2009届高考物理复习 力学探究实验专练.doc

用心爱心专心力学探究实验专练1．学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。Ⅰ．理论探究：根据牛顿运动定律和有关运动学公式，推导在恒定合外力的作用下，功与物体动能变化间的关系，请在答题纸上对应位置写出你的推导过程。Ⅱ．实验探究：①某同学的实验方案如图乙所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：a．_______▲___；b．_▲____；②如图丙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打C点时小车的速度为▲；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有▲。丙ABCDEF△x1△x2△x3△x4△x5答案：推导（2分）：牛顿第二定律得F合＝ma，由运动学公式得v22－v12=2ax，由功的定义式W合＝F合x，三式联立得W合＝Ⅱ①a.平衡摩擦力（1分）b.钩码的重力远小于小车的总重力（1分）②（2分，其它正确也得分）钩码的重力和小车的总质量（2分）2．物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能．转动动能的大小与角速度大小有关，为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系，某同学设计了下列一个实验，即研究砂轮的转动．先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服轮边缘的摩擦阻力做功，砂轮最后停下来，测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n，实验中得到几组n和ω的数值见下表：（砂轮直径d=10cm，转轴间摩擦力大小N）n52080180320ω/（rads-1）0.51234Ek（J）▲▲▲▲▲（1）根据功能关系，请你帮他计算出砂轮每次脱离动力时的转动动能，并填入表格内；（2）利用实验数据，请你帮他确定此砂轮的转动动能与角速度大小定量关系式是▲．答案：解：（1）-f（nπd）=0-Ek代入数据，得Ek=0.1n分别填：0.5、2、8、18、32（直接填数据，正确的不扣分）（2）Ek=2ω2评分说明：第（1）问5分；第（2）4分。共计9分。yxOabcde3．在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中，打点计时器接在50HZ的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D、E、F六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出）．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为a、b、c、d、e段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v-t关系的图线，从而求出加速度的大小．ABCDEF⑴请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在右图上)，并指出哪个轴相当于v轴？答：；⑵从第一个计数点开始计时，为求出0.15s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：；yOabcdeyxOabcde或⑶若测得a段纸带的长度为2.0cm，e段纸带的长度为10.0cm，则可求出加速度的大小为m/s2．答案：（10分）⑴v－t图线如图所示（2分）y轴相当于v轴（2分）⑵b(3分)⑶2.0(3分)4.某研究性学习小组欲探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系．实验室提供如下器材：A．表面光滑的长木板（长度L）；B．小车；C．质量为m的钩码若干个；D．方木块（备用于垫木板）；E．米尺；F．秒表。（1）实验过程：第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系．实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端用时t，就可以由公式a=_____________求出a，某同学记录了数据如下表所示：质量时间t次数MM+mM+2m11.421.411.4221.401.421.3931.411.381.42根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间___________（填“改变”或“不改变”），经过分析得出加速度和质量的关系为_________．第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系．实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=h/L．某同学记录了高度h和加速度a的对应值如下表：L(m)1.00h(m)0.100.200.300.400.50sinα=h/L0.100.200.300.400.50a(m/s2)0.9701.9502.9253.9104.900请先在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图，然后根据所作的图线求出当地的重力加速度g=____________．进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为