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1、必修二实验复习与相应练习题实验一：研究平抛运动一一. . 实验器材实验器材: : 斜槽、小球、木板、白纸（可先画上坐标格）、图钉、铅垂线、直尺、三角板、铅 笔等。二二. . 实验步骤实验步骤安装调整斜槽:用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，并使其末端保持水平；调整木板:用悬挂在槽口的铅垂线把木板调整到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直面平行且靠近,固定好木板；确定坐标轴:把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点 0,0即为坐标原点，再利用铅垂线在纸上画出通过O点的竖直线，即 y轴确定小球释放点:选择一个小球在斜槽上合适的位置由静止释放，使小球运动轨迹大
2、致经过白纸的右下角；描绘运动轨迹:把笔尖放在小球可能经过的位置上，如果小球运动中碰到笔尖，用铅 笔在该位置画上一点，用同样的方法,从同一位置释放小球，在小球运动路线上描下若 干点.三三. . 注意事项注意事项1、 应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小球的运动靠近坐 标纸但不接触；2、 小球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，在斜槽上释放小球的高度应适 当，使小球以合适的水平初速度抛出，其轨迹在坐标纸的左上角到右下角间分布，从而减小测量误差；3、 坐标原点（小球做平抛运动的起点）不是槽口的端点，应是小球在槽口时球心 在木板上的水平投影点。问题一：已知远点求速度问题二不知原点求
3、初速度实验二：探究功与物体速度变化的关系一实验器材：一实验器材：木板、小车、橡皮筋（若干）、打点 计时器、电源、纸带、钉子 2枚二实验步骤：二实验步骤：1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放 小车。3换用纸带，改用 2条、3条。同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮 筋拉长的长度相同。4由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功记为w,第二次，第三次。记为 2w, 3w5对测量数据进行估算，大致判断两个量的可能关系，然后以w为纵坐标，v或 v2（或其它）为横坐标作图三注意问题：测量由于橡皮筋做功而使小车获得的
4、速度v1问题：如何测量小车的速度？ 2问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用那些点来计算小车的速度?实验3:验证机械能守恒定律一实验器材一实验器材: :二实验步骤：二实验步骤：1、 将打点计时器固定在铁架台上，把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿 过打点计时器的限位孔。2、 用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近。然后先接通电源，再松开纸带， 让重物自由下落。3、 更换纸带，重复几次。4、 选择合适的纸带，处理数据。三实验原理：三实验原理：在自由落体运动中，若物体下落高度h时的速度为 v,则 mgh=l/2mv2四注意问题：四注意问题：1、安装打点计时器时，必须使两纸带限位孔在同一竖
5、直线上，以减小摩擦阻力。2、 应选用质量和密度较大的重物，增大重力可可使阻力的影响相对减小，增大密 度可以减小体积，可使空气阻力减小。3、选用纸带时应尽量挑选第一、二点间距接近2mm的点迹清晰且各点呈一条直 线的纸带。4如何测量物体的瞬时速度？做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度。练习题(一)研究平抛物体的运动研究平抛物体的运动1.在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹 ABC.已知物体是由原点 0水平抛出的，C点的坐标为(60, 45),则平抛物体的初速度为 vo=m/s,物体经过 B点时的速度 vB的大小为 vB=m/s.(取 g=10 m/s2
6、)j/cmj/cm2.一个学生在做平抛运动的实验时只描出了如图所示的一部分曲 线，于是他在曲线上任取水平距离 Ax相等的三点 a、b、c,量得 A x=0.10 m,又量得它们之间的竖直距离分别为hi =0.10 m,h2=0.20 m,取 g=10利用这些数据可以求出：(1) 物体被抛出时的初速度为 m/s;(2) 物体经过点 b时的竖直速度为 m/s.3.某同学做平抛运动实验时，在白纸片上只画出了表示竖直向下方向的y轴和平抛 物体运动轨迹的后一部分，而且漏标了抛出点的位置，如图所示.这位同学希望据此图能测出物体的初速度，请你给他出出主意：(1)简要说明据此图测定该物体初速度的方法.(2)需
