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《考前三个月》2015届高考物理(四川专用)精讲:专题13 力学、光学实验(二) WORD版含解析.doc

1、考题1验证机械能守恒定律例1为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图1所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:图1A小车B钩码C一端带滑轮的木板D细线E电火花计时器F纸带G毫米刻度尺H低压交流电源I220 V的交流电源(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是_(填写器材序号),还应补充的器材是_(2)实验中得到了一条纸带如图2所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号06),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6,打点周期为T.则打点2时小车的速度v2_;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别

2、用v1、v5表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_图2(3)在实验数据处理时,如果以为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出d图像,其图线的斜率表示的物理量的表达式为_解析(1)电火花计时器需接通220 V交流电源,因此低压交流电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质量M.(2)打点2时的速度等于点1到点3之间的平均速度,即v2或;根据机械能守恒,整个系统减少的重力势能等于整个系统增加的动能,即mg(d5d1)(Mm)(vv)(3)根据v22ad,因此d图线的斜率就是加速度,而对钩码进行受力分析可知:mgFTma,而对小车FTMa,因此可得ag.答案(1)

3、H天平(2)或mg(d5d1)(Mm)(vv)(3)g1某实验小组利用图3所示装置验证机械能守恒定律实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源,然后释放纸带打出的纸带如图4所示,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为x0,点A、C间的距离为x1,点C、E间的距离为x2.已知重物的质量为m,交流电的频率为f,从释放纸带到打出点C:图3图4(1)重物减少的重力势能Ep_,增加的动能为Ek_.若算得的Ep和Ek值很接近,则说明:_.(2)一般来说,实验中测得的Ep_Ek(填“大于”、“等于”或“小于”),这是因为_答案(1)mg(x0x1)在误差允许的范围内,重物下落过

4、程中机械能守恒(2)大于重物克服阻力做功解析(1)打出点C时的速度为vC,所以Ekmv.(2)由于阻力的存在,所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能考题2探究单摆周期与摆长的关系例2在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,请回答下列问题现已提供了以下器材:铁架、夹子、毫米刻度尺、游标卡尺、细线为了完成实验,还必须从图5中挑选出一些实验器材,其名称是_(漏选或多选得零分)图5甲、乙两组同学将单摆按如图6所示的方式悬挂,你觉得比较合理的是_(填“甲”或 “乙”)图6正确挂起单摆后,将摆球从平衡位置拉开一个小角度静止释放,使摆球在竖直平面内稳定摆动,当摆球经过_(填“平衡位置”、或“最大位移处”或

5、“任意位置”)时开始计时,并记数为“1”,当摆球第49次经过此位置停止计时读出这段时间为t,则单摆的周期T_.实验小组又利用单摆周期公式来测量当地的重力加速度g.为使测量结果更准确,利用多组数据求平均值的办法来测定g值小组成员设计了如下的记录表格,你认为表_(填“A”或“B”)设计得比较合理表A1234平均值g/ms2L/mT/s表B1234平均值L/mT/sg/ms2答案秒表、铁球甲平衡位置B解析还必须需要的器材是:秒表和铁球;甲、乙两组同学将单摆按如图2所示的方式悬挂,比较合理的是甲;因为乙图中当单摆摆动起来后由于摆线会缠绕在铁夹上,使单摆的摆长变化;计时的起点应该在最低点,即平衡位置;单

6、摆的周期T;实验中不能把测量几次的摆长和周期取平均值,而应该把每次测得的重力加速度取平均值,所以表B设计比较合理2 (1)某实验小组拟用图7所示的装置研究滑块的运动实验器材有:滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、漏斗和细线组成的单摆(细线质量不计且不可伸长,装满有色液体后,漏斗和液体质量相差不大)等实验前,在控制液体不漏的情况下,从漏斗某次经过最低点时开始计时,测得之后漏斗第100次经过最低点共用时100秒;实验中,让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向做微小振幅摆动,漏斗漏出的液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置图7该单摆的周期是_ s.图

7、8是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带,根据纸带可求出滑块的加速度为_ m/s2;(结果取两位有效数字)图8用该实验装置测量滑块加速度,对实验结果影响最大的因素是_答案(1)2(2)0.10(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度的测量值解析(1)一个周期内漏斗2次经过最低点,所以周期T2 s(2)由图可知时间间隔为半个周期t1 s,由逐差法可知a m/s20.10 m/s2.(3)漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化,从而改变单摆周期,影响加速度的测量值考题3测定玻璃的折射率例3某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的

8、一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,使P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图9所示图9(1)在图上画出所需的光路(2)为了测量出玻璃砖的折射率,需要测量的物理量有_(要求在图上标出)(3)测出的折射率n_.答案(1)见解析(2)入射角i和折射角r(3)解析(1)连接P1、P2并与玻璃砖相交,得到入射光线,再连接P3、P4并与玻璃砖相交,得到射出玻璃砖的光线,连接这两个交点得到光线在玻璃砖内的折射光线,如图所示(2)作出经过入射

