【物理】2019届二轮力学实验学案（全国通用）

【物理】2019届二轮力学实验学案（全国通用）

第12讲　力学实验 ‎1.(2018·全国卷Ⅰ·22)如图1(a)，一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘；一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针．‎ 图1‎ 现要测量图(a)中弹簧的劲度系数．当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950 cm；当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图(b)所示，其读数为 cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2，此弹簧的劲度系数为 N/m(保留3位有效数字)．‎ ‎【考点定位】 游标卡尺读数、胡克定律 ‎【难度】 较易 答案　3.775　53.7‎ 解析　标尺的游标为20分度，精确度为0.05 mm，游标的第15个刻度与主尺刻度对齐，‎ 则读数为37 mm＋15×0.05 mm＝37.75 mm＝3.775 cm.‎ 放入砝码后，弹簧再次伸长的长度 x＝(3.775－1.950) cm＝1.825 cm，‎ 由胡克定律知，mg＝kx，‎ 所以劲度系数k＝＝ N/m≈53.7 N/m.‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅲ·22)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下：‎ ‎(1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．‎ ‎(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为 (用L、L1和g表示)．‎ ‎(3)已知当地的重力加速度大小为g＝9.80 m/s2，L＝30.0 cm，L1＝10.4 cm，乙的反应时间为 ‎ s．(结果保留2位有效数字)‎ ‎(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议： .‎ ‎【考点定位】 自由落体运动 ‎【点评】 课本上课后材料实验 ‎【难度】 较易 答案　(2)　(3)0.20　(4)多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子 解析　(2)根据自由落体运动的规律，得L－L1＝gt2，解得t＝.‎ ‎(3)将g＝9.80 m/s2，L＝30.0 cm＝0.300 m，L1＝10.4 cm＝0.104 m，代入t＝得t＝0.20 s.‎ ‎(4)建议：多次测量取平均值；初始时乙的手指尽可能接近尺子．‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅱ·23)某同学用图2(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出.‎ 砝码的质量m/kg ‎0.05‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ ‎0.20‎ ‎0.25‎ 滑动摩擦力f/N ‎2.15‎ ‎2.36‎ ‎2.55‎ f4‎ ‎2.93‎ 图2‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)f4＝ N；‎ ‎(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；‎ ‎(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝ ，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝ ；‎ ‎(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝ .(保留2位有效数字)‎ ‎【考点定位】 滑动摩擦力的测量、弹簧秤读数、图象法处理数据 ‎【点评】 原理简单，考查实验基本技能 ‎【难度】 中等 答案　(1)2.75‎ ‎(2)见解析图 ‎(3)μ(M＋m)g　μg　(4)0.40‎ 解析　(1)由题图(b)可读出弹簧秤的示数f4＝2.75 N.‎ ‎(2)f－m图线如图所示．‎ ‎(3)摩擦力表达式f＝μ(M＋m)g，其斜率k＝μg.‎ ‎(4)图线的斜率k＝＝＝3.9‎ 解得μ≈0.40.‎ ‎4．(2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图3(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)‎ 图3‎ ‎(1)由图(b)可知，小车在桌面上是 (填“从右向左”或“从左向右”)运动的．‎ ‎(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为 m/s，加速度大小为 m/s2.(结果均保留两位有效数字)‎ ‎【考点定位】 研究匀变速直线运动 ‎【难度】 中等 答案　(1)从右向左　(2)0.19　 0.038‎ 解析　(1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动．