第一部分 专题六 第1讲 力学实验与创新-【创新教程】2024高考物理总复习大二轮专题增分方案课时作业word（新教材）

(建议用时：40分钟) [A组　基础达标练] 1．(2023·广东肇庆市二模)某同学用如图甲所示装置研究小车在倾斜轨道上运动的加速度a与轨道倾角θ的正弦值(sin θ)之间的关系，实验步骤如下： (1)在水平实验台上，将长为l的长木板一端放在垫块上构成斜面，为得出长木板倾角θ的正弦值sin θ，则需要测出　　________　　； A．长木板末端距实验台的高度h B．垫块的高度h′ (2)将打点计时器固定在轨道右端，纸带穿过打点计时器固定在小车上；接通电源，释放小车，打出一条如图乙所示的纸带，图中相邻两个计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，通过测得的数据可计算出D点的速度大小vD＝　　______　　 m/s，滑块的加速度a＝　　________　　 m/s2；(结果均保留三位有效数字) (3)改变垫块高度，重复实验，测出多组轨道倾角θ的正弦值(sin θ)及对应小车的加速度a，通过计算，该同学发现a与sin θ的比值小于当地的重力加速度，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：(1)由几何关系可知sin θ＝，因此需要测量长木板末端距实验台的高度h，故A正确，B错误． (2)纸带上相邻两计数点间的时间间隔为 T＝5×0.02 s＝0.1 s， D点对应的速度为vD＝≈1.63 m/s， 滑块的加速度为 a＝ ＝2.64 m/s2； (3)小车沿倾斜轨道下滑，若没有摩擦力，则mgsin θ＝ma，可得＝g，现在a与sin θ的比值小于当地的重力加速度，说明小车下滑过程中受到摩擦力的作用，即小车与倾斜长木板之间有摩擦． 答案：(1)A　(2)1.63　2.64　(3)小车与倾斜长木板之间有摩擦 2．(2023·山西省稷山中学模拟)某小组利用力的传感器探究“圆周运动的向心力表达式”．如图所示，在光滑的水平面上，固定一个光滑的轨道，A处安装的光电门可以得到小球的速度，B处安装力的传感器可以测得小球到B点时对轨道的压力． (1)在这个实验中，利用　　________　　来探究向心力大小与小球质量、速度、轨道半径之间的关系． A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 (2)实验中，同一小球先后两次以不同的速度沿着同一轨道做匀速圆周运动，若光电门记录的时间比为1∶2，传感器记录的压力比为　　______　　，则可得到向心力与　　______　　成正比． (3)实验中，让同一小球先后两次沿着不同半径的轨道做匀速圆周运动．若光电门记录的时间相同，轨道半径比为1∶2，则传感器记录的压力比为　　_________　　，则可得到向心力与　　______　　成正比． 解析：(1)探究向心力大小与小球质量、速度、轨道半径三个因素的关系，需要先控制其中两个因素不变，改变第三个因素，从而逐步研究向心力和它们的关系，采用了控制变量法． (2)设先后两次的速度分别为v1和v2，光电门记录的时间分别为t1和t2，小球挡光宽度为d，则有 v1＝，v2＝，可得＝＝，轨道对小球的支持力提供向心力，有FN＝m，则可得到向心力与线速度的平方成正比，根据牛顿第三定律，传感器记录的压力大小等于轨道对小球的支持力大小，故可知传感器记录的压力比为＝＝. (3)设先后两次的轨道半径分别为r1和r2，由于光电门记录的时间相同，可知两次小球做匀速圆周运动的线速度v大小相等，轨道对小球的支持力提供向心力，有FN＝m，则可得到向心力与半径的倒数成正比，根据牛顿第三定律，传感器记录的压力大小等于轨道对小球的支持力大小，故可知传感器记录的压力比为＝＝. 答案：(1)B　(2)4∶1　线速度的平方　(3) 2∶1　半径的倒数 3．(2023·江西九江市一模)用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验．实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为m1、m2.在水平木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O.先不放小球2 ，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平木板P点．再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹． (1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题．确定碰撞前后落点的位置P、M