人教高中物理专题15 力学实验（精讲）.docx

2023年高考物理二轮复****讲练测
专题15 力学实验（精讲）
精讲考点
精讲内容
考点1
测力的方法
考点2
测速度的方法
考点3
测加速度的方法
考点4
力学实验图像
【知识体系构建】
【典例方法突破】
测力的方法
【例1】（2023年四川统考一模）图（a）是某班同学探究质量一定时物体的加速度与合力的关系的实验装置。
他们的设计思路是：①利用拉力传感器测细绳的拉力F并将其作为小车受到的合力；②利用穿过打点计时器且连在小车后端的纸带测小车的加速度a；③利用测得的数据作a—F图像并得出结论。
（1）该实验中，是否要求动滑轮、小桶和砂的总质量远远小于小车的质量______（填“是”或“否”）。
（2）图（b）是实验中挑选出的一条点迹清晰的纸带，图中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点周期为0.02s，由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2（结果取2位有效数字）。
（3）图（c）是三个小组分别做出的a—F图像，其中，平衡摩擦力时木板垫得过高得到的是图像______；图像_______对应的小车质量最小（均填序号字母）。
A． B． C．
【答案】     否     1.5     B     A
【详解】（1）[1]由于实验中利用拉力传感器直接测出了细绳的拉力，并没有用动滑轮、小桶和砂的总重力表示细绳的拉力，因此该实验中，不需要要求动滑轮、小桶和砂的总质量远远小于小车的质量。
（2）[2]由于相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
舍去第一段，根据逐差法，小车的加速度为
（3）[3]若平衡摩擦力时木板垫得过高，则在没有拉力作用时，小车已经开始运动，即有一定加速度，即a—F图像中，平衡摩擦力时木板垫得过高得到的是图像B；
[4]根据解得可知，图像的斜率表示，根据图像可知，A图像的斜率大，则A图像对应的小车质量最小。
【例2】（2022年山东泰安期中）在一定受力范围内，可以认为橡皮筋也像弹簧一样，伸长量x与弹力F成正比，即，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。
（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是______。
A．N    B．m    C．Pa    D．N/m
（2）为测杨氏模量，小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图（a）所示的实验装置。主要实验步骤如下：
①查找资料，得知每枚硬币的质量为6.05g；
②将硬币以5枚为一组逐次加入塑料袋，测量每次稳定后橡皮筋的长度l，记录数据如下表：
序号
1
2
3
4
5
硬币数量n/枚
5
10
15
20
25
长度l/cm
10.51
12.02
13.54
15.05
16.56
③根据表中数据在图（b）上描点，绘制图线；
请作出图象______，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数______N/m。（g取10m/s2结果保留两位有效数字）
④利用测量工具测得橡皮筋的长度L和橡皮筋未受到拉力时的直径D，进一步算出杨氏模量数值。
【答案】     C          18—22
【详解】（1）[1]根据题中所给公式可得其中劲度系数k单位为，长度单位为m，横截面积单位为m2，则杨氏模量单位为故选A；
（2）[2]根据图中所给数据作出图像如图所示
[3]设橡皮及原长为l0，塑料袋质量为M，图像斜率为k1，由公式可得则图像斜率为
橡皮筋劲度系数为
【例3】（2022年广东梅州联考）如图甲所示，某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平桌面上，小车的左端通过轻质细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连。已知重力加速度大小为g，打点计时器所接电源的频率为50Hz。
（1）用小木块把木板垫高后，在不挂砝码盘的情况下，轻推一下小车，直到打点计时器打出一系列间距均匀的点。
（2）在平衡摩擦力后，保持小车质量不变的情况下，改变砝码盘中砝码的质量m，重复实验多次。根据实验数据描点画出了如图乙所示的a-m图像，图线不过坐标原点的原因可能是______，图线末端弯曲的原因是______。
A．砝码的质量过大                            B．平衡摩擦力不足
C．细绳与木板未调节平行                    　D．实验中忽略了砝码盘的质量
（3）实