‎ ‎(2)已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T＝ s＝ s，所以A点位置的速度为vA＝ m/s≈0.19 m/s.根据逐差法可得加速度a＝，‎ 解得a≈－0.038 m/s2，故加速度的大小为0.038 m/s2.‎ ‎5．(2017·全国卷Ⅱ·22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．‎ 图4‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图4(a)，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；‎ ‎③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出Δt图，如图(c)所示．‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为 ＝ .‎ ‎(2)由图(c)可求得vA＝ cm/s，a＝ cm/s2.(结果保留3位有效数字)‎ ‎【考点定位】 匀变速直线运动、光电门 ‎【难度】 中等 答案　(1)vA＋aΔt　(2)52.1　16.6‎ 解析　(1)设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：v＝vA＋aΔt，‎ 且＝ 联立解得：＝vA＋aΔt；‎ ‎(2)由题图(c)可读出vA≈52.1 cm/s，‎ 图线的斜率 k＝a＝ cm/s2≈8.28 cm/s2，‎ 即a≈16.6 cm/s2.‎ 实验命题不避热点、注重陈题翻新；重点实验频频考，其他实验“轮换”考.基于已学过的实验(包括演示实验、课外小实验等)而不局限于《考试大纲》中要求的实验变换情景而不偏离主题.‎ 注重对实验原理、实验方法的考查，而非实验本身.新任务、新情景对原理分析、方法选择、数据处理、误差分析等能力要求较高.平均值法、逐差法、图象法、列表法、公式法等数据处理方法反复考查，尤其是图象法，作图与图象分析是热点与亮点.‎ 考点1　纸带类实验 新课标《考试大纲》规定的力学实验中有五个涉及打点计时器：研究匀变速直线运动、探究加速度与力、质量的关系、探究做功和物体速度变化的关系、验证机械能守恒定律和验证动量守恒定律．这类实验的关键是要掌握纸带的分析处理方法．‎ 纸带的三大应用：‎ ‎(1)由纸带确定时间与位移 要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点之间的区别与联系，便于测量和计算．‎ ‎(2)求解瞬时速度 利用做匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图5所示，打n点时的瞬时速度vn＝.‎ 图5‎ ‎(3)用“逐差法”求加速度 如图6所示，a＝.‎ 图6‎ 有些实验用光电门代替打点计时器来完成瞬时速度和加速度的测量，具体做法如下：‎ ‎①求瞬时速度：把遮光条(宽度为d)通过光电门的时间Δt内的平均速度看做遮光条经过光电门的瞬时速度，即v＝.‎ ‎②求加速度：若两个光电门之间的距离为L，则利用速度与位移的关系可求加速度，即a＝.‎ ‎　(2018·湖北省八校高三第二次联考)某同学设计了一个探究碰撞过程中不变量的实验，实验装置如图7甲所示．在粗糙的长木板上，小车A的前端装上撞针，给小车A某一初速度，使之向左匀速运动，并与原来静止在前方的小车B(后端粘有橡皮泥，橡皮泥质量可忽略不计)相碰并粘合成一体，继续匀速运动．在小车A后连着纸带，纸带穿过电磁打点计时器，电磁打点计时器所接电源频率为50 Hz.‎ 图7‎ ‎(1)在用电磁打点计时器做“探究碰撞过程中的不变量”实验时，下列说法正确的有 ．‎ A．实验时要保证长木板水平放置 B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起 C．先接通电磁打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车 D．先释放拖动纸带的小车，再接通电磁打点计时器的电源 ‎(2)纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况如图乙所示，则碰撞前A车的运动速度大小为 m/s，A、B两车的质量比值等于 ．(以上结果均保留一位有效数字)‎ 答案　(1)BC　(2)0.6　 2‎ ‎　(2018·陕西省渭南市第三次模拟)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图8所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量(滑轮质量不计)，m为砂和砂桶的质量．‎ 图8‎ ‎(1)实验时，一定要进行的操作或保证的条件是 ．‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎(2)该同学在实验中得到如图9所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)．已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2‎ ‎(结果保留两位有效数字)．