7、要增加的测量工具有.(3)用测量出的物理量表示测量的结果：v0=.、14.如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，有一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 L=L25 cm.若小球在平抛运动过程 中的几个位置如图中的 a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的 计算式为 v=(用 L、g表示)，其值为(取g=9.8m/s2),小球在 b点的速度为.5.在“研究平抛物体的运动”的实验中：（1）使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查方法是 _（2）置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为 X轴和 y轴，竖直线是用 来确定的.（3） 验证实验得到的轨迹是否准确
8、的一般方法是：在水平方向从起点处取两段连 续相等的位移与曲线交于两点，作水平线交于y轴，两段 y辆位移之比为小球抛出点的位II 、c _为木,（4） 某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确 无误，只有一处失误，即是（5）该同学在轨迹上任取一点 M,测得坐标为（x,y）,则初速度的测量值为，真实值为验证机械能守恒定理1.如图 5-8-6所示，是本实验中选定的一条较理想的纸带，纸带上打出的点记录 了物体在不同时刻的,图中 A为打下的第一点，各相邻点间时间间隔 均为有关距离标示在图中，当打点计时器打 C点时，物体动能的表达式为;若以打 A点时重物位置为零势能位置，则打 C
9、点时，物体的机 械能表达式为LAfe图5-8-6图5-8-42.在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图5-8-4. 其中。是起始点，A、3、。是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺 测量。到 A、B、。各点的距离，并记录在图中（单位cm）.这三个数据中不符合有效数字读数要求的是，应记作 cm.该同学用重锤在0B段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s%他用 AC段的平均速度作为跟 3点对应的物体的即时速度，则该段重 锤重力势能的减少量为,而动能的增加量为,（均保留 3位有效数 字，重锤质量用 m表示）.这样验证的系统误差总是使重力势能
10、的减少量_ 动能的增加量，原因是.另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在03段的运动来验证 机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点。数起，图中的3 是打点计时器打下的第 9个点.因此他用VB=计算跟B点对应的物体的即时速 度，得到动能的增加量为,这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少 量动能的增加量，原因是.3.在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中，用天平称得重物的质量为m= 0.5kg,所用电源的频率为 50Hz,某同学通过正确的实验操作得到了一条理想 的纸带。纸带上打出的点如图所示（纸带上的0点是第一个打印点，A、B、C、 D、E分别是每打两个点的时间
11、作为计时单位取的记数点，图中数据单位为毫 米），已知当地的重力加速度g = 9.8m/s2o选择 B点为初始点，D点为终点，贝 U从 打下 B点到打下 D点的过程中，重物的重力势能的减少量为=J; 重物动能的增加量为碍=J-（保留 3位有效数字）Z0125.0195.0280.0：381.5单位:nm %497.54.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为 50H乙当地重力加 速度的值为 9.8m/s2,测得所用重物的质量为 1.0kg.甲、乙、丙三个同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上的第1、2两点距离分别为 0.18cm、0.19cm、0.25cm,可看出其中肯
12、定有一个同学在操作上有错误，错误同学是，错误操作 是.若按实验要求正确操作选 出纸带进行测量,量得连续三点 A、B、C到第一个点的距离分别为 15.55cm、 19.20cm、23.23cm,当打点计时器打 B点时，重物的重力势能减少量为 J,重物的动能增加量为 J（保留三位有效数字）.（参考答案）研究平抛物体的运动1、答案：2 2很解析：由平抛运动公式可得:s 60 x102时,2x45x10-2 vo= V g = nTB点的竖直坐标:m/s=2 m/s) m=0.2 mj_ i_ (40 x102)2yB=2 gt2=2 X10X( 22 +V 2vB= VV=7vo2 +2= A/22
13、+2X10X0.2 讪=2很 m/s,2、答案：1.0 1.5解析：(1) abc,水平距离相等，则对应相等的时间，设ab,bc,平抛运动时间均为 T.则由 AXTOT A h=h2-hl=gT2 得：T=0.1 s,/?, +vO=l.Om/s. (2)据匀变速直线运动 v=v 中时得：vby= 2T = 2x0.1m/s.3、答案：（1）画出三条两两之间等距离（Ax）的与 y轴平行的竖线，分别与轨 迹曲线交于 A、B、C三点，过这三点各作一条垂直于y轴的线.测量 A、B之间的 竖直距离 yl和 A、C之间的竖直距离 y2,根据以上数据可算出初速.（如图示）0.10 + 0.20m/s=1.
