2）由圖（b）可知，圖線不經過遠點，可能的原因是 存在摩擦力 。（3）若利用本實驗裝置來驗證“在小車質量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應采取的改進措施是 調整軌道傾斜度以平衡摩擦力 ，鉤碼的質量應滿足的條件是 遠小于小車質量 。1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)力學實驗2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關

3、系5、驗證力的平行四邊形定則 創(chuàng)新 （2013年新課標全國卷）圖（a）為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數的實驗裝置示意圖。實驗步驟如下：用天平測量物塊和遮光片的總質量M，重物的質量m；用游標卡尺測量遮光片的寬度d；用米尺測量兩光電門之間的距離s；調整輕滑輪，使細線水平；讓物塊從光電門A的左側由靜止釋放，用數字毫秒計分別測出遮光片經過光電門A和光電門B所用的時間tA和tB,求出加速度a；多次重復步驟，求a的平均；根據上述實驗數據求出動擦因數?；卮鹣铝袨轭}：（1）測量d時，某次游標卡尺（主尺的最小分度為1mm）的示如圖（b）所示。其讀數為 cm。（2）物塊的加速度a可用d、s、tA和tB表示為：

4、（3）動摩擦因數可用M、m、和重力加速度g表示為：（4）如果細線沒有調整到水平.由此引起的誤差屬于 （填“偶然誤差”或”系統(tǒng)誤差”）。1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)系統(tǒng)誤差0.960力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）原型 1（2016年新課標全國卷）某同學用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出紙帶的一部分如圖（b）所示。該同學在實驗中沒有記錄交

5、流電的頻率，需要用實驗數據和其它題給條件進行推算。（1）若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用和圖（b）中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為 ，打出C點時重物下落的速度大小為 ，重物下落的加速度大小為 （2）已測得=8.89 cm，=9.50 cm，=10.10 cm；當重力加速度大小為9.80 m/，實驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出為 40 Hz。力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）原型 2

6、某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗，如圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W，當用2條、3條，完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致。每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。(1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、刻度尺和 交流電源。(2)木板傾斜的目的是為了 平衡摩擦力。(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是（B）A橡皮筋處于原長狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C小車在兩個鐵釘的連線處(4

7、)在正確操作情況下，打在紙帶上的點，并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶 GK 部分進行測量(根據上面所示的紙帶回答，填入相應段的字母)。(5)若Wv2圖象是一條過原點的傾斜的直線，則說明 W與v2成正比 。力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）創(chuàng)新（2013年新課標全國卷）某同學利用下述裝置對輕質彈簧的彈性勢能進行探究，一輕質彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）

8、所示。向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放。小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能?；卮鹣铝袉栴}：（1）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的 ：A.小球的質量m B.小球拋出點到落地點的水平距離sC.桌面到地面的高度hD.彈簧的壓縮量xE.彈簧原長l0（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek= 。（3）圖（b）中的直線是實驗測量得到的sx圖線。由圖（b）中給出的直線關系和Ek的表達式可知，Ep與x的 次方成正比。從理論上可推出，如果h不變。m增加，sx圖

9、線的斜率會 （填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，sx圖線的斜率會 （填“增大”、“減小”或“不變”）。力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）創(chuàng)新（2013年新課標全國卷）【解析】（1）根據小球被拋出時的動能表達式： ，需要測量小球的質量，A項正確；根據平拋運動的規(guī)律可以求出小球的初速度：水平方向：s=v0t，豎直方向： ，解得： ，所以需要測量小球拋出點到落地點的水平距離s和桌面到地面的高度h。（2）由（1）問所述可知s=v0t ，

10、 ， ， 聯(lián)立以上各式可得 ： 。（3） ，則 ，Ep= 故sx圖線的斜率與 成正比。若h不變m增加，則斜率減??；若m不變h增加，則斜率增大。由于sx圖線為直線，故Ep（x）2。力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則原型 如圖所示，用“碰撞實驗器“可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系：先安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重垂線所指的位置O接下來的實驗步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上重復多次，用盡

11、可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量( C )AA、B兩點間的高度差h1BB點離地面的高度h2C小球1和小球2的質量m1、m2D小球1和小球2的半徑r當所測物理量滿足表達式 （用所測物理量的字母表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律創(chuàng)新完成上述實驗后，某實驗小組對上述

12、裝置進行了改造，如圖2所示在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重復實驗步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點M、P、N用刻度尺測量斜面頂點到M、P、N三點的距離分別為l1、l2、l3則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為 （用所測物理量的字母表示） 3、探究碰撞中的不變量(研究平拋運動)m1OP=m1OM+m2ON力學實驗1、驗證牛頓運動定律(研究勻變速直線運動)2、 驗證機械能守恒 （探究動能定理）4、探究彈力和彈簧伸長量的關系5、驗證力的平行四邊形定則創(chuàng)新解析:根據動量守恒得，m1OP=m1OM+m2ON，所以除了測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量是小球1和小球2的質量m1、m2選C因為平拋運動的時間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞時平拋運動的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運動的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當所測物理量滿足表達