1、考题1探究动能定理例1(2014天津9(2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图1所示图1若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些_实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力平
2、衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法： _.他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力解析本实验需要知道小车的动能，因此还需要用天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度牵引小车的细绳与木板平行
3、的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D正确在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码)当小车在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C、D正确答案刻度尺、天平(包括砝码)D可在小车上加适量砝码(或钩码)CD1某实验小组同学利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理如图2所示，他们通过改变滑轮下端的小沙盘中沙子的质量来改变滑块所受水平方向的
4、拉力；滑块上安有宽度为d的挡光片，实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块(带挡光片)的质量为M，用最小分度为1 mm的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离s，计时器显示挡光片经过光电门的时间分别为t1和t2.图2(1)用最小分度为1 mm的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离s，以下数据合理的是_A50 cmB50.00 cmC50.0 cm D50.000 cm(2)小组的某位同学探究得出结论的表达式为mgs(Mm)()2()2，请问在这位同学的实验操作过程中是否需要满足“小沙盘和沙子的总质量m远远小于滑块(带挡光片)的质量M”这个条件_(填“是”或“否”)(3)为减小实验误差可采取的方
5、法是_A适当增大挡光片的宽度dB适当减小挡光片的宽度dC适当增大两光电门之间的距离sD适当减小两光电门之间的距离s答案(1)B(2)否(3)BC解析(1)刻度尺的最小分度是1 mm，所以用cm做单位时小数点后保留两位，所以B正确，A、C、D错误；(2)通过表达式可以看出此同学的研究对象是系统，所以并不需要满足“小盘和沙子的总质量m远远小于滑块(带挡光片)的质量M”这个条件；(3)适当减小挡光片的宽度，或适当增大光电门间的距离可减小误差2在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图3所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小穿过打点计时器的纸带与小
6、车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：图3(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_的点(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后_，打出一条纸带，关闭电源(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图4所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE、表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为_，若拉力传感器的读数为F，计时
7、器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为_图4(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量Ek为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45的直线，由此可以得到的结论是_答案(1)间距相等(2)释放小车(3)F(hDhA)(4)外力所做的功等于物体动能的变化量解析(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车(3)D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，即vD，故打下D点时的动能为EkDMv；拉力对小车做的功为WF(hDhA)(4
8、)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45，可得出方程式EkW，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量考题2验证机械能守恒定律例2为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图5所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：图5A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6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、
9、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6(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图象，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，
10、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)H天平(2)或mg(d5d1)(Mm)(vv)(3)g3(单选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少量等于它动能的增加量，以下操作步骤中必要而且正确的是()A用天平称出重锤的质量B把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它与低压交流电源连接起来C把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度D用秒表测出重锤下落的时间答案C解析由于本实验中需要验证：mghmv2，整理后为：ghv2，即重锤的质量不用测量，选项A中操作不必要；电火
11、花计时器用220 V交流电源，故选项B错误；将重锤提升一定高度，然后释放，故选项C正确；重锤下落时间可以通过纸带上的点计算，所以不用测量时间，故选项D中操作不必要4某实验小组利用图7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8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7图8(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
12、_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3验证动量守恒定律例3在实验室里为了验证动量守恒动定律，一般采用如图9甲、乙所示的两种装置：图9(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_Am1m2，r1r2Bm1m2，r1m2，r1r2Dm1m2，r1r2(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是_A直尺 B游标卡尺C天平 D弹
13、簧测力计E秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为_(用装置图中的字母表示)解析(1)实验中必须用半径相等的小球，以满足对心碰撞；入射球的质量必须大于被碰撞球的质量，防止两球碰撞时入射球反弹答案选C.(2)若采用图乙所示装置进行实验，只需要用直尺测量小球落地点到O点的距离和小球的质量，所以测量工具选择A、C即可(3)用图甲所示装置进行实验时，所得“验证动量守恒定律”的结论为m1OPm1OMm2ON.答案(1)C(2)AC(3)m1OPm1OMm2ON5某同学用如图10所示的(a)图装
14、置来探究碰撞中的守恒量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，(b)图是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹，有关该实验的一些说法，不正确的有()图10A入射球和被碰球必须是弹性好的，且要求两球的质量相等，大小相同B被碰球静止放在槽口，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放C小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测小球“平抛运动的射程”间接地解决D图(b)可测出碰撞后某球的水平射程为64.7 cm(或取64.2 cm65.2 cm之间某值)答案A解析为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，为发生对心碰撞，两球半径应相等，故A错误；为保证小球的速度相等，被碰球静
