专题15 力学实验3-必修二实验汇-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（全国通用）

专题15 力学实验3-必修二实验汇 （2012-2021） 目录 7 题型二、验证动能定理 9 题型三、验证机械能守恒定律 题型一、验证平抛运动的规律 1.（2021全国乙）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________ ，竖直分量大小为___________ ； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________ 。 【答案】 (1). 1.0 (2). 2.0 (3). 9.7 【解析】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为 [2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得 （2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得 代入数据可得 2.（2020天津）.某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。 ①为了正确完成实验，以下做法必要的是________。 A.实验时应保持桌面水平 B.每次应使钢球从静止开始释放 C.使斜面的底边ab与桌边重合 D.选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 ②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动 ，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为 、 、 ，示意如图2。重力加速度 ，钢球平抛的初速度为________m/s。 ③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是________。 【答案】 (1). AB (2). 2 (3). 方便调整木板保持在竖直平面上 【解析】A．实验过程中要保证钢球水平抛出，所以要保持桌面水平，故A正确；B．为保证钢球抛出时速度相同，每次应使钢球从同一位置静止释放，故B正确；CD．实验只要每次钢球抛出时速度相同即可，斜面底边ab与桌面是否重合和钢球与斜面间摩擦力大小对于每次抛出的速度无影响，故C错误，D错误。 故选AB每次将木板向远离桌子的方向移动 ，则在白纸上记录钢球的相邻两个落点的时间间隔相等，刚球抛出后在竖直方向做自由落体运动，根据 可知相邻两点的时间间隔为 刚球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球初速度为 悬挂铅垂线的目的是方便调整木板保持在竖直平面上。 3.（2019北京）用如图1所示装置研究平地运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有____________。 A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最上端”、“最下端” 或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时______（选填“需要”或者“不需要”）y轴与 重锤线平行。 b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB 和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则 ______ （选填“大于”、“等 于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为____________（已知当地重力加速度为g，结果用 上述字母表示）。 （3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是____________。 A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹 B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹 C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹 （4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能 射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物