9、点的切线和法线,标出入射角i和折射角r,如图所示,实验需要测出这两个角(3)根据折射定律,n.3. 测定玻璃砖折射率的实验如图10所示,在把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好三条直线,它们分别是_、_、_,最后按正确的要求插上大头针P3、P4,由P3、P4的位置决定了光线的_方向,从而确定了折射光线_的方向图10答案(1)aaMMAOOBOO解析首先画出直线aa代表玻璃砖的一个侧面,再画MM表示法线,画AO表示入射光线,根据光沿直线传播的经验,利用大头针P3、P4确定出射光线,也就确定了出射光线的出射点O,画出OO直线为折射光线考题4用双缝干涉测光的波长(同时练习使用测量头)例4(1)用双缝干

10、涉测光的波长实验装置如下图11a所示,已知单缝与双缝的距离L160 mm,双缝与屏的距离L2700 mm,单缝宽d10.10 mm,双缝间距d20.25 mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心,(如下图b所示),记下此时手轮的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的刻度图11分划板的中心刻线分别对准第1第和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如下图12c所示,则对准第1条时读数x1_mm,对准第4条时读数x2_mm,相邻两条亮纹间的距离x_mm.计算波长的公式_

11、;求得的波长值是_nm(保留三位有效数字)图12答案2.1907.8681.893x676解析螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍,第一条即读为2 mm,同时找到第19条刻度线与固定刻度对齐,估读一位即19.0,再乘以精确度0.01 mm,最终结果为2 mm19.00.01 mm2.190 mm,同理,第4条对应读数为7.5 mm36.80.01 mm7.868 mm,第一条到第四条共有三个间距,所以两条相邻条纹间距x1.893 mm.双缝干涉相邻条纹间距x,其中L是双缝到屏的距离,d是双缝间距,对照已知条件可得x,可得波长.带入数据计算可得676 nm.4如图13所示,在“用双缝干涉

12、测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为:光源、_、_、_、遮光筒、光屏对于某种单色光,为增加相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离,可采取_或_的方法图13答案滤光片单缝屏双缝屏减小双缝间距加长遮光筒解析根据双缝干涉实验装置可知,为滤光片,为单缝屏,为双缝屏;由公式x可知,对于同种色光,增大l(加长遮光筒)或者减小d(减小双缝间距)都可使得x增大考题5力学创新实验的分析技巧例5一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系(1)首先,让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08 m的圆周运动,数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度,他们根据

13、实验数据绘出了F的关系图像如图14中B图线所示,兴趣小组的同学猜测r一定时,F可能与2成正比你认为,可以通过进一步转换,做出_关系图像来确定他们的猜测是否正确(2)将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04 m、0.12 m,又得到了两条F图像,如图中A、C图线所示通过对三条图线的比较、分析、讨论,他们得出一定时,Fr的结论,你认为他们的依据是_(3)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度、半径r的数学关系式是Fk2r,其中比例系数k的单位是_图14解析(1)通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与2成正比可以通过进一步的转换,通过绘出F与2关系图像来确定他们的猜

14、测是否正确,如果猜测正确,做出的F与2的关系式应当是一条过原点的倾斜直线(2)在证实了F2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04 m、0.12 m,又得到了两条F图像,取任意相同,A、B、C三图线对应向心力之比均约为321,与其对应半径之比相同如果比例成立则说明向心力与物体做圆周运动的半径成正比(3)表达式Fk2r中F、r的单位分别是N、rad/s、m,又由vr有:1 m/s1(rad/s)m,由Fma,有1 N1 kgm/s2,则得:1 Nk(1 rad/s)21 mkm/s2;则得k的单位是kg.答案(1)F与2(2)取任意相同,A、B、C三图线对应向心力之比均约为321,

15、与其对应半径之比相同(3)kg5(2014广东34(2)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系如图15(a)所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如下表,由数据算得劲度系数k_ N/m.(g取9.8 m/s2)图15砝码质量/g50100150弹簧长度/cm8.627.636.66取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示,调整导轨使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小_用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为_重复中的操作,得到v

16、与x的关系如图(c),由图可知,v与x成_关系由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的_成正比答案50相等滑块的动能正比压缩量的二次方解析加50 g砝码时,弹簧弹力F1mgk(l0l1),加100 g砝码时F22mgk(l0l2),FF2F1k(l1l2),则k49.5 N/m,同理由加100 g砝码和加150 g砝码的情况可求得k50.5 N/m,则劲度系数50 N/m.使滑块通过两个光电门时的速度大小相等,就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动弹性势能转化为滑块的动能图线是过原点的直线,所以v与x成正比,整个过程弹性势能转化为动能,即E弹Ekmv2,弹性势能与速度的二次方成正比,