15、止放在槽口，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放，故B正确；小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测小球“平抛运动的射程”间接地解决，故C正确；由图示刻度尺可知，图(b)可测出碰撞后某球的水平射程为64.7 cm(64.2 cm65.2 cm均正确)，故D正确6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现用带竖直挡板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11所示，采用的实验步
16、骤如下(弹簧的长度忽略不计)：图11a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB.b调整气垫导轨，使导轨处于水平c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d用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1.e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_(3)被压缩弹簧的弹性势能的表达式为_答案(1)B的右端至D板的距离L2(2)mAmB0(3)Ep(mAmB)解析(1)还应测量出B
17、的右端至D板的距离L2，这样才能算出滑块B的速度；(2)A滑块的速度为vA，同样B滑块的速度为vB，因此mAvAmBvB0，用已知量代入就是mAmB0；(3)弹性势能就等于A、B两个滑块的动能之和，即EpmAvmBv(mAmB)考题4用油膜法估测分子的大小例4在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：a往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上b用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定c将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小d用注射器将事先配好的油酸
18、酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积e将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的字母)(2)实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为A，测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴，将一滴该溶液滴入盛水的浅盘内，稳定后形成的油膜形状如图12所示，测得油膜占有的小正方形个数为X，每一个小方格的边长为a.图12用以上字母表示油酸分子直径的大小d_.从图中数得油膜占有的小正方形个数为X_.(3)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果
19、的原因，下列说法中可能不正确的是_A错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C计算油膜面积时，只数了完整的方格数D水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开答案(1)dabec(2)57(3)B解析(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)测定一滴酒精油酸溶液的体积(题中的d)准备浅水盘(a)形成油膜(b)描绘油膜边缘(e)测量油膜面积(c)计算分子直径(c)(2)计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积一滴酒精油酸溶液的体积配制比例得：V0，再计算油膜面积SXa2最后计算分子直径d按不
20、足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜占有的小正方形个数为57个(3)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，根据公式可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因：A错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V偏大，故A正确；B计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，故B错误；C计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，故C正确；D水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，故D正确本题要求选择不正确的，故选：B7在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴
21、油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图13所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm，该油酸膜的面积是_ m2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4106 mL，则油酸分子的直径是_ m(上述结果均保留1位有效数字) 图13答案 810351010解析由于小方格的个数为80个，故油酸膜的面积是S80100106 m28103 m2；油酸分子直径为d m51010 m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
22、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，他们根据实验数据绘出了F的关系图象如图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_关系图象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图象，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
23、(1)通过对图象的观察，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关系图象来确定他们的猜测是否正确，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图象，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
24、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，与其对应半径之比相同(3)kg8(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
25、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
26、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，则弹性势能与弹簧压缩量x的二次方成正比9研究性学习小组为“研究匀变速直线运动的规律”和“测当地的重力加速度”，采用了如图16所示的装置，其中m150 g、m2150 g，开始时保持装置静止，然后释放物块m2，m2可以带动m1拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可研究匀变速直线运动某次实验打出的纸带如图17所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交流电频率为50 Hz.图16图17(1)系统的加速度大小为_ m/s2，在打点05的过程中，系统动能的增量E
27、k_ J.(2)忽略一切阻力的情况下，某同学作出的h图象如图18所示，则当地的重力加速度g_ m/s2.图18答案(1)4.80.576(2)9.6解析(1)据题意，从纸带可以求出系统的加速度：s56s45aT2，而相邻计数点之间时间间隔为：T0.1 s，则加速度为：a4.8 m/s2，在打点05的过程中，系统动能的增量为：Ek(m1m2)v，计数点5的瞬时速度为：v52.4 m/s，则Ek0.576 J.(2)据(m2m1)gh(m1m2)v，整理得：，则图象斜率为：k4.8，重力加速度为：g9.6 m/s2.知识专题练训练13题组1探究动能定理1如图1甲是利用滑块验证动能定理的装置，除图示
28、器材外，还有学生电源、导线、复写纸、天平和细沙(1)本实验还需要的实验器材有_(2)实验前，需要_，此步骤中_(填“需要”或“不需要”)挂着小沙桶(3)设滑块质量为M，沙与沙桶的总质量为m，本实验中要求M和m满足的条件是：_.(4)图乙是滑块做匀加速直线运动的纸带测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g.则本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中所给的字母表示)图1答案(1)刻度尺(2)平衡摩擦力不需要(3)m远远小于M(4)mgsAB(ss)解析(1)因需测量纸带上的点间距离，故还需要刻度尺；(2)滑块在运动的过程中受摩擦力作用，为使拉力等于合外力，故应平衡摩擦力
