专题2 纸带类实验解答总结-【实验攻略】备战2024年高考物理各类实验解答总结

专题1 专题2 纸带类实验解答总结 【本专题涉及到的常见的实验】 1、实验：探究小车速度随时间变化的规律 2、实验：探究加速度与力、质量的关系 3、实验：验证动能定理（探究做功与速度变化的关系） 4、实验：验证机械能守恒定律 5、实验：测量动摩擦因数 6、实验：研究自由落体运动规律 7、实验：验证动量守恒定律 【方法总结提升】 1、利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝. 2、利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝， 则a＝＝ 3、利用速度－时间图像求加速度 ①作出速度－时间图像，通过图像的斜率求解小车的加速度； ②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度． 4、依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动 ①x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离． ②Δx是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…. ③若Δx等于恒量(aT2)，则说明小车做匀变速直线运动． ④Δx＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等． 4．注意事项 ①平行：纸带、细绳要与长木板平行． ②两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带． ③小车从靠近打点计时器位置释放． 【例题1】某小组用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，该打点计时器电源的频率为50，在打好的纸带上每5个点标记一个计数点，标记结果如图，A、B、C、D为连续选择的计数点，其位置分别为20.0、34.0、53.0和77.0。则： （1）打B点时小车的速度大小是 ； （2）小车运动的加速度大小是 。（计算结果保留两位有效数字） 【例题2】图甲是某研究性学习小组探究木块加速度与合外力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上。细线一端与木块相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧测力计相连，动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验，并记录相关数据。请完成下列问题： （1）利用该装置实验时，下列说法正确的是 。 A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力 B．每次在增加沙的质量后需要重新平衡摩擦力 C．应将木块靠近打点计时器，先释放木块，再接通电源 D．实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m远小于木块的质量M （2）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两个计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，已知交流电频率为50Hz。利用纸带可得木块的加速度大小为a= m/s2（结果保留三位有效数字）。 （3）两个同学在同一实验室，各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦力的情况下，研究木块的加速度a与拉力F的关系，分别得到图丙中甲、乙两条直线。设两同学所用的木块质量分别为m甲、m乙，所用木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲 m乙，μ甲 μ乙。（选填“>”“＜”或“=”） 【例题3】利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp= ，动能增加量ΔEk= 。 （2）用纵轴分别表示重物动能增加量ΔEk及重力势能减少量ΔEp，用横轴表示重物下落的高度h。某同学在同一坐标系中做出了ΔEk—h和ΔEp—h图像，如图丙所示。由于重物下落过程中受阻力作用，可知图线 （填“①”或“②”）表示ΔEk—h图像 【例题4】在“探究恒力做功与物体速度变化的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置。实验步骤如下： ①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器； ②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力； ③用细线将木板上的小车通过定滑轮与悬吊的砂桶相连（砂和桶总质量远小于小车总质量）； ④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点； ⑤在纸带中选合适的点A、B、C、D…，测出它们到起点O的距离s1、s2、s3、s4…，并测出与它们相邻的两点间距离d1、d2、d3、d4…（如图乙），查得打点周期为T，将数据填入下表中； ⑥保持砂和桶质量不变，增加小车质量，重复实验步骤④、⑤，将数据填入下表中。 试问： （1）判断重力的一个分力是否与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是 ； （2）实验