1、NO.1备考基础要打牢 NO.2基本考点要研透 NO.3课时跟踪检测 教材回顾（三）功能和动量实验备考基础要打牢 NO.1 一、探究动能定理1实验目的探究功与物体速度变化的关系。2实验原理(1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离 s做功为 W。(2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离 s做功应为 2W。(3)三根橡皮筋作用时做功应为 3W。(4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表作图，即可求出 v-W 关系。3实验器材橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等，实验装置如图所示。4实验步骤(1)按装置图将仪器安装好。(2)平衡摩擦力。(3)用一条橡皮筋拉小车做功 W。(4)用两条橡皮筋拉小
2、车做功 2W。(5)用三条橡皮筋拉小车做功 3W。5数据处理(1)计算出每次小车获得的速度。(2)分别用各次实验的 v 和 W 绘出 v-W，v2-W，v3-W，v-W关系图。(3)找出 v 与 W 间关系 W12mv2。6误差分析(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功 W 与橡皮筋的条数不成正比。(2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。(3)利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差。7注意事项(1)平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运
3、动，找到木板一个合适的倾角。(2)选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的。(3)规格相同：橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。小题速验同学们在实验室发现如图所示的实验装置，进行了以下探索实验。(1)同学甲用该装置探究加速度与质量、力的关系，同学乙用该装置探究动能变化与合外力做功的关系，他们在实验前都需要调整长木板，使其不带滑轮的一端垫高，目的是_。(2)甲、乙两同学的实验中_(填“需要”或“不需要”)满足重物 P 的质量远小于小车 A 的质量。解析：(1)不管是探究加速度与质量、力的关系，还是探究动能变化与合
4、外力做功的关系，都需要平衡摩擦力，使细绳拉力大小等于合外力大小。(2)小车所受的合外力大小可根据弹簧测力计得知准确数值，不需要取近似值，即对重物质量和小车质量的大小关系没有要求。答案：(1)平衡摩擦力(2)不需要二、验证机械能守恒定律1实验目的验证机械能守恒定律。2实验原理通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和此过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。3实验器材打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线两根，实验装置如图所示。4实验步骤(1)安装仪器。(2)将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器限位孔。(3)用手提着纸带，
5、让重物靠近打点计时器并处于静止状态，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。(4)从几条打下点的纸带中挑选出点迹清楚的纸带进行测量。(5)在起始点标上 0，在以后各点依次标上 1、2、3，用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3。5数据处理计算速度 vnhn1hn12T方案一：利用起点和第 n 点：验证 ghn12vn2；方案二：任取较远两点 A、B：验证 ghAB12vB212vA2。6误差分析(1)减小测量误差：一是测下落高度时都从 0 点量起，一次将各点对应下落高度测量完，二是多测几次取平均值。(2)误差来源：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量
6、 Ek12mvn2 必定稍小于重力势能的减少量 Epmghn，改进办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力。7注意事项(1)打点计时器要竖直：安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内以减少摩擦阻力。(2)重物密度要大：重物应选用质量大、体积小、密度大的材料。(3)一先一后：应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落。(4)测长度，算速度：某时刻的瞬时速度的应用 vnhn1hn12T计算，不能用 vn 2ghn或 vngt 来计算。利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度 v 和下落高度 h。某班同学利用实验得到
7、的纸带，设计了以下四种测量方案，其中正确的方案是()A用刻度尺测出重物下落的高度 h，并测出下落时间 t，通过 vgt 计算出瞬时速度 vB用刻度尺测出重物下落的高度 h，并通过 v 2gh计算出瞬时速度 vC根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度 v，并通过 hv22g计算得出高度 hD用刻度尺测出重物下落的高度 h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度 v小题速验答案：D三、验证动量守恒定律实验目的：验证动量守恒定律。实验原理：在一维碰撞中，测出物体的质量 m 和碰撞前后物体的速度
8、 v、v，找出碰撞前的动量 pm1v1m2v2 及碰撞后的动量 pm1v1m2v2，看碰撞前后动量是否守恒。方案一 利用气垫导轨完成一维碰撞实验实验器材气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。实验步骤1测质量：用天平测出滑块质量。2安装：正确安装好气垫导轨。3实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(改变滑块的质量。改变滑块的初速度大小和方向)。4验证：一维碰撞中的动量守恒。数据处理1滑块速度的测量：vxt，式中 x 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，t 为数字计时器显示的滑块(挡光片)
