高考实验题专项训练2 力学实验(二)
1．(2017·西安市铁一中学月考)某同学用如图甲所示装置测量滑块及水平桌面之间动摩擦因数．实验过程如下：
(1)如图乙所示，用游标卡尺测量固定于滑块上遮光条宽度d＝________.
(2)在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门及数字计时器(图中未画出)连接． (3)用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门距离x.释放滑块，测出滑块上遮光条通过光电门所用时间t，则此时滑块速度v＝________.
(4)通过在滑块上增减砝码来改变滑块质量m，仍用滑块将弹簧压缩到(3)中位置，重复1(3)操作，得出一系列滑块质量m及它通过光电门时速度v值．根据这些数值，作出v2-图
m象如图丙所示．已知当地重力加速度为g.由图象可知，滑块及水平桌面之间动摩擦因数μ＝________.继续分析这个图象，还能求出物理量是______________________．
解析：(1)遮光条宽度d＝5 mm＋0.05 mm×14＝5.70 mm. d
(3)滑块速度v＝.
t
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(4)由动能定理可知：W－μmgx＝mv2，即v2＝2W·－2μgx，由图象可知2μgx＝b，解
2mbbb
得μ＝；由图线可知2W＝，解得W＝.故还能求出物理量是每次弹簧压缩时具有弹性
2gxa2a势能．
b
答案：(1)5.70 mm (3)d/t(或5.70/t) (4) 每次弹簧压缩时具有弹性势能
2gx
2．(2017·南昌二中第四次月考)用图示装置测量重锤质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门．调整重锤高度，使其从适当位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录挡光时
2
间分别为t1、t2、…，计算出t20、t1…
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(1)挡光时间为t0时，重锤加速度为a0.从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应挡ai
光时间为ti，重锤加速度为ai.则＝________(结果用t0和ti表示)．
a0
ai
(2)作出-i图线是一条直线，直线斜率为k，则重锤质量M＝________. a0
(3)若重锤质量约为300 g，为使实验测量数据合理，铁片质量m0比较恰当取值是________．
A．1 g C．40 g
B．5 g D．100 g
d
解析：(1)挡光时间为t0时，重物通过光电门速度v0＝，挡光时间为ti时，重物通过光
t0
daiv2t2i02
电门速度vi＝，由2ax＝v得＝2＝2.
tia0v0ti
M－nm0[M＋im0－?n－i?m0]ai2im0ai
(2)由题意知a0＝ g，ai＝ g，则＝1＋，-i图线斜
a0M＋nm0M＋nm0M－nm0a0
2＋nk2m0
率k＝，可得M＝m0.
kM－nm0
ai
(3)要使每次移动铁片加速度变化明显，也就是做出-i图线斜率较大，又能尽可能多描a0
绘多个点其合理m0值应为所给C选项．
2＋nkt20
答案：(1)2 (2)m0 (3)C
tik
3．(2017·长春外国语学校高三质检)测量小物块Q及平板P之间动摩擦因数实验装置如图所示．
AB是半径足够大、光滑四分之一圆弧轨道，及水平固定放置P板上表面BC在B点相
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切，C点在水平地面垂直投影为C′.重力加速度为g.实验步骤如下：
①用天平称出物块Q质量m；
②测量出轨道AB半径R、BC长度L和CC′高度h；
③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D； ④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小圆围住，用米尺测量圆心到C′距离s. (1)用实验中测量量表示：
(ⅰ)物块Q到达B点时动能EkB＝________； (ⅱ)物块Q到达C点时动能EkC＝________；
(ⅲ)在物块Q从B运动到C过程中，物块Q克服摩擦力做功Wf＝________； (ⅳ)物块Q及平板P之间动摩擦因数μ＝________. (2)回答下列问题：
(ⅰ)实验步骤④⑤目是________．
(ⅱ)已知实验测得μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量误差之外，其他可能是________(写出一个可能原因即可)．
解析：(1)从A到B，由动能定理得：mgR＝EkB－0，则物块到达B时动能EkB＝mgR；1
离开C后，物块做平抛运动，水平方向：s＝vCt，竖直方向：h＝gt2，物块在C点动能EkC
212mgs2112＝mvC＝；由B到C过程中，由动能定理得：－Wf＝mv2C－mvB，克服摩擦力做功为24h22mgs2mgs2Rs2Wf＝mgR－；由Wf＝μmgL＝mgR－，则μ＝－. 4h4hL4hL
(2)实验步骤④⑤目是通过多次实验减小实验结果误差；实验测得μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量误差之外，其他可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等．
mgs2mgs2Rs2
答案：(1)mgR mgh－ － 4h4hL4hL
(2)通过多次实验减小实验结果误差 圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等
4．(2017·长沙市长郡中学第四次月考)物理小组同学用如图甲所示实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺竖直杆、光电门1和2组成光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点)，小球释放器(可使小球无初速释放)、网兜．实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2时间t，并从竖直杆上读出两光电门间距离h.
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高考实验题专项训练2