14、5（2）刻度尺(3) A4、答案：20.70 m/s 0.875 m/s解析：从图中所点位置特征可知，记录小球位置的时间间隔是相同的，设为T,在2竖直方向上，A s=gT2=L，在水平方向上，vO=T =2 何，又小球经过 b点的竖3L 3_直分速度 vbL=2T=，成，小球通过 b点的速度为 v=S。5、答案：(1)看小球在末端是否滚动+Vbl _ - -=应(2)重垂线(3)1 ： 3(4)坐标原点应建立在水平槽口正上方球心处，而该同学却错误地将坐标原点取 在槽口处(5) xby xL(y + 2 。为小球半径)解析：(1) (2)略(3)竖直方向小球做初速度为 0的匀加速直线运动，则两相
15、邻相等时间内的竖直 位移之比为 1 : 3.(4)略(5)初速为零的匀加速直线运动，在第 1和第 2个相邻相等时间内位移之比为1 g1 ： 3,任一点 M的坐标为(x,y)，则 y= 2 gt2,v0t=x,故 vO=x V 2、，因真正抛出点应 在球心处，故真实值为XL(E)(r 为小球半径)验证机械能守恒定理1、(1)位置(2)2 2Tm()2-mgS.(3)2 2T *2、 （DOC, 15.70 （2）1.22m, 1.20m,大于，v是实际速度，因为有摩擦生热，减少 的重力势能一部分转化为内能；（3）1.23m,小于，v是按照自由落体计算的，对应 的下落高度比实际测得的高度要大.3、
16、 0.914. 0.9084、 先放纸带后通电源，则物体在 1、2两点运动不是从静止开始的，不符合实验要求.若 =,则经过 0.02s 的时间，位移h = -gt1 2 =x9.8x0.02222=1.96xl0-3m = 0.196cm19 19不会超过 2.0mm.打 B点时，AEp =mghB =1.0 x9.8x19.2x10-2 =1.88J对应 B点速度=J =竺岂竺冬= 1.9M/S2T2x0.02动能增量1,1 ,EK =-m- = x 1.0 x1.92, = 1.84JA 22【答案】丙先放纸带后通电源1.88 1.841（ D ）探究做功与物体速度变化的关系是一个探究性实
17、验，探究的目 的是A、探究力与物体运动速度的关系B、探究力与物体运动加速度的关系C、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系2（ C ）对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开 这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一 次的多少倍，使用的方法是练习题（二）A、 用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s进行第 1次、第 2次、第 3次实验时，力对物体做的功就是W、2W、3WB、 让小车通过相同的距离，第 1次力为 F、第 2次力为 2F、第 3次力为 3F实验时，力对小车做的功就是 W、2W
18、、3WC、 选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2 条、3条同样的橡皮筋进行第 1次、第 2次、第 3次实验时，橡皮筋对物 体做的功就是 W、2W、3W D、 利用弹簧秤测量对小车的拉力 F,利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s,便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W3、 （ BC ）在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木 板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误 差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说 法正确的是A、 木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的
19、要求B、 木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应 等于小车受到的阻力C、 如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板的倾斜程度是符合 要求的D、 其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的4、 （ B）在探究功与物体速度变化关系的实验中，根据实验数据作出的W一 v图像，下列哪一个是符合实际的5、（ D ）在探究功与物体速度变化关系的实验中，下列叙述正确的是A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.实验中，橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍C.实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置D.每次实验都必须先接通电源，再让小车在橡皮筋
20、的作用下弹出6、某同学在探究功与物体速度变化关系的实验中，设计了如图（a）所示的实验，将纸固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器，先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方，然后接 通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上 得到的纸带如图（b）所示.O点为计时器打下的第一个点， 同学对数据进行了下列处理：取 OA=AB = BC,并根据刍 算出了 A、B、C三点的速度分别为 vA=0.12m/s, vB = O vC=0.21m/s.试根据以上数据大致判断重力所做的功 W。可知： 电：阻=1：2：3E,动能 2-3Eg= mVB =1,44m x 10 J1 , ,. =
21、 mv = 7.2mx 103 J(a)第6题(b)Ek3 = 5mvc =2.2m x 10-2 J7、（ ABD ）在验证机械能守恒定律的实验中，对于自由下落的重物, 列选择条件中可取的是；A.选用重物时，重的比轻的好B.选用重物时，体积小的比大的好C.选定重物后，为计算其动能、势能的变化量，需要称出它的质量D. 重物所受重力应远大于它所受的空气阻力和纸带受到打点计时器的阻力8、在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz,查得当地的重图7 -10-1力加速度 g=9. 8m / s2,实验中得到一条点迹清楚的纸带如图7-10-1所示，把第 一个点记作 O,另选连
22、续的 4个点 A、B、C、D作为测量的点，经测量 A、B、 C、D 各点到 O的距离分别为 62. 99 cm、70. 18 cm、77. 76 cm、85. 73cm.根 据以上数据，可知重物由。点运动到 C点，重力势能减少量等于J,动能的增加量等于 7.56m7.62mJ(取三位有效数字).在实验允许误差范围内，可，(可设重物质量为 m)认为重物下落过程中，机械能 守恒9、在本实验中，所用电源的频率为 50Hz,某同学选择了一条理想的纸带，用刻度 尺测量时各记数点位置对应刻度尺上的读数如图7-10-2所示(图中 O点是打点计时 器的第一个点，A、B、C、D、正分别是每打两个点的时间作为计时
23、单位取的记 数点)，试根据纸带求：(1)重锤下落的加速度；(2)若重锤质量为 m,求重锤从起始下落至 B点时，减少的重力势能；(3)重锤下落到 B点时的动能；(4)从(2)、(3)的数据可得出什么结论，产生误差的主要原因是什么a = = 9.38m/s2解 广,AEp =rngh = - - - OABCD$(|IjiI|(mm)o 125.0 195.0 280.5 381.5 498.0AE& =L顺=1.88w)(2)2在误差允许的范围内，机械能守恒.图7-10-210、在验证机械能守恒定律的实验中，若以v2 / 2为纵轴，以 h为横轴，根据 实验数据画出的 v2 / 2-h图线应是什么
24、形状才能验证机械能守恒定律?图线的斜率 表示什么？过坐标原点的一条直线斜率等于当地重力加速度 g11、在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学选得纸带如图.其中。是起 始点，A、B、C是打点计时器连续打下的 3个点.已知当地的重力加速度 g=9.80m/s2,则从。到 B的过程中重力势能的减少量为_1.22m,而动能的增加量为一一 L20m,（均保留 3位有效数字，重锤质量锤质量用 m表示）.这样 验证的系统误差总是使重力势能的减少量大于 动能的增加量，原因是_受到摩擦阻力作用.于）（大于.小于.等W O A B CW O A B C/9.51cm|/9.51cm|- in- in715.