‎ 图9‎ ‎(3)以弹簧测力计的示数为横坐标，加速度为纵坐标(纵、横坐标轴单位长度相等，且都为国际单位)，画出的a－F图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 ．‎ A．2tan θ B. C．k D. 答案　(1)BCD　(2)1.3　(3)D 解析　‎ ‎(1)拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A、E错误；‎ 弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；‎ 打点计时器使用时，应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；‎ 改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随力的变化关系，故D正确．‎ ‎(2) 由于两计数点间还有两个点没有画出，故两计数点之间的时间间隔为T＝3×0.02 s＝0.06 s，根据逐差法 a＝ ‎＝×10－2 m/s2≈1.3 m/s2‎ ‎(3)根据2F＝ma，a＝F，图象的斜率为k，即k＝，所以小车的质量m＝，故D正确．‎ ‎1．(2018·河北省衡水中学二调)某同学利用倾斜气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验．实验装置如图10甲所示．其主要实验步骤如下：‎ 图10‎ a．用游标卡尺测量挡光条的宽度L，结果如图乙所示；‎ b．读出导轨标尺的总长L0，并用直尺测出导轨标尺在竖直方向的高度H0；‎ c．读出滑块释放处挡光条与光电门中心之间的距离s；‎ d．由静止释放滑块，从数字计时器(图甲中未画出)上读出挡光条通过光电门所用的时间t.‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)由图乙读出L＝ mm.‎ ‎(2) (选填“有”或“没有”)必要用天平称出滑块和挡光条的总质量M.‎ ‎(3)多次改变光电门位置，即改变距离s，重复上述实验，作出随s的变化图象，如图丙所示，当已知量t0、s0、L、L0、H0和当地重力加速度g满足表达式＝ 时，可判断滑块下滑过程中机械能守恒．‎ 答案　(1)8.20　(2)没有　(3)s0‎ 解析　(1)游标尺上共有20个小格，‎ 则精确度为0.05 mm，‎ 则L＝8 mm＋0.05×4 mm＝8.20 mm；‎ ‎(2)欲验证机械能守恒定律，即Mgssin θ＝M()2，θ为气垫导轨与水平面间的夹角，‎ 只需验证gssin θ＝()2，可见没有必要测量滑块和挡光条的总质量M；‎ ‎(3)根据几何关系得sin θ＝，‎ 当s＝s0，t＝t0时有＝s0.‎ ‎2.(2018·四川省广安、眉山、内江和遂宁第三次模拟)如图11所示为某同学测定木块A与木板之间动摩擦因数的实验装置，A上固定一个容器B，B和C中可放置钩码，不计B、C的重力．A的左端与打点计时器的纸带(未画出)相连，通过打点计时器打出的纸带可以计算出木块A的加速度．实验中该同学在保持钩码总数量不变，即图中B、C中钩码总重力(m′＋m)g 不变，将B中钩码陆续移到C中，重复测量．不计细线和滑轮的质量及它们之间的摩擦．‎ 图11‎ ‎(1)实验中除电磁打点计时器、纸带、若干个质量均为50克的钩码、木块、一端带有定滑轮的长木板、细线外，为了完成本实验，还应有 ．‎ A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺 D．低压交流电源 ‎(2)实验中某次获取的一条纸带的一部分如图12所示，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算加速度a＝ (保留两位有效数字)．‎ 图12‎ ‎(3)在实验数据处理中，该同学以m为横轴，以加速度a为纵轴，绘制了如图13所示的实验图线，由此可知木块与木板间的动摩擦因数μ＝ (g取10 m/s2，保留两位有效数字)．‎ 图13‎ 答案　(1)CD　(2)0.50 m/s2　(3)0.40‎ 解析　(1)实验后，要测量纸带各点之间距离，因此实验器材还需要毫米刻度尺，另外电磁打点计时器需要接低压交流电源，因此还应有的器材是C、D；‎ ‎(2)每相邻两计数点间还有4个打点，故每相邻两个计数点的时间间隔为t＝5T＝5×0.02 s＝0.1 s，‎ 由Δx＝at2得：a＝≈0.50 m/s2；‎ ‎(3)对A、B、C组成的系统应用牛顿第二定律可得：‎ a＝m－μg，‎ 所以a－m图象中，纵轴的截距为－μg，‎ 故－μg＝－4.0，μ＝0.40.‎ 考点2　弹簧、橡皮条类实验 ‎1．注意橡皮条、弹簧本身的特点，力的特点是不能突变，能的特点是弹簧拉伸和压缩相同的量势能相等，在实验中也会用到．‎ ‎2．弹簧弹性势能表达式不需推导和应用，但还是要知道，在验证性实验中常用到其结论．‎ ‎　(2018·山东省聊城市二模)在验证力的平行四边形定则的实验中，某同学进行的实验步骤是：‎ a．如图14甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；‎ b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小，用笔在两绳的拉力方向上分别标记B、C两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向；‎ c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向．