17、则弹性势能与弹簧压缩量x的二次方成正比知识专题练训练13题组1验证机械能守恒定律1为了验证机械能守恒定律,某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置,如图1所示当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms.将具有很好挡光效果的宽度为d3.8103 m的黑色磁带贴在透明直尺上实验时,将直尺从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间ti与图中所示的高度差hi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示(表格中M为直尺质量,取g9.8 m/s2)图1ti(103 s)vi(

18、ms1)EiMvMvhi(m)Mghi11.213.1321.153.310.58M0.060.58M31.003.782.24M0.232.25M40.954.003.10M0.323.14M50.900.41(1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用vi求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:_.(2)请将表格中的数据填写完整(3)通过实验得出的结论是:_.(4)根据该实验,请你判断下列Ekh图像中正确的是()答案(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度(2)4.224.01M4.02M(3)在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量(4)C解析(1)

19、瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度,故直尺上磁带通过光电门的瞬时速度可利用vi求出(2)第5点速度为v54.22 m/s.从第5点到第1点间动能的增加量为EkMvMvM(4.2223.132)4.01M.从第5点到第1点间重力势能的减少量为EpMgh5M9.80.414.02M.(3)从表中数据可知,在误差允许的范围内,重力势能的减少量等于动能的增加量(4)根据动能定理可知:MghEk,故Ekh的图像是一条过原点的直线,故C正确2如图2甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(GAtwood 17461807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律某

20、同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示图2(1)实验时,该同学进行了如下操作:将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态测量出_(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为t.测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为_(已知重力加速度为g)(3)引起该实验系统误差的原因有_(写一条即可)(4)验证实验结束后

21、,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:写出a与m之间的关系式:_(还要用到M和g)a的值会趋于_答案(1)挡光片中心(2)mgh(2Mm)()2(3)绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)a重力加速度g解析(1)、(2)需要测量系统重力势能的变化量,则应该测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离,系统的末速度为:v,则系统重力势能的减少量Epmgh,系统动能的增加量为:Ek(2Mm)v2(2Mm)()2,若系统

22、机械能守恒,则有:mgh(2Mm)()2.(3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功,引起实验系统误差的原因可能有:绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等(4)根据牛顿第二定律得,系统所受的合力为mg,则系统加速度为:a,当m不断增大,则a趋于g.题组2探究单摆周期与摆长的关系3在“用单摆测重力加速度”的实验中,由于没有游标卡尺,无法测小球的直径d,实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l,测得多组周期T和l的数据,作出T2l图像,如图3所示图3(1)实验得到的T2l图像是_;(2)小球的直径是_cm;(3)实验测得当地重力加速度大小是_m/s2(取三位有效数字)答案(1

23、)c(2)1.2 cm(3)9.86解析(1)由题意知,在实验时测量摆长时,多加了小球一个半径,故得到的图像是c;(2)由图知,多加的半径等于0.6 cm,故直径为1.2 cm;(3)根据单摆的周期公式T2可得lT2,故图像的斜率k,代入解得:g9.86 m/s2.4某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图4所示,则该摆球的直径为_ cm.图4图5某同学先测得摆线长为89.2 cm,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图甲中秒表所示,则:该单摆的摆长为_ cm(小数点后保留两位有效数字),秒表所示读数为_ s.为了提高实验精度,在实验中

24、可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图乙所示,则测得的重力加速度g_.答案0.97 cm89.6957.09.86 m/s2解析游标卡尺的读数分为两部分,一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即9 mm,第二部分是游标尺与主尺对齐的刻度线与精确度的乘积即70.1 mm0.7 mm,最终读数为9 mm70.1 mm9.7 mm0.97 cm.单摆的摆长为摆线长和摆球半径之和即89.2 cm cm89.68 cm,秒表读数从分针即短针可知,不到1分钟但超过了半分钟,所以秒针读数对应较大的刻度即57.0 s根

25、据单摆的周期公式T2可得,T2L图像斜率即4,带入计算得g9.86 m/s2.题组3测定玻璃的折射率5在做“测定玻璃的折射率”的实验中,先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像如图6所示,aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面,用“”表示大头针的位置图中AO表示经过大头针P1和P2的光线,该光线与界面aa交于O点,MN表示法线图6请将光路图画完整,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角1和折射角2;该玻璃砖的折射率可表示为 n_.(用1和2表示)答案光路图如下图

