二、实验题组合练
B卷
v2
1．(2016·石家庄模拟)用圆锥摆可以粗略验证向心力Fn＝m的
r表达式．实验方法如下：细线一端固定在铁架台上O点，另一端悬挂一小钢球．将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使O点和同心圆的圆心连线与水平桌面垂直．用手带动小钢球使它沿纸上某个圆匀速转动起来．已知重力加速度为g.
(1)实验中需要测量小钢球从第1次到第n次经过圆上某位置所需要的时间t、圆的半径r以及______________________________；
(2)小钢球运动的线速度v＝________________；
(3)要验证向心力的表达式成立，只需验证等式_____________成立即可．
解析：小钢球匀速转动的周期T＝
2πrt
，线速度v＝＝
Tn－1
2πr（n－1）r
；设θ为细线与竖直方向的夹角，因为tan θ＝，因此thv2r
小钢球受到的合外力为F合＝mgtan θ＝mg，向心力Fn＝m＝
hr
22
4π2r（n－1）24π（n－1）gm，若F合＝Fn，则＝.
ht2t22πr（n－1）
答案：(1)悬点O到桌面的距离h (2) t
22
g4π（n－1）(3)＝ ht22．某探究性学习小组利用如图1所示装置探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系．
(导学号 59230128)
图1
图2
(1)下列实验方法，可以采用________． A．等效法 C．放大法
B．控制变量法 D．累积法
(2)实验中，通过向小车放入钩码来改变小车质量，只要测出小车从长为L的斜面顶端滑至底端的时间t，就可以由公式a＝________求出加速度．
(3)实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出长木板顶端到水平面的高度h，求出倾h角α的正弦值sin α＝.某同学记录了高度和加速度的对应值，并在
L
坐标纸上建立适当的坐标系后描点作图如图2，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g＝________m/s2.
解析：(1)要探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系，由于有两个变量，可采用控制变量法，B正确．(2)小车在12L
光滑斜面上做初速度为零的匀加速运动，由L＝at2可得a＝2.
2t
(3)小车在光滑斜面上运动时，其加速度a＝gsin α，a－sin α图象的斜率表示重力加速度，得g＝9.6 m/s2.
2L
答案：(1)B (2)2 (3)9.6
t
3．(2016·北京卷)利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验．
①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．
A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量
②除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码)
③实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.
已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝______________，动能变化量ΔEk＝____________．
④大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________．
A．利用公式v＝gt计算重物速度 B．利用公式v＝2gh计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
⑤某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2－h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确．
解析：①在“验证机械能守恒定律”实验中，重物下落，重力势能减少，动能增加，要验证机械能是否守恒，需比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量大小是否相等，故选A.