9、经过光电门的时间。2验证的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2。方案二 利用等长摆球完成一维碰撞实验实验器材 带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验步骤1测质量：用天平测出两小球的质量 m1、m2。2安装：把两个等大小球用等长悬线悬挂起来。3实验：一个小球静止，拉起另一个小球，放下时它们相碰。4测速度：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。5改变条件：改变碰撞条件，重复实验。6验证：一维碰撞中的动量守恒。数据处理1摆球速度的测量：v 2gh，式中 h 为小球释放时(或碰撞后摆起的)高度，h 可用
10、刻度尺测量(也可由量角器和摆长计算出)。2验证的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2。方案三 利用两个小车完成一维碰撞实验实验器材光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。实验步骤1测质量：用天平测出两小车的质量。2安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥。3实验：接通电源，让小车 A 运动，小车 B 静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体运动。4测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由 vxt算出速度。5改变条件：改变碰撞条件，重复实验。6验证：一维碰撞中的动量守恒。数据处理
11、1小车速度的测量：vxt，式中 x 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量，t 为小车经过 x 的时间，可由打点间隔算出。2验证的表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2。方案四 利用斜槽滚球验证动量守恒定律实验器材斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等。实验步骤1测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球。2安装：按照图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端水平。3铺纸：白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好。记下重垂线所指的位置 O。4放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复 10 次。用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面。圆
12、心 P 就是小球落点的平均位置。5碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验 10 次。用步骤 4 的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置 M 和被撞小球落点的平均位置 N。如图乙所示。6验证：连接 ON，测量线段 OP、OM、ON 的长度。将测量数据填入表中。最后代入 m1OPm1OMm2ON，看在误差允许的范围内是否成立。7结束：整理好实验器材放回原处。数据处理验证的表达式：m1OPm1OMm2ON。误差分析1系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求。(1)碰撞是否为一维。(2)实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等
13、大，用长木板实验时是否平衡掉摩擦力。2偶然误差：主要来源于质量 m 和速度 v 的测量。注意事项1前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。2方案提醒(1)若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应注意利用水平仪确保导轨水平。(2)若利用摆球进行验证，两摆球静止时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将摆球拉起后，两摆线应在同一竖直面内。(3)若利用两小车相碰进行验证，要注意平衡摩擦力。(4)若利用平抛运动规律进行验证，安装实验装置时，应注意调整斜槽，使斜槽末端水平，且选质量较大的小球为入射小球。3探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不变。如图甲所示，在验证动量守恒定律实验
14、时，在小车 A 的前端粘有橡皮泥，推动小车 A 使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车 B 相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，在小车 A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为 50 Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。小题速验(1)下列操作正确的是_。(填选项前的字母)A一个车上装上撞针是为了改变两车的质量B一个车上装上橡皮泥是为了碰撞后粘在一起C先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源(2)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)。A 为运动起始的第一点，则应选_段来计算 A 的碰前速度，应选_段来计算 A
15、和 B 碰后的共同速度(以上两空填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。(3)已测得小车 A 的质量 m10.34 kg，小车 B 的质量 m20.17 kg，由以上测量结果可得碰前总动量为_kgm/s，碰后总动量为_kgm/s。实验结论：_。(计算结果保留四位有效数字)解析：(1)车的质量可以用天平测量，没有必要一个用钉子而另一个用橡皮泥配重，故选项 A 错误；一个车上装上橡皮泥，这样做的目的是为了碰撞后两车粘在一起有共同速度，故选项 B正确；打点计时器的使用原则是先接通电源，再释放纸带，故选项 C 正确。(2)从分析纸带上打点情况看，BC 段即表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此
