(讲义)第17讲 力学实验-【红对勾】2023版新高考物理二轮复习讲与练

[专题体系构建] 第17讲 力学实验 1.(2021·北京卷)物理实验一般都涉及实验目 的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操 作、数据分析等。例如: (1)实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内 径,示数如图1所示。则该金属管的内径为 mm。 (2)数据分析。打点计时器在随物体做匀变 速直线运动的纸带上打点,其中一部分如图2 所示,B、C、D 为纸带上标出的连续3个计数 点,相邻计数点之间还有4个计时点没有标 出。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电 源上。则打C 点时,纸带运动的速度vC= m/s(结果保留小数点后两位)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 120 第一部分 专题八 实验 (3)实验原理。图3为“探究加速度与力的关 系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的 重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。 实验中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的总质 量m 比小车质量M 小得多。请分析说明这 个要求的理由。 2.(2022·湖南卷)小圆同学用橡皮筋、同种一 元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等,设计了如图 (a)所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质 量。主要实验步骤如下: (1)查找资料,得知每枚硬币的质量为6.05 g; (2)将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋,测 量每次稳定后橡皮筋的长度l,记录数据如 下表: 序号 1 2 3 4 5 硬币数量n/枚 5 10 15 20 25 长度l/cm 10.5112.0213.5415.0516.56 (3)根据表中数据在图(b)上描点,绘制图线; (4)取出全部硬币,把冰墩墩玩具放入塑料袋 中,稳定后橡皮筋长度的示数如图(c)所示, 此时橡皮筋的长度为 cm; (5)由上述数据计算得冰墩墩玩具的质量为 g(计算结果保留3位有效数字)。 3.(2022·全国甲卷)利用图示的实验装置对碰 撞过程进行研究。让质量为m1 的滑块A 与 质量为m2 的静止滑块B 在水平气垫导轨上 发生碰撞,碰撞时间极短,比较碰撞后A 和B 的速度大小v1 和v2,进而分析碰撞过程是否 为弹性碰撞。完成下列填空: (1)调节导轨水平。 (2)测得两滑块的质量分别为0.510 kg和 0.304 kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反, 应选取质量为 kg的滑块作为A。 (3)调节B 的位置,使得A 与B 接触时,A 的 左端到左边挡板的距离s1 与B 的右端到右边 挡板的距离s2 相等。 (4)使A 以一定的初速度沿气垫导轨运动,并 与B 碰撞,分别用传感器记录A 和B 从碰撞 时刻开 始 到 各 自 撞 到 挡 板 所 用 的 时 间t1 和t2。 (5)将B 放回到碰撞前的位置,改变A 的初 速度大小,重复步骤(4)。多次测量的结果如 表所示。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 121 讲与练 高三二轮·物理 1 2 3 4 5 t1/s 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 t2/s 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 k= v1 v2 0.31 k2 0.33 0.33 0.33 (6)表中的k2= (保留2位有效数字)。 (7) v1 v2 的平均值为 (保留2位有效数字)。 (8)理论研究表明,对本实验的碰撞过程,是 否为弹性碰撞可由 v1 v2 判断。若两滑块的碰撞 为弹性碰撞,则v1 v2 的理论表达式为 (用m1 和m2 表示),本实验中其值为 (保留2位有效数字);若该值与(7)中结果间 的差别在允许范围内,则可认为滑块A 与滑 块B 在导轨上的碰撞为弹性碰撞。 4.(2022·广东卷)某实验小组为测量小球从某 一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机 械能损失,设计了如图(a)所示的装置,实验 过程如下: (1)让小球从某一高度由静止释放,与水平放 置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门 位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落 和反弹过程中均可通过光电门。 (2)用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图 (b)所示,小球直径d= mm。 (3)测量时,应 (选填“A”或“B”,其中 A为“先释放小球,后接通数字计时器”,B为 “先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小 球第一次和第二次通过光电门