专题突破10 力学实验-2021【创新设计】新高考物理二轮专题复习（江苏）配套word

专题十　力学实验 热点追踪　(难度中等或偏难，命题指数★★★★★。复习目标：保本冲重) 2018 2019 2020 力学实验 T11：测量重力加速度 T10：验证动能定理 T11：测量重力加速度 重要考点 测量做直线运动物体的瞬时速度、探究弹簧弹力与形变量的关系、探究两个互成角度的力的合成规律、探究加速度与物体受力、物体质量的关系、探究平抛运动的特点、探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系、验证机械能守恒定律、验证动量守恒定律。 重要方法 图象法、逐差法、等效替代法、控制变量法、比较法、近似法、倍数法、整体法 要点再现 1.(2020·江苏七市第三次调研)验证“力的平行四边形定则”，如图1所示，实验步骤如下： 图1 ①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为O1； ②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向； ③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O1，记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向； ④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3； ⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F； ⑥比较F3和F的一致程度。 (1)下列说法中正确的是________。 A.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上 B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取30°、45°、90°等特殊角度 C.系在橡皮条末端的两绳要一样长 D.同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1 (2)改变F1、F2，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置O2，位置O2________(选填“必须”或“不必”)与位置O1相同。 (3)实验记录纸如图2所示，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；两个力的大小分别为：F1＝3.0 N，F2＝3.5 N。请根据图中给出的标度作出F1和F2的合力，测得合力F＝________ N。 图2 (4)实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半。请说明这样操作________(选填“合理”或“不合理”)，理由是________。 解析　(1)本实验要验证力合成的平行四边形定则，只有两分力大小相等时，橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上，而本实验对两个分力大小没有要求，只需要同一实验中力的作用效果相同即可，选项A错误；本实验属于验证实验，不需要取特殊角度，选项B错误；细绳只是为了连接测力计和橡皮条的，长短没有要求，适当即可，选项C错误；同时改变两个分力大小，合力可能保持不变，结点仍在位置O1，选项D正确。 (2)实验只需保证每一次实验中合力与分力作用效果相同，不同实验中力的作用效果可以不同，所以位置O2与位置O1不必相同。 (3)根据力的图示做出图象如下： 并测量得到合力大小为3.8 N。 (4)两绳夹角小于90°，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，实验操作不合理，因为两分力夹角为锐角时，合力大小大于分力，一个分力已经接近量程，那么只用一个弹簧测力计拉时(合力大小)会超过其量程。 答案　(1)D　(2)不必　(3)图见解析　3.8(3.7～3.9均可)　(4)不合理　只用一个弹簧力计拉时会超过其量程 2.(2020·常州市教育学会学业水平监测)如图3所示为探究物体运动加速度与物体质量、物体受力关系的实验装置，砂和砂桶质量用m表示，小车和车上所加砝码总质量用M表示，小车运动加速度用a表示。 图3 (1)实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡摩擦力，该步骤中________(选填“要”或“不要”)将纸带和小车连接好并穿过打点计时器； (2)在探究加速度与小车质量关系过程中，应该保持________不变； (3)通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出多组a、M数据，根据数据所作的a－图线可能是下图中的________； (4)根据图象，该实验过程中小车和砝码总质量M应________(选填“远大于”“远小于”或“接近”)砂和砂桶质量m。 解析　(1)实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡摩擦力，该步骤中要将纸带和小车连接好并穿过打点计时器。 (2)在探究加速度与小车质量关系过程中，应该保持拉力不变，即砂和砂桶重力不变。 (3)在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持砂和砂桶质量m不变，改变小车质量M，在小车质量M远大于砂和砂桶质量m时，即当满足M≫m时，可以认为小车受到的拉力(合力)F＝mg，此时加速度a与小车质量M成反比，以图象向下弯曲，故选项C正确。 图象应是过原点的直线，当小车质量M不远大于重物质量m时，小车受到的拉力明显小于重物重力，a－横轴，a为纵轴，则a－ (4)根据图象，该实验过程中小车和砝码总质量M应远大于砂和砂桶质量m。 答