16、 BC 段能较准确地描述小车 A 在碰撞前的运动情况，应选用 BC 段计算 A 的碰前速度。从 CD 段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在 DE 段内小车运动稳定，故应选用 DE 段计算碰后 A 和 B 的共同速度。(3)小车 A 在碰撞前速度：v0BC51f m/s3.150 m/s，碰撞前总动量即为小车 A 的动量，p0mAv01.071 kgm/s，碰撞后 A、B 的共同速度：v2.085 m/s，碰后总动量 p(mAmB)v1.063 kgm/s，实验结论：在误差允许的范围内，A、B 碰撞前后动量守恒。答案：(1)BC(2)BC DE(3)1.071 1.063 在误差允许的范围
17、内，A、B 碰撞前后动量守恒基本考点要研透 NO.2 考点一 探究动能定理1考查实验原理与操作如图 1 所示，用质量为 m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。(2017北京高考)(1)打点计时器使用的电源是_(选填选项前的字母)。A直流电源 B交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_(选填选项前的字母)。A把长木板右端垫高B改变小车的质量在不挂重物且_(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。A计时器不打点B计时器打
18、点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为 O。在纸带上依次取 A、B、C、若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为 T。测得 A、B、C、各点到 O 点的距离为 x1、x2、x3、，如图 2 所示。实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为 mg。从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功 W_，打 B 点时小车的速度 v_。(4)以 v2 为纵坐标，W 为横坐标，利用实验数据做出如图 3 所示的 v2-W 图像。由此图像可得 v2 随 W 变化的表达式为_。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含 v2 这个因子；分析 实验结
19、 果的 单位关 系，与 图线 斜率有 关的物 理量 应是_。(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图 4 中正确反映 v2-W 关系的是_。解析：(1)打点计时器使用的电源是交流电源，故选 B。(2)实验中，平衡摩擦力和其他阻力时，应先不挂重物，把长木板右端适当垫高，在小车后面挂上纸带，接通电源，在打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，给小车一个初速度，若小车拖着纸带做匀速运动，则表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。(3)实验中，可认为小车所受的拉力 F 大小为 mg，从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功 WFx2
20、mgx2。在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故 vBxAC2Tx3x12T。(4)根据图线，关系式写为 v2kWb，在直线上取两点，如(1.4102,0.07)(8102,0.38)，代入上式，解得 k4.7，b0.004，在作图误差允许的范围内，表达式可写为 v24.7W。把功的单位用基本单位表示，JNmkgm2s2，容易得出与图线斜率有关的物理量单位为 kg1，故与图线斜率有关的物理量应是质量。(5)若重物质量 m 不满足远小于小车质量 M，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力，由 mg(Mm)a 和 FMa知 FMMmmg，由动能定理得：Fx12Mv2，v
21、22FMx 2mgMmx，而 Wmgx，则实际 v2-W 图线的斜率 k2Mm，重物质量 m 与小车质量 M不变，v2-W 图像仍是过原点的倾斜直线，选项 A 正确。答案：(1)B(2)A B(3)mgx2 x3x12T (4)v24.7W(4.5W5.0W 均认为正确)质量(5)A2考查数据处理质量为 1 kg 的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录下运动的过程，打点计时器所接电源为 6 V、50 Hz 的交流电源。如图甲所示，纸带上 O 点为重物自由下落时打点的起点，选取的计数点 A、B、C、D、E、F、G 依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与 O 点的距离依次为 31.4、70.
22、6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为 mm，重力加速度为 9.8 m/s2，则(1)求出 B、C、D、E、F 各点速度并填入下表。计数点BCDEF速度/(ms1)(2)求出重物下落从起点到 B、C、D、E、F 各点过程中重力所做的功。计数点BCDEF功(J)(3)适当选择坐标轴，在图乙中作出重力做的功与速度的相关量之间的关系图。图中纵坐标表示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成_关系。解析：(1)各点速度由公式 v v xt，求出 vBACt 125.431.410340.02 m/s1.18 m/s，同理 vC1.57 m/s，vD1.96 m/s，
23、vE2.35 m/s，vF2.74 m/s。(2)由重力做的功 Wmgx，求出 WBmg OB 19.870.6103 J0.69 J，同理 WC1.23 J，WD1.92 J，WE2.76 J，WF3.76 J。(3)如图所示。由图可得重力所做的功与速度的平方 v2 成正比。答案：(1)1.18 1.57 1.96 2.35 2.74(2)0.69 1.23192 2.76 3.76(3)见解析图 重力做的功 WG 速度的平方 v2 速度的平方 v2 正比3考查实验创新与设计气垫导轨是研究与运动有关的实验装置，也可以用来研究功能关系。如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块
