力學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新(編輯修改稿)
2025-05-13 22:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3)該學(xué)習(xí)小組在測(cè)出滑塊的加速度后，經(jīng)分析討論，由于滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣阻力很小，可用上述實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，為此還需測(cè)量的物理量是________和________，機(jī)械能守恒的表達(dá)式為_(kāi)_______________(用題中所給物理量和測(cè)量的物理量表示)．答案 (1) 極限法 (2)(－)(3)沙桶的質(zhì)量m 滑塊的質(zhì)量MmgL＝(M＋m)d2(－)解析 (1)小車(chē)通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的瞬時(shí)速度等于小車(chē)通過(guò)光電門(mén)這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，瞬時(shí)速度越接近平均速度，故采用了極限法；(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2aL＝v－v，代入可求得加速度a＝(－)；(3)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒就要看沙桶重力勢(shì)能的減少量和系統(tǒng)動(dòng)能的增加量是否相等，因此需要測(cè)量沙桶的質(zhì)量m和滑塊的質(zhì)量M，機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為mgL＝(M＋m)d2(－).13．力學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的分析技巧審題示例(2013新課標(biāo)Ⅰ22)(7分)圖12為測(cè)量物塊與水平桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖12①用天平測(cè)量物塊和遮光片的總質(zhì)量M，重物的質(zhì)量m，用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離s；②調(diào)整輕滑輪，使細(xì)線水平；③讓物塊從光電門(mén)A的左側(cè)由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間ΔtA和ΔtB，求出加速度a；④多次重復(fù)步驟③，求a的平均值 ；⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ.回答下列問(wèn)題：(1) 測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1 mm)的示數(shù)如圖13所示．其讀數(shù)為_(kāi)_______ cm.圖13(2)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a＝________.(3)動(dòng)摩擦因數(shù)μ可用M、m、和重力加速度g表示為μ＝________.(4)如果細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，由此引起的誤差屬于____________(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)．審題模板答題模板(1) cm＋12 mm＝ cm (2分)(2)因?yàn)関A＝，vB＝，又由2as＝v－v，得a＝[()2－()2] (2分)(3)設(shè)細(xì)線上的拉力為FT，則mg－FT＝m，F(xiàn)T－μMg＝M兩式聯(lián)立得μ＝ (2分)(4)細(xì)線沒(méi)有調(diào)整到水平，屬于實(shí)驗(yàn)方法粗略，這樣會(huì)引起系統(tǒng)誤差． (1分)答案 (1) (2)[()2－()2](3) (4)系統(tǒng)誤差 為了探究合外力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：第一步：如圖14甲所示，把木板一端墊起，滑塊通過(guò)細(xì)繩與一重錘相連，然后跨過(guò)定滑輪，重錘下連一紙帶，穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)整木板傾角，直到輕推滑塊，滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng)．第二步：如圖乙所示，保持木板傾角不變，取下細(xì)繩和重錘，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在木板靠近滑輪處，將滑塊與紙帶相連，使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．第三步：接通電源，釋放滑塊，使之從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，打出的紙帶如圖丙所示．其中打下計(jì)數(shù)點(diǎn)O時(shí)，滑塊的速度為零，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén).圖14(1)根據(jù)紙帶求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打E點(diǎn)時(shí)滑塊的速度vE＝________.(2)已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，合外力在OE段對(duì)滑塊做功的表達(dá)式WOE＝________.(3)利用圖丙數(shù)據(jù)求出各段合外力對(duì)滑塊所做的功W及A、B、C、以W為橫軸建立坐標(biāo)系，作出v2－W圖象，發(fā)現(xiàn)它是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，測(cè)得直線斜率為k，則滑塊質(zhì)量M＝________.答案 (1) (2)mgx5 (3)解析 (1)根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可得vE＝.(2)本實(shí)驗(yàn)中將重錘的重力當(dāng)作合外力，合外力在OE段對(duì)滑塊做的功為mgx5.(3)根據(jù)動(dòng)能定理有W＝Mv2，得v2＝W，所以＝k，M＝.(限時(shí)：45分鐘)1．(2013廣東34(1))研究小車(chē)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1(a)所示，其中斜面傾角θ可調(diào)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫(huà)出．圖1①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．測(cè)量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶B．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開(kāi)小車(chē)C．將小車(chē)?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車(chē)尾部與紙帶相連D．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過(guò)限位孔上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：__________(用字母填寫(xiě))．②圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝______ s.③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5＝________.④為了充分利用記錄數(shù)
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