（江苏专版）2019版高考物理二轮复习专题六第二讲力学创新实验课前自测诊断卷（含解析）.doc

1、1力学创新实验考点一 实验情景的设计与创新1.考查重力加速度的测量(2018江苏高考)某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度 g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M 的重锤。实验操作如下：用米尺量出重锤 1 底端距地面的高度 H；在重锤 1 上加上质量为 m 的小钩码；左手将重锤 2 压在地面上，保持系统静止。释放重锤 2，同时右手开启秒表，在重锤 1 落地时停止计时，记录下落时间；重复测量 3 次下落时间，取其平均值作为测量值 t。请回答下列问题：(1)步骤可以减小对下落时间 t 测量的_(选填“偶然”或“系统”)误差。(2)实验要求小钩码的质量 m 要比重锤的质

2、量 M 小很多，主要是为了_。A使 H 测得更准确B使重锤 1 下落的时间长一些C使系统的总质量近似等于 2MD使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做？(4)使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为 m0。用实验中测量的量和已知量表示 g，得 g_。解析：(1)对同一物理量多次测量取平均值的目的是减小偶然误差。(2)设系统运动的加速度为 a，则根据牛顿第二定律得mg(2 M m)a，即 a ，而 H at2，在 H 一定时， a 越小，则 t 越长，这时测mg2M m 12量时间 t 的误差越小。

3、因此实验要求小钩码的质量 m 要比重锤的质量 M 小很多，主要是为了使重锤 1 下落的时间长一些，选项 B 正确。(3)可利用橡皮泥平衡摩擦阻力，其方法为在重锤 1 上粘上橡皮泥，调整橡皮泥的质量直至轻拉重锤 1 能观察到其匀速下落。(4)根据牛顿第二定律得 mg(2 M m m0)a，又 H at2，解得 g 。12 2 2M m m0 Hmt2答案：(1)偶然 (2)B (3)在重锤 1 上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤 1能观察到其匀速下落。2(4)2 2M m m0 Hmt22气垫导轨装置探究恒力做功与物体动能变化间的关系某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置探究恒力做功与物体动能

4、变化间的关系。在气垫导轨上安装了光电门，滑块上固定宽度为 d 的遮光条，用细线绕过定滑轮将质量为M200 g 的滑块 (含遮光条) 与质量为 m30 g 的重物相连，细线与导轨平行。实验时滑块每次都从同一位置 A 处由静止释放，用 x 表示滑块从静止开始到通过光电门的位移大小，用 t 表示遮光条通过光电门的时间。改变光电门在气垫导轨上的位置，测量不同 x 所对应遮光条通过光电门的时间 t，再分别计算拉力做的功 W 和滑块通过光电门时的动能 Ek。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，示数如图乙所示，则 d_cm。(2)实验前调节气垫导轨水平的目的是_。(3)将重物的重力视为滑块受到的拉力，取

5、g9.80 m/s2，用 W mgx 计算出拉力对滑块做的功 W，并计算出滑块动能增量 Ek。计算结果见下表：W/103 J 7.35 8.82 10.29 11.76 13.23 14.70 Ek/103 J 6.39 7.67 8.95 10.23 11.50 12.78(W Ek)/103 J 0.96 1.15 1.34 1.53 1.73 1.92实验结果表明， Ek总是小于 W。你认为这是_(选填“偶然”或“系统”)误差，简要说明你的理由：_。进一步研究表明，拉力对滑块做的功 W 和滑块动能增量 Ek的差值( W Ek)随 x增大而增大，用题中滑块和重物的质量可计算出( W Ek)

6、与 x 的比值_。(计算结果保留两位有效数字)W Ekx解析：(1)由题图乙可知游标卡尺的示数为06 cm0.15 mm0.65 cm。(2)实验前调节气垫导轨水平的目的是使细线的拉力即为滑块的合外力，使滑块重力不做功。(3)因为在实验过程中存在阻力的作用，所以系统动能的增量总小于系统重力势能的3减小量，故为系统误差。由 W mgx，得 mg ，W Ekx W EkWmg mg EkW代入表格中数据可得 0.038 N。W Ekx答案：(1)0.65 (2)保证滑块重力不做功(3)系统 Ek总是小于 W，而不是或大或小，是系统误差 0.038 N3频闪照相验证机械能守恒在“验证机械能守恒定律”

