1、专题十一力 学 实 验考向1测量类实验(2020北京等级考)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1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)。A.小车质量相同,钩码质量不同B.小车质量不同,钩码质量相同C.小车质量不同,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
2、与质量M的7组实验数据,如表所示。在图2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-图象。次数1234567a/(ms-2)0.620.560.480.400.320.240.15M/kg0.250.290.330.400.500.711.00(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3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)。A.使小车沿倾角合适的斜面运动,小车受力可等效为只受绳的拉力B.若斜面倾角过大,小车所受合力将小于绳的拉力C.无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都等于绳的拉力D.
3、让小车的运动趋近于匀速运动,砂和桶的重力才近似等于绳的拉力(1)审题破题眼:(2)命题陷阱点:对探究加速度与力的关系中的力理解不到位实验中需要的测量的力是小车受到的合力,只有当绳的拉力就是小车所受合力时才容易测量;另一方面,只有当小车质量远远的大于砂和桶的质量时,绳的拉力才可近似看作砂和桶的重力。测量型实验的处理方法1.明确题目要求的测量数据,做到准确测量和读数。2.了解各个测量数据的物理意义。3.结合物理知识和规律分析数据。1.(探究胡克定律)如图所示,用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)为完成实验,还需要的实验器材有:_。(2)实验中需要测
4、量的物理量有:_。(3)为完成该实验,设计实验步骤如下:A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来;B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0;C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码;E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;F.解释函数表达式中常数的物理意义;G.整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:_。2.
5、(探究动量守恒)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。采用的实验步骤如下:用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。调整气垫导轨,使导轨处于水平。在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间
6、t1和t2。(1)实验中还应测量的物理量是_。(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是_,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是_;(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?若能,请写出表达式:_。专题十一力 学 实 验考向1/研透真题破题有方/【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-图象如图所示:(3)受力图如图所示: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
7、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,B错误;由牛顿第二定律可知,无论小车运动的加速度多大,砂和桶的重力都大于绳的拉力,C错误;当小车的质量远大于砂和桶的质量时,砂和桶的重力近似等于绳的拉力,D错误,故选A。答案:(1)B(2)见解析(3)图见解析A/多维猜押制霸考场/1.【解析】(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和伸长量;(2)根据实验原理,实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度);(3)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG。答案:(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧所受外
8、力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)(3)CBDAEFG2.【解析】(1)验证动量守恒,需要知道物体的运动速度,在已经知道运动时间的前提下,需要测量运动物体的位移,即需要测量的量是B的右端至D板的距离L2。(2)由于运动前两物体是静止的,故总动量为零,运动后两物体是向相反方向运动的,设向左运动为正,则有mAvA-mBvB=0,即mA-mB=0。造成误差的原因:一是测量本身就存在误差,如测量质量、时间、距离等存在误差;二是空气阻力或者是导轨不是水平的等。(3)根据能量守恒知,两运动物体获得的动能之和就是弹簧的弹性势能,所以能测出。故有Ep=(mA+mB)。答案:(1)B的右端至D板的距离L2(2)mA-mB=0原因见解析(3)见解析关闭Word文档返回原板块