24、 A 紧靠弹簧但不连接，滑块的质量为 m。(1)用游标卡尺测出滑块 A 上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度 d_cm。(2)利用该装置研究弹簧对滑块做功的大小；某同学打开气源，调节装置，使滑块可以静止悬浮在导轨上，然后用力将滑块 A压紧到 P 点，释放后，滑块 A 上的挡光片通过光电门的时间为 t，则弹簧对滑块所做的功为_。(用题中所给字母表示)(3)利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数，关闭气源，仍将滑块 A 由 P 点释放，当光电门到 P 点的距离为 x 时，测出滑块 A上的挡光片通过光电门的时间为 t，移动光电门，测出多组数据(滑块都能通过光电门)，并绘出 x-1t2图像，如图丙
25、所示，已知该图线斜率的绝对值为 k，则滑块与导轨间的动摩擦因数为_。解析：(1)游标卡尺的读数为d9 mm12 120 mm9.60 mm0.960 cm。(2)由于光电门非常窄，所以挡光片(即滑块)通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，故通过光电门的速度为 v dt，故根据动能定理可得弹簧对滑块所做的功为W12mv2012mdt2。(3)每次都由 P 点释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得：12mdt12mgx112mdt22mgx2，解得：d22g1t22 1t12x2x1，题图丙中 kx1t2，故1t22 1t12x2x11k，解得：d22gk。答案：(1)0.960(2
26、)12mdt2(3)d22gk1考查实验原理与操作如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。(2017天津高考)考点二 验证机械能守恒定律(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_。A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到 50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图乙所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中 O 点为纸带上打出的第一个点。重
27、物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_。AOA、AD 和 EG 的长度 BOC、BC 和 CD 的长度CBD、CF 和 EG 的长度DAC、BD 和 EG 的长度解析：(1)选用质量和密度较大的金属锤、限位孔在同一竖直面内对正都可以降低摩擦阻力对实验结果造成的误差，所以 A、B 正确；动能与重力势能表达式中都含有质量 m，可以约去，故不需要测量出质量 m 的具体数值，C 错误；重物下落之前应该用手拉住纸带上端而不是用手托住重物，D 错误。(2)测出 BC 和 CD 的长度就可以计算出打下 C 点时的速度 vC，再测出 OC 的长度，就可验证
28、 mghOC12mvC2 是否成立，所以 B正确；测出 BD、EG 的长度可计算出打下 C、F 两点时的速度vC 和 vF，再测出 CF 的长度，就可验证 mghCF12mvF212mvC2是否成立，所以 C 正确。答案：(1)AB(2)BC2考查数据处理与误差分析如图 1 所示是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验装置，所用的打点计时器通以 50 Hz 的交流电。(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图 2 所示，其中 O 点为重物刚要下落时打点计时器打下的第一个点，A、B、C 为三个计数点，用刻度尺测得 OA12.41 cm，OB18.60 cm，OC27.21
29、cm，在计数点 A 和 B、B 和 C 之间还各有一个点。已知重物的质量为 1.00 kg，取 g9.80 m/s2。在 OB 段运动过程中，重物重力势能的减少量 Ep_J；重物的动能增加量 Ek_J(结果均保留三位有效数字)。(2)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的_误差(选填“偶然”或“系统”)。由此可知，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是 Ep_Ek(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的速度为零的点的距离 h，算出了各计数点对应的速度 v，以 h 为横轴，以12v2
30、 为纵轴画出了如图 3 所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是：_。乙同学测出该图线的斜率为 k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度 g_k(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(4)丙同学利用该实验装置又做了其他探究实验，分别打出了标号为、的 4 条纸带，其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带，丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的 4 个点，用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为 x1、x2、x3。请你根据下列 x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为_(选填标号)。(取 g9.8 m/s2)6.13 cm,
31、6.52 cm,6.91 cm6.05 cm,6.10 cm,6.15 cm4.12 cm,4.51 cm,5.30 cm6.10 cm,6.58 cm,7.06 cm解析：(1)当打点计时器打 B 点时，重物的重力势能比开始下落时减少了：Epmgh19.80.186 J1.82 J。B 点的瞬时速度等于 AC 段的平均速度为：vBxAC/4T0.272 10.124 10.08 m/s1.85 m/s，则重物动能的增加量为：Ek12mvB21211.852 J1.71 J。(2)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的系统误差；由于纸带通过打点计时器受摩擦阻力、空气阻力，故实验结果比较合