7、的实验中，一实验小组让小球自倾角为 30的斜面上滑下，用频闪相机记录了小球沿斜面下滑的过程，如图所示，测得 B、 C、 D、 E 到 A 的距离分别为 x1、 x2、 x3、 x4，已知相机的频闪频率为 f，重力加速度 g9.8 m/s 2。(1)小球经过位置 D 时的速度 vD_。(2)选取 A 为位移起点，根据实验数据作出 v2x 图线，若图线斜率 k_，则小球下滑过程机械能守恒。(3)若改变斜面倾角进行实验，请写出斜面倾角大小对实验误差的影响：_。解析：(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知经过 D 点的速度等于 CE 段的平均速度，则有： vD 。x4 x22T x

8、4 x2 f2(2)取小球从 A 到 B 进行分析，则减小的重力势能为 Ep mgxsin 30 mgx，增加的12动能为 Ek mv20 mv2，利用 v2x 来处理数据，小球从 A 到 B 机械能守恒，12 12则有： mv2 mgx，即 v2 gx，由此可知作出的 v2x 图线是一条经过原点的直线，斜12 12率为 k g9.8 m/s 2。(3)在垂直斜面方向，根据平衡条件有： FN mgcos ，若斜面倾角增大，则正压力减小，摩擦力减小，则误差越小。答案：(1) (2)9.8 m/s 2 (3)斜面倾角越大，误差越小 x4 x2 f2考点二 实验器材的等效与替换4.用电子秤替换弹簧测

9、力计一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。4(1)如图(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶_时电子秤的示数F。(2)如图(b)，将三根细线 L1、 L2、 L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉 A 和水壶杯带上。水平拉开细线 L1，在白纸上记下结点 O 的位置、_和电子秤的示数 F1。(3)如图(c)，将另一颗墙钉 B 钉在与 O 同一水平位置上，并将 L1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中 L2的方向拉开细线 L2，使_和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数 F2。(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力 F、

10、F1、 F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、 F2的合力 F的图示，若_，则平行四边形定则得到验证。解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，应记下水壶静止时电子秤的示数 F。(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点 O 的位置的同时也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数 F1。(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点 O 点位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点 O 的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数 F2。(4)根据平行四边形定则作出 F1、 F2的合力 F的图示，若 F 和 F在误差范围内重合，则平行四

11、边形定则得到验证。答案：(1)静止 (2)三根细线的方向 (3)结点 O 的位置(4)F 和 F在误差范围内重合5光电门替换长木板、打点计时器如图甲所示，在水平桌面上，一轻质弹簧左端固定，右边紧贴着一个带有遮光片的物块(物块与弹簧不拴接)，物块在 B 处时，弹簧处于原长， B 处放置有光电门，开启光电门，缓慢推动物块向左移动至 A 处，然后将物块由静止释放，物块被弹出经过光电门，最终停在 C 处，重力加速度为 g。5(1)若要用上述装置测定滑块和水平面之间的动摩擦因数 ，除了测量遮光片宽度 d和遮光片挡光时间 t，还需测量的物理量是_。若该物理量用字母 x 表示，则动摩擦因数的表达式为 _(用符号表示)。(2)如图乙，用游标卡尺测得遮光片宽度 d_cm。(3)某同学认为，若再测出物块质量 m，就可以测得物块在 A 处时弹簧的弹性势能，即Ep 测 。显然 Ep 测 _Ep 真 (选填“” “Ep 测 ，故 Ep 测 小于 Ep 真 。md22t2答案：(1) BC 长度 (2)0.600 (3)” “”或“2Hd2x2 t 28