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(3)偏大2/36原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!【解析】(1)滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,所以滑块与纸带上点迹较疏的一端相连,即滑块与纸带的右端相连.(2)根据逐差法求得加速度大小为a=m/s2==ma,解得μ=.(3)由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦,导致摩擦力变大,测量的动摩擦因数与真实值相比偏大.【典例分析2】(2021·吉林“五地六校”合作体联考)如图甲所示装置可以进行以下实验:A.“研究匀变速直线运动”B.“验证牛顿第二定律”C.“研究合外力做功和物体动能变化关系”(1)在A、B、C这三个实验中,__________需要平衡摩擦阻力。(2)已知小车的质量为M,盘和砝码的总质量为m,且将mg视为细绳对小车的拉力,为此需要满足m?、B、C三个实验中,________不需要满足此要求。(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系”这个实验,由此可求得如图乙纸带上(纸带上除O点以外的其他点为连续点且相邻两点时间间隔为T)由O点到D点所对应的运动过程中,盘和砝码受到的重力所做功的表达式W=________,该小车动能改变量的表达式ΔEk=__________________。由于实验中存在系统误差,所以W________ΔEk(选填“小于”“等于”或“大于”)。【答案】(1)BC (2)A (3)mgx4 大于【解析】(1)在A、B、C这三个实验中,“验证牛顿第二定律”和“研究合外力做功和物体动能变化关系”都需要平衡摩擦阻力。(2)A、B、C三个实验中,实验A只需要小车做匀加速运动即可,不需要满足此要求。3/36原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(3)纸带上由O点到D点所对应的运动过程中,盘和砝码受到的重力所做功的表达式:W=mgx4;打D点时的速度:vD=,则小车动能的改变量ΔEk=M()2=;由于实验中存在系统误差,所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的改变量ΔEk。【提分秘籍】(1)区分计时点和计数点:“每五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的说法是等效的,T=5×=.(2)涉及打点计时器的实验均是先接通打点计时器的电源,待打点稳定后,.(频闪照相和纸带记录的物理量相同)(1)判断物体的运动性质.①若Δx=0,则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动.②若Δx不为零且为定值,则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动.(2),求打某一点时物体的瞬时速度,只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn+1,则打n点时的速度vn=.(3)求加速度①用“逐差法”求加速度如图所示因为a1=,a2=,a3=,所以a==.②v-t图象求加速度4/36原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!可以根据纸带计算出各计数点的速度,画出v-,a=.【强化训练】1.(2020·安徽省定远重点中学高三期末)利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验.(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有________.(选填器材前的字母) (2)、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、,已知当地重力加速度为g,,重锤重力势能的减少量ΔEp=________,动能的增加量ΔEk=________.(3)在实验过程中,,,先接通打点计时器的电源,,可测量该点到O点的距离h,再根据公式v=计算,,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度(4)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-,从理论上分析,合理的v2-,侵权必究!【答案】:(1)AC (2)mghB (3)BD (4)A【解析】:(1)为了减小阻力的影响,选择质量较大、体积较小的重锤,故A正确,B错误;在该实验中需要测量点迹间的距离,需要刻度尺,不需要游标卡尺,故C正确,D错误;打点计时器可以记录时间,不需要秒表,.(2)从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量ΔEp=mghB,B点的速度为vB=,则增加的动能为ΔEk=mv=.(3)释放重锤前应使纸带保持竖直且重锤应尽量靠近打点计时器,故A错误;实验时,应先接通电源,再释放纸带,故B正确;为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可以根据纸带上某段时间内的平均速度等于瞬时速度求出,故C错误;用刻度尺测量某点到起始点O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度,故D正确.(4)若机械能守恒,有mgh=mv2,则v2=2gh,可知v2-h图线为过原点的一条倾斜直线,.【典例分析3】(2021·北京市普通高中学业水平等级考试,15)在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中,做如下探究:(1)为猜想加速度与质量的关系,可利用图6所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把两条细线按在桌上,使小车静止。抬起板擦,小车同时运动,一段时间后按下板擦,小车同时停下。对比两小车的位移,可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件,下列正确的是:________(选填选项前的字母)。,,,钩码质量不同(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系,设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据,如下表所示。在图所示的坐标纸上已经描好了6组数据点,请将余下的一组数据描在坐标纸上,并作出a-图像。6/36原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!次数1234567a/(m·s-2).(3)在探究加速度与力的关系实验之前,需要思考如何测“力”。