1、专题五第13讲限时：40分钟一、选择题(本题共7小题，)1(2017山东省历城二中二模)在研究“质量一定，加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置(如图甲)：水平桌面上放置了气垫导轨(摩擦可忽略)，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处(挡光片左端与滑块左端对齐)。实验中测出了滑块释放点到光电门(固定)的距离为s1.0 m，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m。(重力加速度g10 m/s2，)(1)本实验中所挂钩码的质量要满足的条件是 钩码质量远小于滑块及挡光片的总质量_。(2)该同学实验测得数据如下：m(g)20406080100120v(m/s)0.580.811.0
2、01.151.301.41该同学想用作图法来间接验证加速度和力的关系，他以所挂钩码的质量为横坐标轴，应以 v2_为纵坐标轴作图。请根据数据在乙图中做出图像来验证加速度和力的关系 (3)请根据所做图像求出滑块及挡光片的总质量 1.2(1.11.3均对)_kg(保留两位有效数字)解析(1)对整体分析，根据牛顿第二定律得，a，隔离对滑块分析，可知TMa要保证重物的重力等于绳子的拉力，则钩码的质量远小于滑块及挡光片的质量。(2)滑块的加速度a，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，所以滑块合力正比于钩码的质量，可知通过v2m的关系可以间接验证加速度与力的关系。做出v2m
3、的关系可以间接验证加速度与力的关系，做出v2m图像如图：(3)因为a与F成正比，则有：，即v2m，结合图线的斜率可以求出滑块的质量：k解得M1.2 kg。2(2017山西省一模)某同学为了探究求合力的方法，先用一个弹簧秤通过细线悬吊一个钩码，当钩码静止时，弹簧秤的示数为2.00 N；再用两个弹簧秤a和b通过两根细线互成角度将该钩码悬吊，其中a所拉细线方向水平(如图1)，当钩码静止时，b的示数如图2所示。(1)b的示数为 2.50_N，a的拉力为 1.50(1.481.52)_N。(2)保持a及其拉的细绳方向不变，将b及其拉的细绳方向沿逆时针在图示平面缓慢转至竖直方向的过程中，b的示数 变小_(
4、选填“变大”“变小”或“不变”)。解析(1)由图2可知弹簧秤的最小刻度为0.1 N，估读到下一位0.01 N，则b的拉力为2.50 N；对O点分析受三个力而平衡，根据勾股定理可求得Fa1.50 N(2)以结点O为研究对象，分析受力情况：重力G、Fb和Fa，作出受力图，并作出BO绳在不同位置的力的合成图。由图可以看出，在测力计b自图所示沿逆时针方向缓慢转至竖直位置的过程中，Fb的拉力一直减小，当两根绳相垂直时，拉力最小，故b的示数变小。3(2017江西省赣中南五校模拟)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时得到如图a所示的FL图象，由图象可知：弹簧原长L0 3.0_cm，求得弹簧的劲
5、度系数k 200_N/m。(2)如图b的方式挂上钩码(已知每个钩码重G1 N)，使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b，则指针所指刻度尺示数为 1.50_cm。由此可推测图b中所挂钩码的个数为 3_个。解析(1)当弹簧弹力为零，弹簧处于自然状态，由图知原长为l13.0 cm，由Fkx，知图线的斜率为弹簧的劲度系数，即k2 N/cm200N/m。(2)由图b可知，该刻度尺的读数为：1.50 cm可知弹簧被压缩：xL0L3.01.501.5 cm弹簧的弹力：Fkx2001.51023 N已知每个钩码重G1 N，可推测图b中所挂钩码的个数为3个。4某物理小组在一次探究活动中要测量滑块与木板之
6、间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a 0.49_ m/s2(保留两位有效数字)。 (2)为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是 CD_。 A木板的
7、长度LB木板的质量m1C滑块的质量m2D托盘和砝码的总质量m3E滑块运动的时间t(3)滑块与木板间的动摩擦因数 (用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)。解析(1)电源频率为50 Hz，每相邻两计数点间还有4个计时点，则计数点间的时间间隔：t0.025 s0.1 s，由匀变速运动的推论xaT2可知：加速度am/s20.49 m/s2；(2)以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：m3gf(m2m3)a，滑动摩擦力fm2g，解得：，要测动摩擦因数，需要测出：滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3，故选：CD(3)由(2)可和，动摩擦因数的表达式为：5(2017揭阳市二模)用如图所示的实验装置验证m
8、1、m2组成的系统机械能守恒。m2在高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz，计数点间的距离如图所示。已知m150 g、m2150 g，请计算：(当地重力加速度取10 m/s2，计算结果均保留两位有效数字)(1)计数点5的瞬时速度v5 2.4_m/s；(2)在计数点0到5的过程中，系统动能的增量Ek 0.58_J；系统重力势能的减少量Ep 0.60_J。解析(1)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过
9、程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：v52.4 m/s.(2)物体的初速度为零，所以动能的增加量为：Ekmv00.58 J，重力势能的减小量等于物体重力做功，故：EpWmgh0.60 J。6(2017河北省衡水中学二模)某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：a将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到
10、O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为x1，如图乙所示；b将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值x2和x3，如图丙所示。(1)为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为 天平_；(2)实验中还需要测量的物理量为 一元硬币的质量m1和五角硬币的质量m2_，验证动量守恒定律的表达式为 m1m1m2(用测量物理量对应的字母表示)。解析(1)动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等
11、的两物体碰撞过程中动量守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外，还需要的器材为天平。(2)测出一元硬币的质量为m1，五角硬币的质量为m2，一元硬币以速度v1被弹射出去后，由动能定理可得m1gx1m1v，解得v1，当一元硬币以速度v1与五角硬币碰撞后，速度分别为v2、v3，由动能定理可得m1gx2m1v，m2gx3m2v，解得一元硬币碰后速度v2，五角硬币碰后的速度为v3，若碰撞过程动量守恒则需满足m1v1m1v2m2v3，代入数据可得m1m1m27(2017山东省潍坊一模)如图甲为测量重力加速度的实验装置，C为数字毫秒表，A、B为两个相同的光电门，C可以测量铁球两次挡光之间
12、的时间间隔。开始时铁球处于A门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时，从A门开始计时，落到B门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过A、B两个光电门的时间间隔t，测量A、B间的距离x。现将光电门B缓慢移动到不同位置，测得多组x、t数值，画出随t变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为k，则由图线可知，当地重力加速度大小为g 2k_；若某次测得小球经过A、B门的时间间隔为t0，则可知铁球经过B门时的速度大小为 2kt0_，此时两光电门间的距离为 _kt_。解析小球从A开始做自由落体运动：xgt2，图象的解析式为gt，可知图象的斜率kg，则重力加速度g2k；铁球经过B门时的速度vBgt02kt0；两光电门间的距离xABgtkt。
