【文档说明】【三维设计】2017届高三物理二轮复习（通用版）课前诊断——力学创新实验 Word版含解析.doc，共(7)页，203.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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课前诊断——力学创新实验考点一实验器材的等效与替换1.用电子秤替换弹簧测力计](2016·广州二模)一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。(1)如图(a)，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。(2)

如图(b)，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、____________和电子秤的示数F1。(3)如图(c)，

将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上。手握电子秤沿着(2)中L2的方向拉开细线L2，使______________和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合

力F′的图示，若______________，则平行四边形定则得到验证。解析：(1)要测量装满水的水壶的重力，则记下水壶静止时电子秤的示数F。(2)要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三细线的方向以

及电子秤的示数F1。(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O点位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。(4)根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F

和F′在误差范围内重合，则平行四边形定则得到验证。答案：(1)静止(2)三细线的方向(3)结点O的位置(4)F和F′在误差范围内重合2．气垫导轨、拉力传感器、光电门替换长木板、打点计时器](2016·六

安一中模拟)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s＝________cm；(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间

Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是______________；(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？__

______(填“是”或“否”)解析：(1)光电门1处刻度尺读数为：20.0cm，光电门2处刻度尺读数为：70.0cm，故两光电门中心之间的距离s＝70.0cm－20.0cm＝50.0cm；(2)由于光电门的宽度d很小，

所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。滑块通过光电门1速度为：v1＝dΔt1滑块通过光电门2速度为：v2＝dΔt2根据功能关系需要验证的关系式为：Fs＝12Mv22－12Mv12＝12MdΔt22－12MdΔt12，可见还需要测

量出M，即滑块、挡光条和拉力传感器的总质量；(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。答案：(1)50.0(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否考点二实验结论的拓展与延伸3.由测定加速度延伸

为测定交流电的频率](2016·全国乙卷)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示。该同学在实验中没有记录

交流电的频率f，需要用实验数据和其他题给条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为________，打出C点时重物下落的速度大小为______

__，重物下落的加速度大小为________。(2)已测得s1＝8.89cm，s2＝9.50cm，s3＝10.10cm；当地重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为________

Hz。解析：(1)重物匀加速下落时，根据匀变速直线运动的规律得vB＝s1＋s22T＝12f(s1＋s2)vC＝s2＋s32T＝12f(s2＋s3)由s3－s1＝2aT2得a＝f2s3－s12。(2)根

据牛顿第二定律，有mg－kmg＝ma根据以上各式，化简得f＝21－kgs3－s1代入数据可得f≈40Hz。答案：(1)12f(s1＋s2)12f(s2＋s3)12f2(s3－s1)(2)404．由测定加速度延伸为测定动摩擦因数](2016·云

南统测)一学生用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。在桌面上放置一块水平长木板，木板一端带滑轮，另一端固定一打点计时器。木块一端拖着穿过打点计时器的纸带，另一端连接跨过定滑轮的绳子，在绳子上悬挂一定质量的钩码后可使木块在木板上匀加速滑动。实验中测得木块质量

M＝150g，钩码质量m＝50g。(1)实验开始时，应调整滑轮的高度，让绳子与木板________；(2)实验中得到如图乙所示的纸带，纸带上A、B、C、D、E是计数点，相邻两计数点之间的时间间隔是0.10s，

所测数据在图中已标出，根据图中数据可求得木块运动的加速度a＝________m/s2(结果保留两位有效数字)；(3)根据实验原理可导出计算动摩擦因数的表达式μ＝________(用M、m、g、a表示)；取g＝10

m/s2，代入相关数据可求得μ＝________(计算结果保留一位有效数字)。解析：(1)实验由纸带测定木块加速度，木块所受拉力方向不变，保持与桌面平行，因此需要在实验前调整滑轮高度，使绳子与木板平行。(

2)根据匀变速直线运动规律的推论Δx＝aT2可知，木块的加速度a＝16.18－15.17×10－22×0.12m/s2＝0.25m/s2。(3)钩码与木块加速度大小相等，假设绳子张力为T，对钩码有，mg－T＝ma，对木块则有T－μMg＝Ma，解两式得μ＝mM－M＋maMg，将已知

条件代入解得μ＝0.3。答案：(1)平行(2)0.25(3)mM－M＋maMg0.3考点三试题情景的设计与创新5.利用平抛运动探究功与速度变化的关系](2016·唐山第二次模拟)在“探究功与速度变化的关系”实验中，采用如图甲所示装置，水平正方形桌面距离地面高度

为h，将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点，将小球置于橡皮筋的中点，向左移动距离s，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小球飞离桌面，测得其平抛的水平射程为L。改变橡皮筋的条数，重复实验。(1)实验中，小球每次释放的位

置应________(填“不同”“相同”或“随意”)。(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标，为了在坐标系中描点得到一条直线，如图乙所示，应选为________横坐标(选L或L2)。若直线与纵轴的截距为b，斜率为k，可求小球与桌面间的动摩擦因数

为________(使用题中所给符号表示)。解析：(1)每次通过改变橡皮筋的条数重复实验，为使每条橡皮筋对小球做功相同，故小球每次释放的位置应相同。(2)设小球飞离桌子边缘时的速度为v0，则由动能定理得W－μmgs＝12mv02，小球飞离桌面后做平抛运动，则有h＝12gt2，L＝v0t，解

得W＝mg4hL2＋μmgs，故若取橡皮筋对小球做功W为纵坐标，为了在坐标系中描点得到一条直线，应选为L2横坐标；由题意可知b＝μmgs，k＝mg4h，解得μ＝b4hsk。答案：(1)相同(2)L2b4hsk6．利用钢球摆动验证机械能守恒定律](2016·江苏高考)某

同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v＝dt作为钢球经过A点时

的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到______

__之间的竖直距离。A．钢球在A点时的顶端B．钢球在A点时的球心C．钢球在A点时的底端(2)用ΔEk＝12mv2计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为________cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s。则钢球的速度

为v＝________m/s。(3)下表为该同学的实验结果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他发现表中的ΔEp与ΔEk之

间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由。(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议。解析：(1)高度变化要比较钢球球心的高度变化。(2)毫米刻度尺读数时要估读到毫米下一位

，由v＝dt代入数据可计算出相应速度。(3)从表中数据可知ΔEk＞ΔEp，若有空气阻力，则应为ΔEk＜ΔEp，所以不同意他的观点。(4)实验中遮光条经过光电门时的速度大于钢球经过A点时的速度，因此由ΔEk＝

12mv2计算得到的ΔEk偏大，要减小ΔEp与ΔEk的差异可考虑将遮光条的速度折算为钢球的速度。答案：(1)B(2)1.50(1.49～1.51都算对)1.50(1.49～1.51都算对)(3)不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大

于ΔEp。(4)分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′＝lLv。7．利用凹形桥模拟器测小车过桥最低点的速度](2015·全国卷Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车

通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20m)。完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00kg。(2)将玩具小车静置于

凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg。(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如

下表所示。序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2，计

算结果保留2位有效数字)解析：(2)题图(b)中托盘秤的示数为1.40kg。(4)小车5次经过最低点时托盘秤的示数平均值为m＝1.80＋1.75＋1.85＋1.75＋1.905kg＝1.81kg。小车经过

凹形桥最低点时对桥的压力为F＝(m－1.00)g＝(1.81－1.00)×9.80N≈7.9N由题意可知小车的质量为m′＝(1.40－1.00)kg＝0.40kg对小车，在最低点时由牛顿第二定律得F－m′g＝m′v2R，解得v≈

1.4m/s。答案：(2)1.40(4)7.91.4