请在图中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量,下列说法正确的是:________(选填选项前的字母)。,,,,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力【答案】(1)B (2)见解析图(3)示意图如解析图 AD【解析】(1)为了探究加速度与质量的关系,必须控制小车所受拉力相同,而让小车的质量不同,所以钩码质量相同,故B正确。(2)数据描点和a-图像如图所示8/36原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!(3)小车受垂直桌面向上的支持力,竖直向下的重力,沿绳方向的拉力,平行桌面的摩擦力,如图:使小车沿倾角合适的斜面运动,小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力,则小车受力可等效为只受绳的拉力,故A正确;若斜面倾角过大,重力沿斜面的分力大于摩擦力,小车所受合力将大于绳的拉力,不利于简化“力”的测量,故B错误;对砂和砂桶,根据牛顿第二定律mg-T=ma,由此可知加速度越小,砂和砂桶的重力越接近绳的拉力,故C错误,D正确。【题型二】弹簧、橡皮条类实验【典例分析1】(2020·四川雅安中学开学考试)两个实验小组做了如下两个实验,请回答下列问题:Ⅰ.一个实验小组利用图甲实验装置进行“探究求合力的方法”实验.(1)、F2和合力F的过程中,,、,F1、F2间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示,由图可知拉力的大小为________N.(3) Ⅱ.另一个实验小组在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学的实验情况如图丙所示,其中A为固定橡皮条的图钉,9/36原创原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.(1)本实验中,、、,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度(2)本实验采用的是等效替代法,但若将细绳也换成橡皮条,则实验结果是否会发生变化?答:________(选填“变化”或“不变化”).(3)为了完成实验,在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮条时, (4)若保持结点O的位置及OB绳方向不变,而将OC顺时针缓慢转动一小角度,其他操作均正确,【参考答案】Ⅰ.(1)AC (2) (3)C Ⅱ.(1)BD (2)不变化(3)ACD (4)BC【名师解析】Ⅰ.(1)要保证两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力效果相同,橡皮条要沿相同方向且伸长量相同,则O点的位置应固定,选项A正确;本实验是在水平面作力的图示,为了减小误差,弹簧测力计必须保持与木板平行,橡皮条及挂钩码的细绳必须在同一平面内,弹簧测力计拉细线时,拉力方向不一定要竖直向下,选项B错误;在测量的过程中F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程,否则误差比较大,选项C正确;本实验只要使两次效果相同就行,两个弹簧测力计拉力的方向没有限制,并非一定要夹角为90°不变,选项D错误.(2)由题图乙弹簧测力计的指针指示可知,.(3)本实验中,合力产生的效果与两个分力产生的效果是相同的,所以采用的科学方法是等效替代法,选项C正确.Ⅱ.(1)根据平行四边形定则可知两个分力的夹角太小将会导致合力过大,使用一个弹簧测力计拉橡皮条时,拉力可能会超过弹簧测力计的量程,故夹角不能太小或太大,适当即可,选项A错误;为了减小读数误差,应让两力适当大些,选项B正确;为了准确记下拉力的方向,采用两点描线时两点距离应尽量大一些,故细绳应长些,选项C错误;作图时是在白纸中作图,作出的是水平力的图示,为了减小因摩擦造成的误差,故应使各力尽量与木板面平行,以及读弹簧测力计示数时,视线要正对刻度,,侵权必究!(2)由于O点的作用效果相同,拉力与绳子的性质无关,故将细绳换成橡皮条,不会影响实验结果.(3)该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则,要根据两个弹簧测力计拉橡皮条时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大小,然后与一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力大小进行比较,最后得出结论,故需要记录的是两弹力的大小和方向以及结点的位置,选项A、C、D正确,B错误.(4)对结点O进行受力分析,受到两条细绳的拉力和橡皮条的拉力,保持结点O的位置及OB绳方向不变,其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,即合力不变,如图所示,则弹簧测力计甲的示数一直减小,但弹簧测力计乙的示数可能增大,也有可能减小,要根据夹角的大小进行判断,选项A、D错误,B、C正确.【典例分析2】.某同学利用图的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中,光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上,一轻弹簧穿在细杆上,其左端固定,右端与细绳连接;细绳跨过光滑定滑轮,其下端可以悬挂砝码(实验中,每个砝码的质量均为m=)。弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在直尺上读出。实验步骤如下:①在绳下端挂上一个砝码,调整滑轮,使弹簧与滑轮间的细绳水平且弹簧与细杆没有接触;②系统静止后,记录砝码的个数及指针的位置;③逐次增加砝码个数,并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内);④用n表示砝码的个数,l表示相应的指针位置,将获得的数据记录在表格内。回答下列问题:(1)根据如表的实验数据在下图中补齐数据点并作出l-n图象。n12345l/,侵权必究!(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及l-n图线的斜率a表示,表达式为k=__________。,则本实验中k=__________N/m(结果保留3位有效数字)。【答案】(1)图象见解析(2) 101【解析】(1)根据题表的实验数据在图中补齐数据点并作出l-n图象如图所示。(2)l-n图线的斜率a=,所以k==,由图可知a=m=×10-2m,所以可得k==N/m=101N/m。【提分秘籍】力学实验中用到弹簧或橡皮条的实验有探究求合力的方法、(1)实验原理使一个力的作用效果跟两个力的共同作用效果相同.(2)操作关键①每次拉伸时结点位置O必须保持不变;②记下每次各力的大小和方向;③(1)实验前,先平衡摩擦力,使橡皮条的拉力等于小车受到的合外力.