32、理的是 Ep 大于 Ek。(3)根据 mgh12mv2 得：12v2gh，可知12v2h 图线应该是一条过原点的直线，该图线的斜率为 kg，得到的图线不过原点，由题图 3 可知，下落高度为零时，动能的增量不为零，可知在操作中是先释放重物，再接通打点计时器。(4)纸带中打出的点符合相邻相等的条件，则可知相邻两位移间应保证位移之差等于 gt29.8(0.02)2 mm3.9 mm；中位移之差分别为 3.9 mm,3.9 mm；中位移之差为 5 mm，5 mm；中位移之差为 3.9 mm,7.9 mm；中位移之差为 4.8 mm,4.8 mm；故符合条件的为。答案：(1)1.82 1.71(2)系统
33、 大于(3)先释放重物再接通打点计时器 等于(4)3考查实验创新设计如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤 A 拴在长为 L 的轻绳一端，另一端固定在 O 点，在摆锤上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向成 角时静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P 阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度，实验中还应该测得的物理量是_。(2)根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度 v_。(3)根据已知的和测量的物理量，写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为_。解析：(1)(2)根据铁片做平抛运
34、动有：svt，h12gt2，联立可解得：vsg2h，实验中还应该测得的物理量是铁片竖直下落的高度 h 和水平位移 s。(3)摆锤下落过程中机械能守恒，由 mgh12mv2 得：gs24hgL(1cos)。答案：(1)铁片竖直下落的高度 h 和水平位移 s(2)sg2h(3)gs24hgL(1cos)1考查实验原理与操作如图所示，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。考点三 验证动量守恒定律(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_(填选项前的符号)，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
35、 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 S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 P，测量平抛射程 OP，然后，把被碰小球 m2 静置于轨道的水平部分，再将入射球 m1 从斜轨上 S 位置静止释放，与小球 m2 相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_。(填选项前的符号)A用天平测量两个小球的质量 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分别找到 m1、m2 相碰后平均落地点的位置 M、NE测量平抛射程 OM、ON(3)若 两 球 相 碰 前 后 的 动 量 守 恒，其 表 达 式 可
36、 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。解析：(1)小球碰前和碰后的速度都可用平抛运动来测定，即vxt。而由 H12gt2 知，每次运动的竖直高度相等，平抛时间相等。即 m1OPt m1OMt m2ONt；则可得 m1OPm1OMm2ON。故只需测做平抛运动的射程。(2)由(1)中所得表达式知：在 OP 已知时，需测量 m1、m2、OM 和 ON，故必要步骤为 A、D、E。(3)若为弹性碰撞同时满足动能守恒，有12m1OPt212m1OMt212m2ONt2，可得 m1OP2m1OM2m2ON2。
37、答案：(1)C(2)ADE(3)m1OMm2ONm1OPm1OM 2m2ON2m1OP22考查数据处理与误差分析现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中，气垫导轨上有 A、B 两个滑块，滑块 A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块 B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块 A 的质量 m10.310 kg，滑块 B 的质量 m20.108 kg，遮光片的宽度 d1.00 cm；打点计时器所用交流电的频率 f50.0 Hz。将光电门固定在滑块 B 的右侧，启动打点计时器，给滑块 A一向右的初
38、速度，使它与 B 相碰。碰后光电计时器显示的时间为 tB3.500 ms，碰撞前后打出的纸带如图乙所示。若实验允许的相对误差绝对值碰撞前后总动量之差碰前总动量 100%最大为 5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程。解析：按定义，滑块运动的瞬时速度大小 vst 式中 s 为滑块在很短时间 t 内走过的路程。设纸带上打出相邻两点的时间间隔为 tA，则tA1f0.02 stA 可视为很短。设滑块 A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为 v0、v1。将式和图给实验数据代入式得v02.00 m/sv10.970 m/s设滑块 B 在碰撞后的速度大小为 v2，由式有 v2 dtB 代入题给实验数据得 v22.86 m/s设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为 p 和 p，则pm1v0pm1v1m2v2两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为pppp100%联立式并代入有关数据，得 p1.7%5%因此，本实验在误差允许的范围内验证了动量守恒定律。答案：见解析 “课时跟踪检测”见“夯基保分练（三）”(单击进入电子文档)谢观看THANK YOU FOR WATCHING谢