“三大联盟”自主招生物理培优:力学实验(5)

2019-06-05 10:05

的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度,如图甲所示,图示的读数是 ▲ mm;

⑵科学规律的发现离不开科学探究,而科学探究可以分为理论探究和实验探究。下面我们追寻科学家的研究足迹用两种方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系。 Ⅰ.理论探究:

根据牛顿运动定律和有关运动学公式,推导在恒定合外力的作用下,功与物体动能变化间的关系,请在答题纸上对应位置写出你的推导过程。 Ⅱ.实验探究:

①某同学的实验方案如图乙所示,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中还应该采取的两项措施是:

a.______ _▲ ___;b. _▲ ____; ②如图丙所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T。距离如图。则打C点时小车的速度为 ▲ ;要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有 ▲ 。

⑴104.05(或104.10也得分)(2分)

⑵Ⅰ推导(2分):牛顿第二定律得F合=ma,由运动学公式得v2-v1=2ax,由功的定义

2

2

A △x1 B △x2 C △x3 丙

D △x4 E △x5 F 式

W合 =F合x,三式联立得W合 =

1122mv2?mv1 22 Ⅱ①a.平衡摩擦力(1分) b.钩码的重力远小于小车的总重力(1分) ②

(2分,其它正确也得分) 钩码的重力和小车的总质量 (2分)

?x2??x32T25、(10分)(启东市2008届高三第一次调研)在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中,打点计时器接在50HZ的低压交变电源上。某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出).从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中,如图所示,由此可以得到一条

O y a b c d e x 表示v-t关系的图线,从而求出加速度的大小.

A B C D E F ⑴请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作答在右图上),并

指出哪个轴相当于v轴?答: ;

⑵从第一个计数点开始计时,为求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?答: ;

⑶若测得a段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的长度为10.0cm,则可求出加速度的大小为 m/s.

⑴v-t图线如图所示 (2分) y轴相当于v轴 (2分) ⑵ b (3分) ⑶ 2.0 (3分)

26、(10分)(启东市2008届高三第一次调研)如图所示,质量不同的两个物体A和B,用跨过定滑轮的细绳相连.开始时B放在水平桌面上,A离地面有一定的高度,从静止开始释放让它们运动,在运动过程中B始终碰不到滑轮,A着地后不反

弹.不计滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量,用此装置可测出B物体与水平桌面间的动摩擦因数μ.

⑴在本实验中需要用到的测量工具是 ;

A B 2

需要测量的物理量是 ; (写出物理量的名称并用字母表示)

⑵动摩擦因数μ的表达式为μ= . (1)天平,刻度尺; (4分)

A距地面的高度h,B在桌面上滑行的总距离s,A、B的质量mA、mB (3分)

?? (2)

mAh?mA?mB?s?mAh (3分)

27、(江苏省南京市2008 届高三质量检测)下列三个力学实验中体现出的共同的物理思想方法是( )B

A.极限法

B.放大法

C.控制变量法

D.等效替代法

4.(10分)(江苏省南京市2008届高三质量检测)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2。

(保留二位有效数字)

(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及

对应的

1,数据如下表: m1 2 3 4 5 6 7 8 实验次数 小车加速度 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 a/m·s—2 小车质量 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67

m/kg 1/kg?1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 m11 请在方格坐标纸中画出a?图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数

mm之间的关系式是 。

(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验

数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)所示。 该图线不通过原点,其主要原因是 。

(1)a=3.2m/s(3分) (2)如图所示,a?2

1(m/s2) 2m (作图3分,结论2分)

(3)实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分(2分)

28、 ( 10 分)(镇江市2008届期初教学情况调查)某同学在“探究当外力一定时,加速度和质量的关系”的实验时.得到下表中的实验数据, ( l )这位同学决定使用 a 一 1 / m 图象来处理这些数据,而不用a一 m 图象来处理这些数据的原因是 ▲ a~m图象是曲线,作图误差较大,

▲a~1/m是直线,且过原点,作图误差小。 ( 2 )请作出 a 一 1 / m 图象,根据作出的图象,可以得到的结论是

▲ 过原点的一条直线, ▲

29、(6分)(镇江市2008届期初教学情况调查)为了“探究碰撞中的不变量”,小明在光滑桌面上放有 A 、 B 两个小球. A 球的质量为0.3kg ,以速度 8 m/ s 跟质量为0.1kg 、静止在桌面上的 B 球发生碰撞,并测得碰撞后 B 球的速度为 9 m/s , A 球的速

度变为 5m / s ,方向与原来相同.根据这些实验数据,小明对这次碰撞的规律做了如下几种猜想

[猜想 1] 碰撞后 B 球获得了速度, A 球把速度传递给了 B 球.

[猜想 2] 碰撞后 B 球获得了动能, A 球把减少的动能全部传递给了 B 球.你认为以上的猜想成立吗?若不成立,请你根据实验数据,通过计算说明,有一个什么物理量,在这次的碰撞中, B 球所增加的这个物理量与 A 球所减少的这个物理量相等? ①△VA≠△VB ; △EkA≠△EkB ; △pA=△pB ;

30、(9分) (南通市2008届基础调研测)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每10mL溶液中有纯油酸5mL.用注射器测得1mL上述溶液有液滴50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓,再将玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为1cm.则:

①油膜的面积约为多少?(保留两位有效数字) ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?

③根据上述数据,估算出油酸分子的直径.(保留一位有效数字)

①84cm2(82 cm2 ~85 cm2都给分) ②V?(2分)

(2分)

4

5?5mL?1.0?10mL 410?50V1.0?10?5cm?1?10?7cm ③d??S84(2分)

31、(海门市2008届第一次诊断性考试)2004年7月25日,中国用长征运载火箭成功地发射了“探测2号”卫星.右图是某监测系统每隔2.5s拍摄的关于起始匀加速阶段火箭的一组照片.

(1)已知火箭的长度为40 m,用刻度尺测量照片上的长度,结果如图所示.则火箭在照片中第2个像所对应时刻的瞬时速度大小v=____________m/s. (2)为探究物体做直线运动过程中s随t变化的规律,某实验小组经过实验和计算得到下表的实验数据:

A?B 物体运动

的起止点

所测的 物理量 时间t(s) 时间t2(s2) 位移s(m)

测量次数 1 0.89 0.79 0.25

2 1.24 1.54 0.50

3 1.52 2.31 0.75

4 1.76 3.10 1.00

5 1.97 3.88 1.25


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