‎ 图14‎ ‎(1)步骤b、c中，都将橡皮筋的活动端拉至O点，这样做的目的是 ．‎ ‎(2)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中 是F1和F2合力的实际测量值．‎ ‎(3)某次测量如图丙所示，两个弹簧测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β＝90°.若保持弹簧测力计M的示数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是 ．‎ A．增大N的示数，减小β角 B．减小N的示数，减小β角 C．减小N的示数，增大β角 D．增大N的示数，增大β角 答案　(1)使F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同　(2)F　(3)B ‎3．(2018·湖北省黄冈市检测)某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”时，将轻质弹簧竖直悬挂，弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力，通过旁边竖直放置的刻度尺可以读出弹簧末端指针的位置x，实验得到了弹簧指针位置x与小盘中砝码质量m的图象如图15乙所示，取g＝10 m/s2.回答下列问题：‎ 图15‎ ‎(1)某次测量如图甲所示，指针指示的刻度值为 cm(刻度尺单位为：cm)．‎ ‎(2)从图乙可求得该弹簧的劲度系数为 N/m(结果保留两位有效数字)；‎ ‎(3)另一同学在做该实验时有下列做法，其中错误的是 ．‎ A．实验中未考虑小盘的重力 B．刻度尺零刻度未与弹簧上端对齐 C．读取指针指示的刻度值时，选择弹簧指针上下运动最快的位置读取 D．在利用x－m图线计算弹簧的劲度系数时舍弃图中曲线部分数据 答案　(1)18.00　(2)0.30　(3)BC 解析　(1)刻度尺的最小分度为0.1 cm，‎ 故读数为18.00 cm；‎ ‎(2)由题图可知，图象的斜率的倒数为弹簧的劲度系数，‎ 故劲度系数k＝ N/m≈0.30 N/m；‎ ‎(3)本实验采用图象法进行处理，故小盘的重力可以不考虑，故A正确；开始时的零刻度应与弹簧上端对齐，才能准确测量，故B错误；在读指针的位置时，应让弹簧指针静止之后再读取，故C错误；当拉力超过弹性限度时，图线将变成曲线，不再符合胡克定律，故应舍去，故D正确．‎ 考点3　力学创新拓展实验 ‎1．创新型实验的特点 ‎(1)以基本的力学模型为载体，依托运动学规律和力学定律设计实验．‎ ‎(2)将实验的基本方法——控制变量法，处理数据的基本方法——图象法、逐差法，融入到实验的综合分析之中．‎ ‎2．创新型实验的解法 ‎(1)根据题目情景，抽象出相应的力学模型、运动过程，根据相应规律列出关系式从而明确实验的理论依据．‎ ‎(2)应用原理公式或图象法处理实验数据，结合物体实际受力情况和理论受力情况对结果进行分析．‎ ‎　(2018·江西省赣州市十四县市期中)某兴趣实验小组的同学利用如图16甲所示装置测定小物块与木板AD、DE间的动摩擦因数μ1、μ2；两块粗糙程度不同的木板AD、DE对接组成斜面和水平面，两木板在D点光滑连接(物块在此处运动不损失机械能)，且AD板能绕D点转动．现将物块在AD板上某点由静止释放，物块将沿AD下滑，最终停在水平板的C点；改变倾角，让物块从不同的高度由静止释放，且每次释放点的连线在同一条竖直线上(以保证图中物块水平投影点B与接点D间距s不变)，用刻度尺量出释放点与DE平面的竖直高度差h、释放点与D点的水平距离s、D点与最终静止点C的水平距离x，利用多次测量的数据绘出x－h图象，如图乙所示，则：‎ 图16‎ ‎(1)写出x－h的数学关系式 (用μ1、μ2、h及s表示)；‎ ‎(2)若实验中s＝0.5 m，x－h图象的横轴截距a＝0.1，纵轴截距b＝0.4，则μ1＝ ，μ2＝ .‎ 答案　(1)x＝·h－·s ‎(2)0.2　0.25‎ 解析　(1)对全过程由动能定理有：‎ mgh－μ1mgcos θ·AD－μ2mg·x＝0‎ 根据题意可知cos θ·AD＝s，‎ 即为x＝·h－·s.‎ ‎(2)根据公式x＝·h－·s 可知k＝＝，－b＝－·s，‎ 代入数值可知：μ1＝0.2，μ2＝0.25.‎ ‎4．(2018·陕西省宝鸡市质检二)某同学设计了测定动摩擦因数的方案，其装置如图17所示，A是可在水平桌面任意位置固定的滑槽，其末端与水平桌面相切，B是体积较小的质量为m的滑块．请你根据相关知识完善以下实验操作：(重力加速度为g，不计空气阻力)‎ 图17‎ ‎(1)如图甲所示，将滑槽末端与桌面右边缘M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1，则滑块经过滑槽末端时的速度为 (用实验中所测物理量的符号表示)．‎ ‎(2)如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右边缘M的距离L、M与P′间的水平距离x2，则滑块离开桌面右边缘M时的速度为 (用实验中所测物理量的符号表示)．‎ ‎(3)由第(1)、(2)步的测量，可以写出滑块与桌面之间的动摩擦因数的表达式为μ＝ (用实验中所测量物理量的符号表示)．