- 2021-04-25 发布 |
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文档介绍
【物理】2020届一轮复习人教版“追根溯源”智取创新实验课时作业
2020届一轮复习人教版 “追根溯源”智取创新实验 课时作业 1.将一长为L、质量为m的均匀杆绕一端无摩擦地转动,当转动角速度为ω时,杆具有一定的动能Ek,关于动能Ek的大小同学们有如下猜想。 甲同学:把杆当成位于其重心处的质量为m的质点,可能是Ek=m2=mω2L2 乙同学:根据动能的平均值计算,可能是Ek=m·=mω2L2 丙同学:可能是Ek=mω2L2 为了验证猜想,设计了如图甲所示的实验。质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度h。 (1)用游标卡尺测得杆的直径d如图乙所示,则d=________,A端通过光电门的时间为t,则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为________。 (2)调节h的大小并记录对应的速度vA,建立vA2h坐标系,并将实验数据在坐标系中描出,如图丙所示,试在图丙中绘出vA2和h的关系曲线,可得vA和h的关系式为________________________。 (3)当地重力加速度g取10 m/s2,结合图像分析,可得________(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。 解析:(1)游标卡尺的主尺刻度读数为10 mm,游标尺读数为0.05×4 mm=0.20 mm,所以最终读数为10 mm+0.20 mm=10.20 mm=1.020 cm;根据速度定义式可得vA=。 (2)连线如图,从图中可以看出,vA2与h是线性关系,vA2=30h m2/s2。 (3)根据机械能守恒定律可得Ek=mgh,再根据图像可得vA2=30h m2/s2,联立解得 Ek=mvA2=mω2L2,即丙同学的猜想是正确的。 答案:(1)1.020 cm vA= (2)见解析图 vA2=30h m2/s2 (3)丙 2.某实验小组用如图1所示的装置探究质量一定时加速度与力的关系。用铁架台将两块固定有定滑轮的木板架起,木板的右端固定了两个打点计时器,将两个质量相等的小车A、B放置在木板右端,用细线绕过滑轮组后与两小车相连。两条纸带穿过打点计时器后分别与小车连接在一起。将两个打点计时器接在同一个电源上,确保可将它们同时打开或关闭。实验时,甲同学将两小车按住,乙同学先在动滑轮下方挂上一个钩码,再接通电源使打点计时器开始工作。打点稳定后,甲将两辆小车同时释放。在小车撞到定滑轮前,乙断开电源,两打点计时器同时停止工作,取下两条纸带,通过分析处理纸带记录的信息,可以求出两小车的加速度,进而完成实验。请回答以下问题: (1)如图2为小车A后面的纸带,纸带上的0、1、2、3、4、5、6为每隔4个计时点选取的计数点,相邻两计数点间的距离如图中标注,单位为cm。打点计时器所接电源的频率为50 Hz,则小车A的加速度a1=________m/s2(结果保留两位有效数字)。同样测出小车B的加速度a2,若a1∶a2近似等于________,就可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。 (2)丙同学提出,不需测出两小车加速度的数值。只测量出两条纸带上从第一个打印点到最后一个打印点间的距离x1、x2,也能完成实验探究,若x1∶x2近似等于________,也可说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比,理由是________________________ ________________________________________________________________________。 (3)下列操作中,对减小实验误差有益的是________。 A.换用质量大一些的钩码 B.换用质量大一些的小车 C.调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行 D.平衡小车运动过程中受到的摩擦力时,将细线与小车连接起来 解析:(1)由题图2可知,小车A的加速度a1=,式中T=0.1 s,代入数据可得:a1≈0.48 m/s2,由题图1可知,小车B受的拉力等于小车A所受拉力的2倍,测出小车B的加速度a2,如果a1∶a2=1∶2,就可以说明质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。 (2)小车从静止开始运动,纸带上最初和最末两个点对应小车的运动时间相等,由x= at2可知,x与a成正比,即位移之比等于加速度之比。因此只需比较x1与x2的比值近似等于1∶2,就能验证质量一定的情况下,物体的加速度与力成正比。 (3)换用质量更大一些的钩码,可减小实验的相对阻力,使得测量更准确,故A正确;换用质量大一些的小车,会增大阻力,加大误差,故B错误;调整定滑轮的高度,使牵引小车的细线与木板平行,可减小实验的误差,故C正确;平衡小车运动时受到的摩擦力时,只让小车拖着纸带运动,而不应连接细线,故D错误。 答案:(1)0.48 1∶2 (2)1∶2 由x=at2可知,当时间t相等时,位移与加速度成 正比 (3)AC 3.现要用图甲完成“验证力的平行四边形定则”实验:把白纸固定在竖直放置的木板上,白纸上画有一些同心圆,相邻两圆之间的距离为r,圆心O距第一个圆的距离为r,A、B为光滑的滑轮,可沿虚线圆环滑动,也可固定。