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1、二轮复习力学实验专题二轮复习力学实验专题 -武汉一中 何静力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)2、验证机械能守恒 （探究动能定理）3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则力学实验力学实验力学实验力学实验2、验证机械能守恒 （探究动能定理）3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则 原型原型原型原型 （20142014年新课标全国卷年新课标全国卷）某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，
2、实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 非线性 （填“线性”或“非线性”）的关系。（2）由图（b）可知，图线不经过远点，可能的原因是 存在摩擦力 。（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 ，钩码的质量应满足的条件是 远小于小车质量。1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)力学实验力学实验力
3、学实验力学实验2、验证机械能守恒 （探究动能定理）3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则 创新创新创新创新 （20132013年新课标全国卷年新课标全国卷）图（a）为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下：用天平测量物块和遮光片的总质量M，重物的质量m；用游标卡尺测量遮光片的宽度d；用米尺测量两光电门之间的距离s；调整轻滑轮，使细线水平；让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB,求出加速度a；多次重复步骤，求a的平均；根据上述实验数据求出动擦因数。回答下
4、列为题：（1）测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示如图（b）所示。其读数为 cm。（2）物块的加速度a可用d、s、tA和tB表示为：（3）动摩擦因数可用M、m、和重力加速度g表示为：（4）如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 （填“偶然误差”或”系统误差”）。1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)系统误差0.960力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则2、验证机械能守恒 （探究动能定理）原型原型原型原型 1 1 1 1（20162016年新
5、课标全国卷年新课标全国卷）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20 Hz、30 Hz和40 Hz。打出纸带的一部分如图（b）所示。该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其它题给条件进行推算。（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为 ，打出C点时重物下落的速度大小为 ，重物下落的加速度大小为 （2）已测得=8.89 cm，=9.50 cm，=10.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。
6、由此推算出为 40 Hz。力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则2、验证机械能守恒 （探究动能定理）原型原型原型原型 2 2 2 2某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验，如图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开
7、关、刻度尺和 交流电源。(2)木板倾斜的目的是为了 平衡摩擦力。(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是（B）A橡皮筋处于原长状态B橡皮筋仍处于伸长状态C小车在两个铁钉的连线处(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带 GK 部分进行测量(根据上面所示的纸带回答，填入相应段的字母)。(5)若Wv2图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明 W与v2成正比。力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探
8、究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则2、验证机械能守恒 （探究动能定理）创新创新创新创新（20132013年新课标全国卷年新课标全国卷）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的 ：A.
9、小球的质量m B.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量xE.弹簧原长l0（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=。（3）图（b）中的直线是实验测量得到的sx图线。由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与x的 次方成正比。从理论上可推出，如果h不变。m增加，sx图线的斜率会 （填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，sx图线的斜率会 （填“增大”、“减小”或“不变”）。力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形
10、定则2、验证机械能守恒 （探究动能定理）创新创新创新创新（20132013年新课标全国卷年新课标全国卷）【解析】（1）根据小球被抛出时的动能表达式：，需要测量小球的质量，A项正确；根据平抛运动的规律可以求出小球的初速度：水平方向：s=v0t，竖直方向：，解得：，所以需要测量小球抛出点到落地点的水平距离s和桌面到地面的高度h。（2）由（1）问所述可知s=v0t ，联立以上各式可得：。（3），则 ，Ep=故sx图线的斜率与 成正比。若h不变m增加，则斜率减小；若m不变h增加，则斜率增大。由于sx图线为直线，故Ep（x）2。力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)2
11、、验证机械能守恒 （探究动能定理）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则原型原型原型原型 如图所示，用“碰撞实验器“可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3
12、：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量(C)AA、B两点间的高度差h1BB点离地面的高度h2C小球1和小球2的质量m1、m2D小球1和小球2的半径r当所测物理量满足表达式 （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律创新创新创新创新完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M、P、N用刻度尺测量斜面
13、顶点到M、P、N三点的距离分别为l1、l2、l3则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用所测物理量的字母表示）3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动)m1OP=m1OM+m2ON力学实验力学实验力学实验力学实验1、验证牛顿运动定律(研究匀变速直线运动)2、验证机械能守恒 （探究动能定理）4、探究弹力和弹簧伸长量的关系5、验证力的平行四边形定则创新创新创新创新解析:根据动量守恒得，m1OP=m1OM+m2ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2选C因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞时平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该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，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON，说明两球碰撞遵守动量守恒定律碰撞前，m1落在图中的P点，设其水平初速度为v1小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中M点，设其水平初速度为v1，m2的落点是图中的N点，设其水平初速度为v2设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律得 LPsin gt2，LPcos=v1t解得 ，同理 ，可见速度正比于 ，所以只要验证 即可3、探究碰撞中的不变量(研究平抛运动)