(2)本实验不是先用一根绳拉,然后用两根绳去拉,使一根绳拉力的作用效果与两根绳拉力的作用效果相同,而是三根绳都直接拉O点,所以O点的位置可以改变。若桌面不水平,绳中拉力仍等于钩码重力,对实验以及实验结论无影响。 答案(1)m 6.(考点3)(2019湖北荆州二模)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,然后由静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A、O之间的距离x。 (1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是v= 。 (2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量 。(填字母序号) A.弹簧原长 B.当地重力加速度 C.滑块(含遮光片)的质量 (3)若气垫导轨左端比右端略高,弹性势能的测量值与真实值比较将 (填字母序号)。 A.偏大 B.偏小 C.相等 解析(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动,故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度。有 v=; (2)弹簧的弹性势能等于物体增加的动能,故应求出物体的动能,根据动能表达式可知,应测量滑块的质量。故选C; (3)若气垫导轨左端比右端略高,导致通过两光电门的时间将减小,那么测得的速度偏大,因此弹性势能的测量值也偏大。故选A。 答案(1) (2)C (3)A 7.(考点3)(2019安徽黄山二模)某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。气垫导轨倾斜固定在水平桌面上,导轨A点处有一带挡光片的滑块,滑块与挡光片的总质量为M,挡光片的宽度为d,滑块通过细线跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩码相连,连接滑块的一段细线与导轨平行,每个钩码的质量为m。开启气泵,滑块恰好能静止于A点。导轨上B点处固定一个光电门,挡光片到光电门的距离为L(L小于钩码到定滑轮的距离)。已知当地重力加速度为g。 (1)该同学用游标卡尺测出挡光片的宽度d=0.952 cm,则该同学用的游标卡尺是 分度(选填“ 0”“ 0”或“50”)。 (2)某时刻只撤去钩码2,让滑块从A点静止开始运动,已知光电门记录挡光片挡光时间为Δt,则滑块通过B点的瞬时速度为 (用题目中所给的物理符号表示)。 (3)在滑块从A点运动到B点的过程中,为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒,需要验证的关系式为 (用题目中所给的物理符号表示)。 解析(1)10分游标卡尺将9mm等分成10份,每份0.9mm,和主尺一格差0.1mm,精度0.1mm;20分游标卡尺将19mm等分成20份,每份0.95mm,和主尺一格差0.05mm,精度0.05mm;50分游标卡尺将49mm等分成50份,每份0.98mm,和主尺一格差0.02mm,精度0.02mm;游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读,所以该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度d=0.952cm=9.52mm,用的游标卡尺是50分度。 (2)极短时间内的平均速度等于瞬时速度,则滑块通过B点的瞬时速度为v= 。 (3)开启气泵,滑块恰好能静止于A点,根据平衡条件则有:Mgsinθ=2mg;只撤去钩码2,让滑块从A点静止开始运动,系统重力势能的减小量为ΔEp=MgLsinθ-mgL=mgL,动能的增加量为:ΔEk=(M+m)v=(M+m) 2 2 ,为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒,需要验证的关系式 2 为ΔEk=ΔEp,即mgL= (M+m) 。 答案(1)50 (2) (3)mgL= (m+M) 2 8.(考点3)(2019广东肇庆二模)用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系,木板上固定两个完全相同的遮光条A、B,用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连,木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上,轨道放在水平桌面上,P为小桶(内有沙子),滑轮质量、摩擦不计。 (1)实验中轨道应倾斜一定角度,这样做的目的是 。 (2)用游标卡尺测量遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度d= cm。 (3)实验主要步骤如下: ①测量木板(含遮光条)的质量M,测量两遮光条间的距离L,按图甲所示正确连接器材; ②将木板左端与轨道左端对齐,静止释放木板,木板在细线拉动下运动,记录弹簧测力计示数F及遮 光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2,则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk= ,合外力对木板做功W合= 。(以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示) ③在小桶中增加沙子,重复②的操作,比较W合、ΔEk的大小,可得出实验结论。 解析(1)由于探究的是功和动能的关系,而功是合力所做的功,所以要平衡摩擦力,即将导轨的一端垫高,使摩擦力与重力沿斜面的分力平衡。 (2)游标卡尺的读数为主尺与游标尺的读数之和,则遮光条的宽度为:d=5mm+12× 0mm=0.560cm。 (3)先求出遮光条通过光电门的速度分别为:v1= ,v2= 则两个遮光条通过光电门的动能的变化为: ΔEk= Md 2 合外力是绳的拉力,所以合外力的功为:W合=FL。 答案(1)平衡木板受到的摩擦力 (2)0.560 (3) Md 2 FL
通用版2020版高考物理大二复习专题强化练十六力学实验及创新含解析