CO为竖直方向的一基准线。 (1)完成下列主要实验步骤所缺的内容: ①用一细绳系住橡皮筋的一端,细绳的另一端固定在C点,橡皮筋的另一端连接两条细绳,跨过A、B滑轮后各拴一细绳套,分别挂上3个钩码和4个钩码(每个钩码重1 N),如图乙所示,适当调整A、B滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳之间的结点稳定于O 点处,记下____________和两条细绳的方向,取下钩码; ②再用一弹簧测力计沿竖直方向把两细绳与橡皮筋的结点也拉至O处,如图丙所示,记下弹簧测力计的读数F′=________N。 (2)若相邻两圆环之间的距离表示1 N,该同学已经在图丁中作出两条细绳的拉力F1和F2。请按力的图示画法在图中作出F1和F2的合力F及拉力F′的图示。 (3)对比F和F′的大小和方向,发现它们不是完全一致的,其可能的原因是________________________。(填一个原因) (4)在步骤①中“适当调整A、B滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳之间的结点稳定于O点处”的目的是__________________________________。 解析:(1)①本实验中用钩码所受的重力替代拉力,故在实验完成后要记录下两条细绳上钩码的个数,即相当于记录下了每根细绳所受到的拉力大小。②弹簧测力计的读数 F′=5.0 N。 (2)所作的图示如图所示。 (3)测量存在误差、作图不准、弹簧测力计自身重力的影响、滑轮与细绳之间的摩擦力等。 (4)由于CO是在竖直方向,适当调整A、B滑轮的位置,使橡皮筋与两细绳之间的结点稳定于O点处,目的是为了使F1和F2的合力沿竖直方向。 答案:(1)①两条细绳上钩码的个数 ②5.0 (2)见解析图 (3)见解析 (4)使F1和F2的合力沿竖直方向 4.(2019届高三·邯郸模拟)如图甲所示,上表面光滑的楔形木块A固定在水平放置的压力传感器上。某同学将质量不同的小钢球从斜面顶端由静止释放(每次只有一个小钢球),记录小钢球在斜面上运动时压力传感器的示数,并根据实验数据作出压力传感器示数与小钢球质量的关系图像,即Fm图像,如图乙所示。重力加速度大小取9.8 m/s2,完成下列 填空: (1)不同质量的小钢球在斜面上运动的时间________(填“相同”或“不相同”)。 (2)由图像可得,木块A的质量M=________kg(保留两位有效数字)。 (3)若斜面倾角为θ,由图像可得,cos2θ=________(保留两位有效数字)。 解析:(1)根据牛顿第二定律得小钢球下滑的加速度为:a==gsin θ,则不同质量的小钢球在斜面上的运动情况完全相同,所以运动的时间也相同。 (2)当m=0时,传感器的示数即为木块A所受的重力,则有:Mg=1.97 N,解得: M= kg≈0.20 kg。 (3)对小钢球受力分析,根据平衡条件可知,A对小钢球的支持力FN=mgcos θ,根据牛顿第三定律可知,小钢球对A的压力为mgcos θ,对A受力分析可知,传感器对A的支持力F=Mg+mgcos θcos θ,则传感器的示数为F=Mg+mgcos2θ,则Fm图像的斜率k=gcos2θ,则有:gcos2θ==3.3,解得:cos2θ≈0.34。 答案:(1)相同 (2)0.20 (3)0.34(0.32~0.36均可) 5.(2018·青岛模拟)如图所示为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验: ①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2; ②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC连接在斜槽末端; ③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P; ④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置; ⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离,图中M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为sM、sP、sN。 依据上述实验步骤,请回答下列问题: (1)两小球的质量m1、m2应满足m1________(填“>”“=”或“<”)m2。 (2)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中________点,m2的落点是图中________点。 (3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式________________,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。 (4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用实验中测得的数据来表示,只需比较________与____________是否相等即可。 解析:(1)必须满足m1>m2,否则m1有可能被反弹回去,此时M、N不可能分别位于P两侧。 (2)由碰撞规律知,碰后v1′查看更多