‎ 答案　(1)x1　(2)x2　(3) 解析　(1)设滑块在滑槽末端时的速度大小为v1，‎ 水平方向有x1＝v1t，竖直方向有H＝gt2，‎ 联立解得：v1＝x1.‎ ‎(2)同理，第二次在桌面右边缘M点的速度大小为：‎ v2＝x2.‎ ‎(3)滑块在水平桌面上运动，‎ 由动能定理得：－μmgL＝mv－mv，‎ 解得：μ＝.‎ ‎5．(2018·山东省日照市一模)装有拉力传感器的轻绳，一端固定在光滑水平转轴O，另一端系一小球，空气阻力可以忽略．设法使小球在竖直平面内做圆周运动(如图18甲)，通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1，在最低点时绳上的拉力大小是F2.某兴趣小组的同学用该装置测量当地的重力加速度．‎ 图18‎ ‎(1)小明同学认为，实验中必须测出小球的直径，于是他用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝ mm.‎ ‎(2)小军同学认为不需要测小球的直径．他借助最高点和最低点的拉力F1、F2，再结合机械能守恒定律即可求得．小军同学还需要测量的物理量有 (填字母代号)．‎ A．小球的质量m B．轻绳的长度l C．小球运动一周所需要的时间T ‎(3)根据小军同学的思路，请你写出重力加速度g的表达式 ．‎ 答案　(1)5.697(5.695～5.699均可)　(2)A ‎(3)g＝ ‎1．(2018·山东省泰安市高三第二次模拟考试)在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝200 g的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点．选取一条符合实验要求的纸带如图1所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T＝0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：‎ 图1‎ ‎(1)计算B点瞬时速度时，甲同学用vB＝，乙同学用vB＝g(nT)，丙同学用vB＝.其中所选择方法正确的是 (填“甲”“乙”或“丙”)同学．(sOB与sAC分别表示纸带上O、B和A、C之间的距离，n为从O到B之间的间隔数)‎ ‎(2)纸带下落的加速度为 m/s2(保留三位有效数字)，下落过程中受到的阻力Ff＝ N.‎ 答案　(1)丙　(2)9.50　0.06‎ ‎2．(2018·江西省南昌市第二次模拟)一种新的短途代步工具——电动平衡车，被称为站着骑的电动车．某同学为测量该车在平直水泥路面上受到的阻力情况，设计了下述实验：将输液用的500 mL塑料瓶装适量水后，连同输液管一起绑在平衡车的护手上，调节输液管的滴水速度，从某滴水刚落地开始计时，从下一滴水落地开始依次计数为1、2、3……，当第50滴水刚好落地时停止计时，测得时间为25.0 s，该同学骑上平衡车后，先加速到某一速度，然后关闭动力，让平衡车沿着直线滑行，如图2所示是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值(左侧是起点，单位：m)，已知当地重力加速度g取9.8 m/s2，则根据该同学的测量结果可得出(结果均保留两位有效数字)：‎ 图2‎ ‎(1)平衡车经过路面上相邻两滴水间的时间间隔T＝ s；‎ ‎(2)平衡车减速过程的加速度大小a＝ m/s2；‎ ‎(3)设平衡车运动过程中所受阻力的大小是人与车总重力的k倍，则k＝ .‎ 答案　(1)0.50　(2)0.52　(3)5.3×10－2‎ 解析　(1)当第50滴水刚好落地时停止计时，测得时间为25.0 s，‎ 则相邻两滴水间的时间间隔T＝ s＝0.50 s；‎ ‎(2)在减速阶段Δx＝aT2，则 a＝＝ m/s2＝－0.52 m/s2‎ ‎(3)根据牛顿第二定律得，Ff＝kmg＝m|a|‎ k＝≈5.3×10－2.‎ ‎3．(2018·安徽省合肥市高三第二次质量检测)为了较准确地测量某细线所能承受的最大拉力，甲、乙两位同学分别进行了如下实验．‎ 图3‎ ‎(1)甲同学操作如下：‎ 如图3(a)所示，将细线上端固定，在其下端不断增挂钩码，直至挂第4个钩码(每个钩码重力为G)时，细线突然断裂，甲同学将3G记为细线所能承受的最大拉力．‎ ‎(2)乙同学操作如下：‎ ‎①用刻度尺测出细线的长度l；‎ ‎②按图(b)所示将细线左端固定，右手捏住细线另一端，然后将3个钩码挂在细线上；‎ ‎③‎ 捏住细线的右手沿水平刻度尺缓慢向右移动，直至细线断裂，测出此时细线两端的水平距离d.‎ ‎(3)若细线质量、伸长及细线与钩码间的摩擦均忽略不计，根据上述实验，请完成下列内容：‎ ‎①测量结果较准确的是 (选填“甲”或“乙”)同学；‎ ‎②乙同学的测量结果是 (用题中所给物理量的字母表示)；‎ ‎③在乙同学的实验中，当细线刚断时钩码两侧细线的夹角 (选填“>”“＝”或“＜”)120°.‎ 答案　(3)①乙　②　③>‎ ‎4．(2018·广东省六校第三次联考)在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图4甲、乙两种装置：‎ 图4‎ ‎(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则要求 ．‎ A．m1>m2，r1>r2‎ B．m1>m2，r1m2，r1＝r2‎ D．m1

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