2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练:15 力学实验 Word版含解析.pdf
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1、课时跟踪训练课时跟踪训练(十五十五) 1 某同学用两个弹簧测力计和重物 m 验证力的平行四边形定则 如图所示, 弹簧测力计 A 挂于固定点 P, 下端用细线挂一重物 m, 弹簧测力计 B 的一端用细 线系于 O 点,手持另一端向左拉,使结点 O 静止在某位置,分别读出弹簧测力 计 A 和 B 的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向 (1)实验中弹簧测力计示数的单位为 N,图中 A 的示数为_N. (2)若实验中发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程,为正常测量,需要进 行适量调整,调整过程中保持 PO 方向不变,以下操作可行的是_ A保持其他条件不变,手拉弹簧测力计 B
2、 绕 O 点顺时针转动 B保持其他条件不变,手拉弹簧测力计 B 绕 O 点逆时针转动 C保持其他条件不变,适当减小重物 m 的质量 D保持其他条件不变,适当增大重物 m 的质量 (3)分析实验时该同学怀疑弹簧测力计 A 因拉伸超出量程后读数不准而影响 实验结果,他改变弹簧测力计 B 拉力的过程中,结点 O 的轨迹被描在白纸上, 若两次记录 O 点轨迹如图中的两条虚线所示保证重物质量不变,沿两条不同 的轨迹运动到细线 OB 水平时,弹簧测力计 A 的弹力大小为 F1、F2,它们的大小 关系为 F1_F2,由图说明弹簧测力计 A 拉伸_(选填“超出”或 “未超出”)弹性限度 解析 (1)弹簧测力计
3、的最小刻度为 0.1 N,则 A 的读数为 3.60 N. (2)弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程,说明拉弹簧测力计 A 的力大了,可 行的方法是减小重物 m 的质量或减小 B 的拉力,而此时结点 O 在三力作用下平 衡,在重物 m 质量不变的情况下,只有让 B 绕 O 点顺时针旋转,故选 A、C. (3)由于两次 OB 水平时, 重物 m 没有变化, 合力是一定的, 故 B 的拉力不变, 因此测力计 A 两次的示数是相同的,即 F1F2,但图中两次 O 点的轨迹不重合, 表明测力计 A 拉伸超出了弹性限度 答案 (1)3.60 (2)AC (3) 超出 2(2018湖北省黄石市高三调研)在
4、某次动手实践活动中,指导老师要求同 学们利用手中的器材测量小物块与木板间的动摩擦因数, 某同学设计了如图所示 的实验装置 (1)实验时, 该同学用两块完全相同的木板AB、 CD组装成了如图所示的轨道, 其中 AB 倾斜,CD 水平,两木板连接处平滑相接将小物块从木块 AB 的某位置 由静止释放,小物块停止运动后,用毫米刻度尺测量小物块释放时距水平面的高 度 h 以及在木板 CD 上滑行的距离 x,为测得动摩擦因数,该同学还需要测量 _; (2)改变释放高度 h 进行多次实验,记录对应的 h1、x1,h2、x2,h3、x3, 之后以 x 为纵坐标,h 为横坐标描点作图,得到一条倾斜直线,斜率为
5、k,则小 物块与木板间的动摩擦因数为_(用测量量和 k 表示) 解析 (1)对小物块的整个运动过程由动能定理得 mghmgcos h sin mgx0, 整理得xh, 故实验过程中需要测量木板AB的倾角或由tan ( 1 1 tan ) 可知,还可以测量小物块释放时的位置在水平面的投影到 B 点的距离 l. h l (2)xh 图线的斜率 k ,解得 或由 tan ,得 . 1 1 tan 1 k 1 tan h l 1 k l h 答案 (1)木板AB的倾角或小物块释放时的位置在水平面的投影到B点的 距离 l (2)或 1 k 1 tan 1 k l h 3(2018河北保定实验中学模拟)如
6、图所示为测量物块与水平固定桌面之间 动摩擦因数的实验装置示意图,细线平行于桌面 用游标卡尺测出遮光片的宽度 d;用刻度尺测出两光电门之间的距离 s; 用天平测出物块和遮光片的总质量为 M,重物质量为 m. 让物块从光电门 A 的左方某位置由静止释放,测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间 tA和 tB; 根据上述实验数据求出动摩擦因数 . 回答下列问题: (1)测量 d 时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为 1 mm)的示数如图所示,其 读数为_mm. (2)摩擦因数 可用上述已知量、测量量和重力加速度 g 表示为 _.(均用字母表示) (3)遮光片通过光电门时的平均速度_遮光片竖直
7、中线通过光电门的 瞬时速度(选填“大于” 、“小于”或“等于”) 解析 (1)从图中可知游标上第 12 个刻度与 21mm 对齐,所以游标的零刻度 对应的整数部分应为 9mm 处,游标卡尺的读数为 9mm12mm9.60mm; 1 20 (2)由于遮光条通过光电门的时间极短, 可以用平均速度表示瞬时速度, 故 vA ,vB ,由运动学的导出公式:2asv v ,解得 a; d tA d tB 2 B2 A v2 Bv2 A 2s d2 2s( 1 t2 B 1 t2 A) 对 m:mgF拉ma,对 M:F拉MgMa,解得; mgMm( d2 2st2 B d2 2st2 A) Mg (3)遮光
8、片通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,而物块做加速 运动前一半的时间内位移小于后一半时间内的位移,所以时间到一半时,遮光片 的中线尚未到达光电门, 所以遮光通过光电门的平均速度小于遮光片竖直中线通 过光电门的瞬时速度 答案 (1)9.60 (2) mgMm( d2 2st2 B d2 2st2 A) Mg (3)小于 4(2018河南省郑州市高三调研)某同学利用如图甲所示的实验装置运用牛 顿第二定律测量滑块的质量 M.其主要步骤为: (1)调整长木板倾角, 当钩码的质量为 m0时滑块沿木板恰好向下做匀速运动 (2)保持木板倾角不变, 撤去钩码 m0, 将滑块移近打点计时器, 然后释放滑
9、块, 滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(已知打 点计时器每隔 0.02s 打下一个点) 请回答下列问题:(、两问均保留 3 位有效数字) 打点计时器在打下 B 点时滑块的速度 vB_m/s; 滑块做匀加速直线运动的加速度 a_m/s2; 滑块质量 M_(用字母 a、m0、当地重力加速度 g 表示) 解析 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度, 可以求出打纸带上 B 点时小车的瞬时速度大小 vBm/s xAC 4T 5.205.84 4 0.02 1.38m/s; 根据匀变速直线运动的推论公式 xat2可以知,加速度的大小: a10 2m/s2
10、x DExDCxBCxAB 4t2 7.076.455.845.20 4 0.04 3.88m/s2; 滑块做匀速运动时受力平衡,由平衡条件得:m0gMgsin f,撤去 m0 时的滑块的匀加速直线运动时,受到的合外力 : F合Mgsin f,由牛顿第二定 律得:F合Ma,解得:M. m0g a 答案 1.38 3.88 m 0g a 5(2018山东省临沂市高三三模)某探究小组利用传感器研究小球在摆动过 程中的机械能守恒规律,实验装置如图甲所示,用长为 L 不可伸长的轻质细线 悬挂一质量为 m 的实心金属小球,在悬点处装有拉力传感器,可记录小球在摆 动过程中各时刻的拉力值,小球半径可忽略不计
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