29、，平衡时，把木板的左端抬高，使重力的分力等于摩擦力，故不需要挂小沙桶；(3)平衡摩擦力后，对系统有：mg(mM)a，对M：FTMa，联立解得FTgg，为使FT约等于mg，需满足m远远小于M；(4)根据匀变速运动的规律可求打A点的速度vA，打B点速度vB，从A到B，验证的表达式为mgsABMvMv，代入得mgsAB(ss)2某同学利用如图2所示的装置验证动能定理将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数
30、据如下：图2高度H(h为单位长度)h2h3h4h5h6h7h8h9h竖直位移y/cm30.015.010.07.56.05.04.33.83.3(1)在安装斜槽时，应注意_；(2)已知斜槽倾角为，小球与斜槽之间的动摩擦因数为，木板与斜槽末端的水平距离为x，小球在离开斜槽后的竖直位移为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是_(3)若想利用图象直观得到实验结论，最好应以H为横坐标，以_为纵坐标，描点作图答案(1)使斜槽末端O点的切线水平(2)H(1)(3)解析(1)本实验根据平抛运动的规律测量小球离开斜槽的速度，为保持小球做平抛运动，应使斜槽末端
31、O点的切线水平(2)设小球离开斜槽时的速度为v，根据平抛运动的规律得：xvt，ygt2联立得：vx 小球在斜槽上滑下过程中，重力和摩擦力做功，则合力做的功为：WmgHmgcos mgH(1)小球动能的变化量Ekmv2m(x )2则小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是：H(1)或Hy.(3)根据上式可知：最好应以H为横坐标，以为纵坐标，描点作图题组2验证机械能守恒定律3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3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
32、 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3ti(103 s)vi(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
33、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图象中正确的是_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)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.(
34、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的图象是一条过原点的直线，故C正确4如图4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4(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
35、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，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(2
36、Mm)()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3验证动量守恒定
37、律5如图5所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系图5(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通过仅测量_(填选项前的序号)，间接地解决这个问题A小球开始释放高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的射程(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置B，测量平抛射程.然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上相同位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复接下来要完成下一步的必要步骤是_(填选项的符号)A用天平测量两个小球的质
38、量m1、m2B测量小球m1开始释放高度hC测量抛出点距地面的高度HD分别找出m1、m2相碰后平均落地点的位置A、CE测量平抛射程、(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_(用(2)中测量的量表示)(4)经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置O点的距离如图6所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_；所以，碰撞前、后总动量的比值_；实验结果说明_图6答案(1)C(2)D(3)m1m1m2m12m12m22(4)142.9误差允许范
39、围内，碰撞前、后的总动量不变解析(1)设小球a没有和b球碰撞，抛出时速度为v1，球a和球b碰撞后抛出的速度分别为v2、v3，则我们要验证动量守恒即：m1v1m1v2m2v3，测速度是关键，平抛运动的初速度v，即m1m1m2，因为平抛运动的高度一定，所以t1t2t3，即m1m1m2，只要测得小球做平抛运动的射程，即可替代速度(2)碰撞完毕后，就要测数据验证了，所以我们由(1)知道可以通过测量它们的射程就可以替代不容易测量的速度(3)见(1)，弹性碰撞没有机械能损失，所以还应满足机械能守恒，m12m12m22(4)将数据代入(3)，因为存在实验误差，所以最后等式两边不会严格相等，所以在误差允许范围
40、内，碰撞前、后的总动量不变题组4用油膜法估测分子的大小6“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下：向体积V油1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总500 mL；用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n100滴时，测得其体积恰好是V01 mL；先往边长为30 cm40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将_均匀地撒在水面上；用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图7所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l20 mm.图7根据
41、以上信息，回答下列问题：(1)步骤中应填写： _；(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是_ mL；(3)油酸分子直径是_ m.答案(1)痱子粉或石膏粉(2)2105(3)4.31010解析(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V mL2105 mL.(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S1152020 mm24.6104 mm2油酸分子直径d mm4.3107 mm4.31010 m.题组5力学创新实验7(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
42、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木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图8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8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9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9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：
43、(1)根据表中数据在如图10给定坐标纸上作出FG图线图10(2)由图线求得滑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v8某兴趣小组要测量木块与较粗糙木板之间
44、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11所示图11(1)使木块从高h处由静止滑下，在水平板上滑行s后停止运动，改变h大小，进行多次实验，以h为横坐标、s为纵坐标，从理论上(忽略木块与倾斜板间的摩擦)得到的图象应为_；(2)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11所示将每次实验得到的h、s相关数据绘制出sh图象如图12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_.图12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：mghmgs0得到：sh，故sh图象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 s12mgs0(为斜面的倾角)由几何关系得到：Ls1cos 得到：shL，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
