人教高中物理专题35 力学及其他实验（解析版）.docx

专题35 力学及其他实验
[题型导航]
题型一 研究匀变速直线运动 1
题型二 探究弹力和弹簧伸长量的关系 6
题型三 验证力的平行四边形定则 8
题型四 探究加速度与力、质量的关系 11
题型五 探究功与物体速度变化的关系 14
题型六 验证机械能守恒定律 17
题型七 用单摆测定重力加速度 21
题型八 测定玻璃的折射率 23
题型九 用双缝干涉测量光的波长 26
题型十 验证动量守恒定律 27
[考点分析]
题型一 研究匀变速直线运动
（2022•朝阳区校级三模）用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下：
a．安装好实验器材．接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t＝0），然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c．通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 　A　和 　C　（填选项前的字母）。
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平（含砝码）
（2）在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点，请在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出v﹣t图像 　　。
（3）观察v﹣t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是 　小车的速度随着时间均匀变化　．v﹣t图像斜率的物理意义是 　小车的加速度　。
（4）描绘v﹣t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是 　越小越好　（选填“越小越好”或“与大小无关”）；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差 　有关　（选填“有关”或“无关”）。
（5）早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的．当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想．请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的 　“斜面实验”小球做匀加速直线运动，若小球的初速度为零，依据运动学速度公式，则速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，因此只需要测量小球在不同位移内对应的时间，从而可检验小球的速度是否随着时间均匀变化。　。
【解答】解：（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有电压合适交流电源，供打点计时器使用；所以选择A；还需要刻度尺，来测量各点的位移大小，从而算出各自速度大小。所以选择C，故答案为：A，C；
（2）根据标出计数点A对应的坐标点位置，点对应的时间，从而确点的位置，再将各点平滑连接，如答图所示
（3）小车的速度随着时间均匀变化；v﹣t图象是过原点的一条直线，可知，速度随着时间是均匀变化的，说明小车是做匀变速直线运动；
图象的斜率，表示小车的加速度；
（4）当Δt→0时，用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，即对Δt的要求时越小越好；
选取的Δx大小与速度测量的误差有关；
（5）“斜面实验”小球做匀加速直线运动，若小球的初速度为零，依据运动学速度公式，则速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，因此只需要测量小球在不同位移内对应的时间，从而可检验小球的速度是否随着时间均匀变化。
故答案为：（1）A，C；（2）见解析；（3）小车的速度随着时间均匀变化；小车的加速度；（4）越小越好；有关；（5）“斜面实验”小球做匀加速直线运动，若小球的初速度为零，依据运动学速度公式，则速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比，因此只需要测量小球在不同位移内对应的时间，从而可检验小球的速度是否随着时间均匀变化。
（2022•辽宁一模）某学****小组通过实验验证自由下落是一种匀变速直线运动，并测定当地的重力加速度。该小组利用如图甲所示的装置进行实验，图乙为局部放大图，其中A为电磁开关，B为可改变位置的光电门。
实验时，打开电磁开关，释放小球，计时器同时开始计时，小球经过光电门B时，计时结束。改变B的位置，多次测量，记录AB间的高度差h和对应的小球下落时间t，数据如表所示：
h/m
0.1000
0.3000
0.5000
0.7000
0.9000
t/s
0.146
0.250
0.322
0.381
0.4