第一部分 专题八 第1讲 力学实验（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

专题八　物理实验 第1讲　力学实验 [对应学生用书P82] 命题点一　“纸带”类实验 纸带数据的处理方法 1．(2022·全国乙卷)用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻(t＝0)开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔1 s测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示： t/s 0 1 2 3 4 5 6 x/m 0 507 1 094 1 759 2 505 3 329 4 233 回答下列问题： (1)根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：____________； (2)当x＝507 m时，该飞行器速度的大小v＝________ m/s； (3)这段时间内该飞行器加速度的大小a＝________ m/s2(保留2位有效数字)。 解析　(1)第1 s内的位移507 m，第2 s内的位移587 m，第3 s内的位移665 m，第4 s内的位移746 m，第5 s内的位移824 m，第6 s内的位移904 m，则相邻1 s内的位移之差接近Δx＝80 m，可知判断飞行器在这段时间内做匀加速运动。 (2)当x＝507 m时飞行器的速度等于0～2 s内的平均速度，则v1＝ m/s＝547 m/s。 (3)根据a＝＝ m/s2≈79 m/s2。 答案　(1)相邻1 s内的位移之差接近Δx＝80 m (2)547　(3)79 2．(2022·天津一模)用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz。已知m1＝150 g、m2＝250 g。则(结果均保留两位有效数字) (1)在打下0点到打下计数点5的过程中系统重力势能的减少量ΔEp＝________J；(当地的重力加速度g取10 m/s2) (2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk＝________J； (3)某同学测出多个计数点的速度大小v及对应m2下落的高度h，作出的­h图像如图丙所示，则图像的斜率表达式k＝________。(用m1、m2和g表示) 解析　(1)在打下0点到打下计数点5的过程中系统重力势能的减少量 ΔEp＝gx＝×10× J＝0.60 J。 (2)相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的时间间隔T＝0.02×5 s＝0.1 s 在纸带上打下计数点5时，m2的速度v＝＝ m/s＝1.7 m/s 在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk＝v2＝××1.72 J＝0.58 J。 (3)由机械能守恒定律得(m2－m1)gh＝(m1＋m2)v2 可得v2＝h 图像的斜率表达式k＝。 答案　(1)0.60　(2)0.58　(3) 命题点二　“光电门”类实验 光电门的原理与应用 　当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度。 1．计算速度：如果遮光片的宽度为d，挡光时间为Δt，则物体经过光电门时的瞬时速度v＝。 2．计算加速度：利用两光电门的距离L及a＝计算加速度。 3．(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的遮光时间t1和t2。 (4)计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE＝________(用字母m、d、t1和t2表示)。 (5)若适当调高光电门的高度，将会________(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。 解析　(2)依题意，小球的直径为 d＝7.5 mm＋38.4×0.01 mm＝7.884 mm 考虑到偶然误差，7.883 mm也可以。 (3)在测量时，因小球下落时间很短，如果先释放小球，有可能会出现时间记录不完整，所以应先接通数字计时器，再释放小球，故选B。 (4)依题意，小球向下、向上先后通过光电门时的速度分别为v1、v2，则有v1＝ v2＝ 则小球与硅胶材料碰撞过程中机械能的损失量为