2019年高考物理二轮复习专题五实验技能与创新第13讲力学实验与创新练案.doc

6专题五第13讲力学实验与创新限时：40分钟1．(2018·陕西省宝鸡市模拟)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B。滑块上固定一遮光条滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连传感器下方悬挂钩码每次滑块都从A处由静止释放。(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示则d＝__2.30___mm。(2)实验时将滑块从A位置由静止释放由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t若要得到滑块的加速度还需要测量的物理量是__遮光条到光电门的距离L(或A、B间的距离)___。(3)改变钩码质量测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t通过描点作出__eq\f(1t2)－F__(填“t2－F”“eq\f(1t)－F”或“eq\f(1t2)－F”)的线性图象。[解析](3)由题意可知该实验中保持小车质量M不变因此有v2＝2aL其中v＝eq\f(dt)a＝eq\f(FM)即eq\f(d2t2)＝2·eq\f(FM)·L得eq\f(1t2)＝eq\f(2LMd2)·F。2．(2018·厦门市高三下学期第二次质量检测)如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层每层左右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左右塔轮通过皮带连接并可通过改变皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处A、C到塔轮中心的距离相等。两个小球随塔轮做匀速圆周运动向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。(1)在该实验中应用了__B___来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。A．理想实验法B．控制变量法C．等效替代法(2)用两个质量相等的小球放在A、C位置匀速转动时左边标尺露出1格右边标尺露出4格则皮带连接的左右塔轮半径之比为__2∶1___。[解析](1)向心力和三个因素有关所以需要控制其中两个恒定改变第三个量从而来研究向心力和它们的关系故采用了控制变量法B正确；(2)同一条皮带相连则A、C线速度相同故eq\f(ωArAωCrC)＝1根据题意可知塔轮向心力之比为1∶4并且塔轮的半径相同A、C转动和各自的塔轮角速度相同故eq\f(mω\o\al(2A)rmω\o\al(2C)r)＝eq\f(14)可知eq\f(ωAωC)＝eq\f(12)故eq\f(rArC)＝eq\f(21)。3．(2018·陕西省渭南韩城市高三下学期第三次模拟)为了探究质量一定时加速度与力的关系一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量m为砂和砂桶的质量(滑轮质量不计)(1)实验时一定要进行的操作或保证的条件是__BCD___。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器先接通电源再释放小车打出一条纸带同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量打出几条纸带E．为减小误差实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有一个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电根据纸带可求出小车的加速度为__1.3___m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数为横坐标加速度为纵坐标(纵、横坐标轴单位长度相等且都为国际单位)画出的a－F图象是一条直线图线与横轴的夹角为θ求得图线的斜率为k则小车的质量为__D___．A．2tanθB．eq\f(1tanθ)C．kD．eq\f(2k)[解析](1)A、E项：本题拉力可以由弹簧测力计测出不需要用天平测出砂和砂桶的质量也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量故A、E错误；B项：该题是弹簧测力计测出拉力从而表示小车受到的合外力故需要将带滑轮的长木板右端垫高以平衡摩擦力故B正确；C项：打点计时器运用时应先接通电源待打点稳定后再释放纸带该实验探究加速度与力和质量的关系要记录弹簧测力计的示数故C正确；D项：改变砂和砂桶质量即改变拉力的大小打出几条纸带研究加速度随F变化关系故D正确。(2)由于两计数点间还有1个点没有画出故两点之间的时间间隔为T＝2×0.02s＝0.04s根据逐差法a＝eq\f(x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x19T2)＝eq\f(3.8＋3.3＋2.8－2.3＋1.9＋1.49×0.042)×10－2m/s2＝1.3m/s2。(3)根据2F＝maa＝eq\f(2m)