25、70cm15.70cm12、（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，同学们选取了下述器材：打点计时器（或电火花计时器）纸带和复写纸片带铁夹的重锤（带铁架）导线若干天平. 和刻度尺 .（2）质量为 1kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动 过程，打点计时器所接电源为 50Hz 的交0AB.- - . 031.4 50.1第12题铁架台该同学多选了天平，漏选了 交流电源.70.6C125.4D流电源，纸带上。点为重锤自由下落时纸带打点的起点，选取连续的几个点为计数点A、B、C、D.各计数点 与。点距离如图所示，单位为 mm,重力加速度为 9.8m/s2,从开始下落算起，打点计时器记录
26、B点时，重锤速度 vB= 0.98m/s0.48J,重锤势能减少EP= 0.49J,重锤动能的增 EkB=13、（ A ）研究平抛物体的运动实验的目的是A.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的初速度B.描出平抛物体的运动轨迹，求出重力加速度C.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的运动时间D.描出平抛物体的运动轨迹，求出平抛物体的位移14.( A )在研究平抛物体的运动的实验中。下列说法中正确的是A.实验中要考虑减少小球与木板的摩擦B.实验中由于小球的位移不大所以摩擦力的影响较小、，可以忽略不计C.实验中小球受木板的摩擦力无法排除，但不会影响实验结果D.实验中小球受木板的摩擦力所产生的影响很
27、大。所以实验结果只是近似值15. ( A )在研究平抛物体的运动的实验中，为减小空气阻力对小球的影 响。听以选择小球时，应选择下列的A.实心小铁球B.空心铁球C.实心小木球D.以上三种球都可以16.( C )(2003 年上海市高考题)如图 5102所示，在研究平抛运动时，小 球 A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关 S,被电磁铁吸 住的小球 B 同时自由下落.改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的 A、B两球总是同时落地.该实验现象说明了A球在离开轨道后()A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运
28、动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动S H机n_ra图5-10-217.在研究平抛物体的运动实验中，进行斜槽安装时，要检查木板是否水平，其检查的方法是一将小球放在槽口处能静止；在竖直木板安装时，要用 重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直18.( A )关于探究做功与物体速度变化的关系探究结论，以下说法中 正确的是A.当物体的初速度为 0时，W表示力对物体所做的功，v表示物体获得的速度B.当物体的初速度为 0时，W表示力对物体所做的功，v表示物体速度的变化C.当物体的初速度不为 0时，W表示力对物体所做的功，v表示物体获得的速度D.当物体的初速度不为 0时，W表示力对物体所做的功，v表示物体速度的变
29、化19. 小车质量 30g,使用橡皮筋 16根，每次实验增加一根，实验中归、v、v2的数据已填在表格中，试作出图像。W01.002.003.004.005.00Vv200.641.211.642.343.103.27W/条巾00.801.101.281.531.761.89w/条A654321O654321O0 4 0.8 1 2 1.6 2 00 4 0.8 1 2 1.6 2 06.0020.在在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器没有完全竖直，使纸 带通过限位孔时受到阻力，同时在打点瞬间，纸带还受到针的阻力这样会造成j_2 mv2_mgh (选填：、)21.( D )在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列有关叙述正确的是： 用天平测出重锤的质量，以便计算动能与势能重锤的质量应尽可能选的小些，以减小空气对重锤的阻力打出的纸带中，选择点迹清晰的即可来测量打出的纸带中，除点迹要清晰，第一，二两点间的距离要接近2mm22.( C )在研究平抛运动的实验中，如果斜槽末端的切线方向不是水平的，即切线方向斜向上或斜向下，则测出初速度的结果是(A)切线斜向上时偏大，斜向下时偏小(C)切线斜向上或斜向下均偏小(B)切线斜向上时偏小，斜向下时偏大(D)切线斜向上或斜向下均偏大