2019高考物理探究性实验-力学实验专题.doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 力学实验专题1、如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_不变,用钩码所受的重力作为_,用DIS测小车的加速度。(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是()(A)小车与轨道之间存在摩擦(B)导轨保持了水平状态(C)所挂钩码的总质量太大(D)所用小车的质量太大2.(10分)(注意:在试卷上作答案无效)某同学为了探究物体在斜
2、面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。实验步骤如下: 用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m; 用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2; 将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1 重复步骤数次,并求挡光时间的平均值; 利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值; 多次改变斜面的倾角,重复实验步骤,做出f-关系曲线。(1) 用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g)
3、: 斜面倾角的余弦= ; 滑块通过光电门时的速度v= ; 滑块运动时的加速度a= ; 滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ;(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d= 。答案(1)(2)3.62cm【解析】(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示 根据三角形关系可得到,根据根据运动学公式,有,即有根据牛顿第二定律,则有.(2) 在游标卡尺中,主尺上是3.6cm,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6cm+0.11mm=3.61cm或者3.62cm也对.打点计时器滑块砝码托盘3、(2008宁夏卷)、物理
4、小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。说明:关于纸带的计算 1.401.892.402.883.393.884.37单位 cm01234567上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度
5、a (保留三位有效数字)回答下列两个问题: 为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 (填入所选物理量前的字母) A木板的长度l B木板的质量m1 C滑块的质量m2 D托盘和砝码的总质量m3 E滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是 滑块与木板间的动摩擦因数 (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)与理论值相比,测量的动摩擦因数 (填“偏大”或“偏小” )写出支持你的看法的一个论据: 答:0.4950.497 m/s2; CD; 天平;对滑块和砝码盘由牛顿第二定律 偏大;打点计时器振动时会对纸带产生阻力,使测得的加速度偏小,因而使测量的偏大。问题:你不觉得这个实验太麻烦了吗
6、?这个实验能否简化呢?怎样简化?4、(2003江苏物理第12题)实验装置如图1所示:一木块放在水平长木板上,左侧栓有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下,木块在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图2给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的摩擦因数。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。(打点计时器所用交流电频率为50Hz,不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2)打点计时器纸带图1纸带运动方向7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.
7、81 4.31图2单位:cm【解析】由给出的数据可知,重物落地后,木块在连续相等的时间T内的位移分别是:s1=7.72cm,s2=7.21cm,s3=6.71cm,s4=6.25cm,s5=5.76cm,s6=5.29cm,s7=4.81cm,s8=4.31cm 以a表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有,又知T=0.04s,解得a=-3.0m/s2。重物落地后木块只受摩擦力的作用,根据牛顿第二定律有:-mg=ma,解得=0.30。【答案】根据图2中数据利用逐差法得=-3.0m/s2。由-mg=ma,解得=0.30。【点评】此题考查摩擦力定律、逐差法、牛顿第二定律及其相关知识点。问题:还可以
8、怎样简化。2013年新课标卷(改造了2008年宁夏卷的实验题)评价:现代科技的应用也是为了简化实验。5、(2007广东卷)如图11(a)所示,小车放在斜面上,车前端栓有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。图11(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示。(a)2.722.822.922.982.822
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