26、所示n解析使P3挡住P1、P2的像,即P3和P1、P2在同一条光线上,同理P4和P1、P2、P3在同一条光线上,即四个大头针在同一条光线上,所以可得到玻璃砖的入射光为P1、P2的连线,出射光为P3、P4的连线,从而找到玻璃砖的入射点和出射点,也就找到了光在玻璃砖里面的传播路径,即从空气到玻璃砖的折射光线过入射点做法线,入射光和法线夹角为入射角,折射光和法线夹角为折射角,如答案所示折射率为空气到玻璃砖的入射角正弦值和折射角正弦值的比值即n.6在测定玻璃的折射率的实验中,已画好玻璃砖界面两直线aa和bb后,不慎误将玻璃砖向上平移至如图7中虚线所示位置,若其他操作正确,则测得的折射率将_(填“偏大”

27、、“偏小”和“不变”)图7答案不变解析如右图所示,实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图,而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图,通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律n得知,测得的折射率将不变题组4用双缝干涉测光的波长(同时练习使用测量头)7现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在如图8所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长图8(1)将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A.(2)本实验的实验步骤有:取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直

28、接沿遮光筒轴线把屏照亮;按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;用米尺测量双缝到屏的距离;用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离在操作步骤时还应注意_和_(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图9甲所示然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙中手轮上的示数为_ mm,求得相邻亮纹的间距x为_ mm.图9(4)已知双缝间距d为2.0104m,测得双缝到屏的距离l为0.700 m,由计算公式_,求得所测红光波长为_ nm答案(1)E、D、B(2)单缝和双缝间距为51

29、0 cm使单缝与双缝相互平行(3)13.8702.310(4)x6.6102解析(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为:光源、滤光片、单缝、双缝、屏,因此应填:E、D、B.(2)单缝与双缝的间距为510 cm,使单缝与双缝相互平行(3)甲图的读数为2.320 mm,乙图的读数为13.870 mm,xmm2.310 mm.(4)由x可得:x可求出2.310106 nm6.6102 nm.8双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽,可采取以下办法:(1)_;(2)_;(3)_为测量红光的波长,现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm,已知双缝间的距离为0.5 mm,双缝到

30、屏幕的距离为1 m,则此红光波长为_答案(1)使用波长较长的单色光;(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒;(3)减小双缝之间距离75107m解析在双缝干涉实验中,根据公式x可知,要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可以采取的办法是:(1)使用波长较长的单色光;(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒;(3)减小双缝之间距离根据测量值,计算相邻条纹间的距离:xmm1.5 mm,再代入公式,m7.5107m.题组5力学创新实验9(2014山东21)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度实验步骤:用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;将装有橡皮泥的滑块放在水平

31、木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图10所示在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;图10改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤;实验数据如下表所示:G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61如图11所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;图11滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离s.完成下列作图和填空:(1)根据表中数据在如图12给定坐标纸上作出FG图线图12(2)由图线求得滑

32、块和木板间的动摩擦因数_(保留2位有效数字)(3)滑块最大速度的大小v_(用h、s、和重力加速度g表示)答案(1)见解析图(2)0.40(0.380.42均正确)(3)解析(1)在坐标系中描点,用平滑的曲线(直线)将各点连接起来,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧(2)根据FG,FG图线的斜率反映了滑块与木板间的动摩擦因数,所以0.40.(3)根据牛顿第二定律,P落地后,滑块运动的加速度的大小为ag,且P落地后滑块的位移xsh,根据速度和位移的关系得0v22ax所以滑块的最大速度v10某兴趣小组要测量木块与较粗糙木板之间的动摩擦因数,他们先将粗糙木板水平固定,再用另一较光滑的板做成斜面,倾斜板

33、与水平板间由一小段光滑曲面连接,保证木块在两板间通过时速度大小不变,如图13所示图13(1)使木块从高h处由静止滑下,在水平板上滑行x后停止运动,改变h大小,进行多次实验,以h为横坐标、x为纵坐标,从理论上(忽略木块与倾斜板间的摩擦)得到的图像应为_;(2)图14如果考虑到木块与倾斜板之间的摩擦,在改变h时他们采取的办法是:每次改变倾斜板的倾角,让木块每次由静止开始下滑的位置在一条竖直线上,对应的底边长度为L,如图13所示将每次实验得到的h、x相关数据绘制出xh图像如图14所示,图线的延长线与两坐标轴的交点坐标分别为(a,0)和(0,b),则木块与倾斜板间的动摩擦因数1_,木块与水平板间的动摩擦因数2_.答案(1)过坐标原点的直线(或正比例函数)(2)解析(1)对全程运用动能定理,有:mghmgx0得到:xh,故xh图像是过坐标原点的直线(或正比例函数)(2)对全程运用动能定理,有:mgh1mgcos x12mgx0(为斜面的倾角)由几何关系得到:Lx1cos 得到:xhL,图线的延长线与两坐标轴的交点坐标分别为(a,0)和(0,b)(斜率)Lb(截距)故解得:1,2

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