(2)
根据装置可以分析出 P、Q的速度大小相等，验证表达式为 ___________ ;
若要验证物块 R与物块P的沿绳分速度相等，则验证表达式为 ____________________
g,则验证系统机械能守恒的表达式为 _____________________ .
2H J4H2+ d2
(3)
⑷若已知当地重力加速度
【答案】(1)BCD (2)t1— t2 x2 「 x2 , x2
—(4)
gH 2t32 + 2t22+ 2t12
【解析】(1)为了能完成实验目的，除了记录 P、Q、R三个遮光片的遮光时间 的物理量有：两个定滑轮的距离
t1、t2、t3外，还必需测量
d; R的遮光片到c的距离H ;遮光片的宽度 x;故选B、C、D.(2)根据装
x VP—.;
t1
H
x
置可以分析出P、Q的速度大小相等，根据v— A*可知，验证表达式为t1 — t2.(3)P经过遮光片时的速度
At
RP
R经过遮光片时的速度 VR—J若要验证物块与物块的沿绳分速度相等,
则需验证 VRCOS 0—
*3 2H
—VP,整理可得?-羽|_|2 + d2.(4)验证系统机械能守恒的表达式为
x
mgH — 2mvP^ + 2mv&+ ?mv於，其中 t1， vp—
:,VR—:，联立解得
5.
机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为
为d的金属小球在一定高度 h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外 线的时间t，改变小球下落高度
在 验证m、直径
甲
乙
h,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷
(1) 的直径
用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球d — _______ mm ;
⑵为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象
1
A.h-1图象
B.h-［图象 C.h-12图象
1
D.h —卫图象
1
？mv2总是稍小于重力势能减少量 mgh,你认为增加释
(3)经正确的实验操作， 小明发现小球动能增加量
放高度h后，两者的差值会 (填增大”缩小”或不变”).
【答案】(1)17.806(17.804 ?17.808 均可)(2)D
⑶增大
【解析】(1)螺旋测微器的读数为 d = 17.5 mm + 30.6 X 0.01 mm= 17.806 mm (2) 减小的重力势能若全部转化为动能，则有
1 、
mgh= gmv2,小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬
d 1 d 1
时速度，故v= d，联立可得h =函早2，故作h —卞图象，D正确.
1
(3) 由于实验中存在空气阻力，所以发现小球动能增加量
2山，总是稍小于重力势能减少量 mgh，若增加
释放高度h，则阻力做功增大，系统损失的机械能增加，所以两者的差值会增大 6.
证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，
在用 落体法”做 验如图甲所示.他舍弃
前面密集的点，以 O为起点，从A点开始选取纸带上连续点 A、B、C……，测出O到A、B、C……的距离 分别为m、h2、h3 .电源的频率为f.
甲
乙
(1) _______________________________________________ 为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是 A. 选用铁质重锤
B. 安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上 C. 释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直 D. 重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直 (2)
打B点时，重锤的速度
VB为
.
⑶小明用实验测得数据画出的
V2— h图象如图乙所示.图线不过坐标原点的原因是 ___________
—h图线，并与其比较, 其中正确的是
⑷另有四位同学在图乙的基础上,
I)
(1)ABC (2严一讪 (3)打下0点时重锤速度不为零 (4)B 【答
案】
【解析】(1) 为了减小阻力的影响，实验时重锤选择质量大一些的，体积小一些的，故 点计时器使两限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，故
A正确；安装打
B正确；释放纸带前，手应提纸带上端并
D错误.
使纸带竖直，可以减小阻力，故 C正确；重锤下落过程中，手不能拉着纸带，故
(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知,
h3 — h1 (h3— h1)f
B点的瞬时速度 VB =
2T
⑶图线不过原点，h=0时，速度不为零，可知打下 0点时重锤速度不为零. ⑷不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，两图线交于同一点，故
B正确，A、C、D错
7.
处由静止开始下落，打点计时
用如图甲所示的实验装置验证 m1、m2组成的系统机械能守恒， m2从高
器频率为50 Hz , m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律 如图乙给出的是实验中获取的一条纸带： 0是打下的第一个点 海相邻两计数点之间还有 4个点(图中未标出), 计数点间的距离如图所示.已知m1 = 50 mg, m2= 150 mg.(结果均保留两位有效数字)
.
jijzi ___ —n1 甲
Efl
1 ] 2 * ? ? ■ 单位：cm ( * 3&40 2LH)
(1) 在纸带上打下计数点 _____ 5时的速度v= m/s.
⑵在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量
AEk=
J,系统势能减少
△EP =
J(当地重力加速度g约为9.8 m/s2)
1
⑶若某同学作出2V2— h图象如图丙所示，则当地的重力加速度 【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.59 (3)9.7
【解析】(1)由于每相邻两个计数点间还有 4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点
g = _________ m/s2.
T = 0.1 s,
5的瞬时速度:
=2.4 m/s.
V5 = = ------------------------ m/s
5
2T 2 X 0.1
X46 0.216 0+ 0.264 0
⑵在0?5过程中系统动能的增量 系统重力势能的减小量为
1 1
AEk = 2(m1 + m2)v0= 2 X 0.2 X勾4~ 0.58 J.
(m2— m1)gx5= 0.1 X 9.8 X (0.3+ 0.216 0) J ?0.59 J.
1 2
(m2 — m1)gh= ?(m1 + m2)v2,
⑶本题中根据机械能守恒可知， 即有：
m2——m1
m1 + m2gh，所以2V2- h图象中图象的斜率不表示重力加速度,
5.82
=4.85，故当地的实际重力加速度 1.20
g= 9.7 m/s2.
由图可知，斜率 8.
某学生做探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验时把弹簧竖直悬挂起来，在
下端挂钩码，每增加一 只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度 x，数据记录如表所示.
O
钩码个数 弹力F/N 弹黄伸长的长度 x/cm 0 0 0 I1 1.0 2.00 X 乙 2 2.0 3.98 3 3.0 6.02 4 4.0 7.97 5 5.0 9.95 6 6.0 11.80 7 7.0 14.00 (1)根据表中数据在图甲中作出 F — x图线; ⑵根据F — x图线可以求得弹簧的劲度系数为 __________ N/m ;
(3) ___________________________________________ 估测弹簧弹力为5 N时弹簧的弹性势能为 J.
⑷一位同学做此实验时得到如图乙所示的 F — x图线，说明此同学可能出现了哪种错误?
2020物理高考备考专题《力学实验》（高考押题）（附答案解析版）
