終極猜想11力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)

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1、終極猜想十一　力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)(本卷共6小題，滿分60分．建議時間：30分鐘)命題老師寄語力學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考中必考內(nèi)容，主要考查利用打點(diǎn)計時器得到的紙帶數(shù)據(jù)求速度和加速度以及實(shí)驗(yàn)原理．為了訓(xùn)練方便，我們把力學(xué)實(shí)驗(yàn)分成力學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)和力學(xué)實(shí)驗(yàn)(二)兩部分，每部分設(shè)置六個題目．【題組1】　紙帶數(shù)據(jù)的處理1．在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50Hz，記錄小車做勻變速直線運(yùn)動的紙帶如圖1所示，在紙帶上選擇清晰的點(diǎn)并標(biāo)注為0～5六個計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)沒有畫出．紙帶旁并排放著帶有最小刻

2、度為毫米的刻度尺，零點(diǎn)跟“0”計數(shù)點(diǎn)對齊．由圖可以讀出1,3,5三個計數(shù)點(diǎn)跟“0”點(diǎn)的距離d1，d3，d5，請將測量值填入下表中．圖1距離d1d3d5測量值/cm通過計算可求得小車通過計數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時速度為____m/s；通過計數(shù)點(diǎn)“4”的瞬時速度為________m/s；小車的加速度是________m/s2.解析　根據(jù)刻度尺的讀數(shù)方法知，d1＝1.20cm，d3＝5.40cm，d5＝12.00cm.則：v2＝＝0.21m/s，v4＝＝0.33m/s，a＝＝0.60m/s2.答案　1.20cm　5.40cm　12.00cm

3、　0.21　0.33　0.602．請將下列實(shí)驗(yàn)步驟或結(jié)果補(bǔ)充完整：在“研究彈簧形變與外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”中，取一待測彈簧，將彈簧自由懸掛測出其長度，在其下端豎直懸掛鉤碼，穩(wěn)定后測出彈簧的長度，并記錄________________．改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)上述步驟．某同學(xué)在如圖2所示的坐標(biāo)系中，根據(jù)外力F與彈簧形變x的數(shù)據(jù)標(biāo)出了五個點(diǎn)．請你在圖中描繪出相應(yīng)的F—x圖象，根據(jù)圖象求出彈簧的勁度系數(shù)為______N/m.(保留兩位有效數(shù)字)圖2解析　由物體的平衡條件可知：鉤碼的重力等于彈簧的拉力；根據(jù)圖象中點(diǎn)跡連線，由胡克定律可知：圖線的斜

4、率大小等于該彈簧的勁度系數(shù)，則k＝19N/m.答案　鉤碼個數(shù)(或鉤碼總質(zhì)量、鉤碼總重量)F—x圖線如圖　193．在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量為m＝200g的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖3所示．O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個連續(xù)點(diǎn)．已知打點(diǎn)計時器每隔T＝0.02s打一個點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝9.8m/s2，那么圖3(1)計算B點(diǎn)瞬時速度時，甲同學(xué)用v＝2gsOB，乙同學(xué)用vB＝.其中所選擇方法正確的是________(填“甲”或“乙”)同學(xué)．(2)

5、同學(xué)丙想根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)一步計算重物和紙帶下落過程中所受的阻力，為此他計算出紙帶下落的加速度為________m/s2，從而計算出阻力f＝______N.(3)若同學(xué)丁不慎將上述紙帶從OA之間扯斷，他僅利用A點(diǎn)之后的紙帶能否實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的？________.(填“能”或“不能”)解析　(1)由于紙帶與限位孔之間有摩擦，故重物下落時的加速度小于重力加速度，利用vB＝計算B點(diǎn)瞬時速度的方法正確．(2)根據(jù)yBC－yAB＝aT2可得a＝9.5m/s2，由牛頓第二定律可得mg－f＝ma，解得f＝0.06N.(3)根

6、據(jù)ΔEp＝ΔEk即重物重力勢能的減少量等于其動能的增加量可知，能實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的目的．答案　(1)乙　(2)9.5　0.06　(3)能4．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的原理如圖4所示．圖4(1)實(shí)驗(yàn)所需的器材有：附有定滑輪的長木板、打點(diǎn)計時器、紙帶和復(fù)寫紙、低壓學(xué)生電源、小車、砝碼、小桶、沙子、細(xì)繩、________和________．(2)下列說法中正確的是________．A．平衡摩擦力時，要用細(xì)繩把裝沙的小桶通過定滑輪拴在小車上B．平衡摩擦力后，如果改變了小車上砝碼的數(shù)量，應(yīng)重新平衡摩擦力C．要將小桶和沙子

7、的總重力mg當(dāng)做小車(質(zhì)量為M)受到的細(xì)繩拉力，必須使M?mD．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先接通電源再釋放小車(3)某學(xué)生保持小車及砝碼的質(zhì)量不變，測得5組小車加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示，請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在如圖5坐標(biāo)紙上作出a—F圖線．圖5F(N)0.200.300.400.500.60a(m/s2)0.100.210.290.320.49①該圖線沒有通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是________．②該圖線的斜率所表示的意義是________．解析　(1)測量長度時要用刻度尺，要知道小桶及沙子的質(zhì)量，需要用天平．(2)平衡摩擦力以后，在后面的

8、實(shí)驗(yàn)過程中，不需要再平衡摩擦力．要使小桶和沙子的總重力mg當(dāng)做小車的拉力，應(yīng)滿足小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m.要能獲得較多的紙帶上的點(diǎn)，應(yīng)先接通電源后釋放小車．(3)aF圖象如圖所示．①圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．②由牛頓第二定律知mg＝Ma[或m