第二板块 层级Ⅳ-1教材为本-教材基础实验系统归纳(Word教师用书)-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏专用）

注重“科学探究”·主攻实验大题·创新考查“不足惧” Ⅳ－1　教材为本——教材基础实验系统归纳　　　　 [例1]　(2021·浙江6月选考)在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 (1)为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是________________________________________________________________________。 (2)已知交流电频率为50 Hz，重物质量为200 g，当地重力加速度g＝9.80 m/s2，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值|ΔEp|＝__________J、C点的动能EkC＝__________J(计算结果均保留3位有效数字)。比较EkC与|ΔEp|的大小，出现这一结果的原因可能是______。 A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带 [解析]　(1)在验证机械能守恒定律实验时阻力越小越好，因此密度大的重物阻力与重力之比更小。 (2)由题图中可知OC之间的距离为xOC＝27.90 cm，因此机械能的减少量为|ΔEp|＝mgxOC＝0.2×9.8×0.279 0 J＝0.547 J。匀变速运动中间时刻的速度等于这段时间的平均速度，因此vC＝＝ m/s＝2.425 m/s，因此动能的增加量为EkC＝mvC2＝×0.2×2.4252 J＝0.588 J。工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。 [答案]　(1)阻力与重力之比更小(或其他合理解释也可)　(2)0.547　0.588　C (1)重物的速度由vn＝求解。 (2)若已知重物运动的起点，则由mghn＝mvn2，验证重物机械能守恒。 (3)若重物运动起点未知，则由mgh12＝mv22－mv12验证重物机械能守恒。 (4)计算重力势能减少量mghn时，重力加速度的值应取g＝9.8 m/s2。　　 [例2]　(2022·宿迁模拟)如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 (1)为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是______。(选填选项前的字母) A．刻度尺　　　　　 B．天平 C．打点计时器 D．秒表 (2)关于本实验，下列说法中正确的是______。(选填选项前的字母) A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 C．轨道倾斜部分必须光滑 D．轨道末端必须水平 (3)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有______。(选填选项前的字母) A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2 B．入射小球开始的释放高度h C．小球抛出点距地面的高度H D．两球相碰后的平抛射程、 (4)在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式__________________，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。[用(3)中测量的量表示] (5)某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为m1＝2m2，其他条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图所示。他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为、、。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。 ①由此可以判断出图中B处是______； A．未放被碰小球，入射小球的落地点 B．入射小球碰撞后的落地点 C．被碰小球碰撞后的落地点 ②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式____________________________________________是否成立。[用(5)中的物理量表示] [解析]　(1)本实验必须使用刻度尺，用来测距离，还需要用天平，用来测量小球的质量。 (2)关于本实验，同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证每次小球抛出时的速度大小相等，选项A正确；入射小球的质量要大于被碰小球的质量，以保证入射小球碰后不反弹，选项B错误；斜槽倾斜轨道不一定必须