实验题考向2 力学创新实验-2020高考物理【试吧大考卷】二轮复习专项分层特训卷

考向2　力学创新实验 1．[2019·山东潍坊高三统考]某同学用如图所示装置测量物块与木板间的动摩擦因数．将木板放在水平桌面上，前侧固定刻度尺，左端固定光电门，前沿上方固定有遮光片的物块从光电门左侧沿木板向右滑动，最后停在图中位置．测出遮光片通过光电门的挡光时间t，用游标卡尺测出遮光片的宽度d，并测出物块通过光电门后滑行的距离L. (1)物块停止时前沿对应刻度尺的刻度是________cm. (2)物块与木板间的动摩擦因数μ＝________(用所测物理量的符号及重力加速度g表示)． 答案：(1)88.67(88.65～88.68均可)　(2) 解析：(1)由刻度尺的读数规则可知，刻度尺的刻度应为88.67 cm. (2)由题意可知物块通过光电门的速度大小为v＝，又由运动学公式知v2＝2aL，根据牛顿第二定律μmg＝ma，整理解得μ＝. 2．用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值．请回答相关问题： (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的________方法； A．理想实验法　　　　　　B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)图中是在研究向心力的大小与________的关系． A．质量m B．角速度ω C．半径r (3)若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为(　　) A．1：9 B．3：1 C．1：3 D．1:1 答案：(1)C　(2)B　(3)B 解析：(1)验证向心力F与质量m、角速度ω、半径r的关系，需要先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，采用控制变量法，应选C. (2)图中所展示的是两球质量相同，转动半径相同，皮带围绕在不同半径的转轮上，其角速度不同，验证的是向心力与角速度的关系，应选B. (3)由向心力公式F＝mω2r＝m2r，皮带速度一定，转动半径相同，两球质量相同，则FR2＝常数，变速轮塔对应的半径之比为3:1，应选B. 3．某同学用一弹簧测力计和一橡皮条做验证平行四边形定则的实验，装置如图所示．实验步骤如下： ①将贴有白纸的木板竖直固定，将橡皮条上端挂在木板上O点； ②将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点．a端系在橡皮条下端，c端暂时空置，b端挂一钩码，钩码静止后，记录钩码重力G的大小和方向； ③以O为圆心以OP为半径，画一圆弧； ④用弹簧测力计钩住c端，向右上方缓慢拉，调整拉力方向，使结点P移到图中所示位置，记录该位置和弹簧测力计的示数；[来源:Z_xx_k.Com] ⑤在白纸上作出各力的图示，验证平行四边形定则是否成立． (1)第④步中还应记录的是________________________________________________________________________； (2)第⑤步中，若橡皮条拉力与弹簧测力计拉力的合力大小等于________，方向________则可验证平行四边形定则． 答案：(1)弹簧测力计拉力(即细线Pc)的方向　(2)G　竖直向上 解析：(1)第④步中还应记录的是弹簧测力计拉力(即细线Pc)的方向，以便⑤中验证平行四边形定则． (2)第⑤步中，钩码的重力、橡皮条的拉力和弹簧测力计的拉力三力平衡，则橡皮条拉力与弹簧测力计拉力的合力大小等于重力G，方向与重力方向相反，即竖直向上． 4．[2019·潍坊质检]某实验小组设计了如图甲所示实验装置，探究滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系．在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了多组实验，将位移传感器和力传感器得到的多组数据输入计算机进行处理，得到了两条a ­ F图线①、②，如图乙所示． (1)实验时，一定要进行的操作是________． A．改变托盘中砝码的个数 B．滑块在轨道水平和倾斜的两种情况下必须在同一位置由静止释放 C．用天平测出托盘的质量 D．为减小误差，实验中一定要保证托盘和砝码的质量远小于滑块的质量 (2)在轨道倾斜的情况下得到的a ­ F图线是________．(选填①或②) (3)滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________.(重力加速度g取10m/s2) 答案：(1)A　(2)①　(3)0.5　0.2 解析：(1)由于探究加速度与合外力的关系，所以应改变物块的合外力，即改变托盘中砝码的个数，故A正确；滑块