專題2 紙帶類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)-【實(shí)驗(yàn)攻略】備戰(zhàn)2024高考實(shí)驗(yàn)攻略之各類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)（解析版）

第第頁專題2紙帶類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)【本專題涉及到的常見的實(shí)驗(yàn)】1、實(shí)驗(yàn)：探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律2、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系3、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)能定理（探究做功與速度變化的關(guān)系）4、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律5、實(shí)驗(yàn)：測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)6、實(shí)驗(yàn)：研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律7、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律【方法總結(jié)提升】1、利用平均速度求瞬時(shí)速度：vn＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T).2、利用逐差法求解平均加速度a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，則a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)3、利用速度－時(shí)間圖像求加速度①作出速度－時(shí)間圖像，通過圖像的斜率求解小車的加速度；②剪下相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶緊排在一起求解加速度．4、依據(jù)紙帶判斷小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)①x1、x2、x3、…、xn是相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．②Δx是兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….③若Δx等于恒量(aT2)，則說明小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)．④Δx＝aT2，只要小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差就一定相等．4．注意事項(xiàng)①平行：紙帶、細(xì)繩要與長木板平行．②兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源，后取下紙帶．③小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放．【例題1】某小組用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50，在打好的紙帶上每5個(gè)點(diǎn)標(biāo)記一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)記結(jié)果如圖，A、B、C、D為連續(xù)選擇的計(jì)數(shù)點(diǎn)，其位置分別為20.0、34.0、53.0和77.0。則：（1）打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是；（2）小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】0.170.50【解析】（1）該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz，在打好的紙帶上每5個(gè)點(diǎn)標(biāo)記一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，故計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小是（2）由圖可知根據(jù)逐差法可得，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是【例題2】圖甲是某研究性學(xué)習(xí)小組探究木塊加速度與合外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，長木板置于水平桌面上。細(xì)線一端與木塊相連，另一端通過一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪與固定的彈簧測(cè)力計(jì)相連，動(dòng)滑輪下懸掛一個(gè)沙桶。改變桶中沙的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。請(qǐng)完成下列問題：（1）利用該裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是。A．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將長木板靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，以平衡摩擦力B．每次在增加沙的質(zhì)量后需要重新平衡摩擦力C．應(yīng)將木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先釋放木塊，再接通電源D．實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M（2）圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，已知交流電頻率為50Hz。利用紙帶可得木塊的加速度大小為a=m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）兩個(gè)同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖甲所示的裝置放在水平桌面上，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究木塊的加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖丙中甲、乙兩條直線。設(shè)兩同學(xué)所用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，所用木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲m乙，μ甲μ乙。（選填“>”“＜”或“=”）【答案】A0.496<>【解析】（1）A．木塊在水平軌道上所受合外力為細(xì)線上拉力和摩擦力的合力，因動(dòng)摩擦因數(shù)未知，摩擦力為未知量，應(yīng)通過墊高靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一側(cè)的木板讓重力在斜面上的分力與摩擦力相等，此時(shí)木塊所受合外力為細(xì)線上拉力，故A正確；B．當(dāng)重力在斜面上的分力與摩擦力相等時(shí)，有由此可知，當(dāng)增加沙的質(zhì)量后，重力在斜面上的分力與摩擦力依然相等，故每次在增加沙的質(zhì)量后不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；C．為保證打在紙帶上的點(diǎn)足夠多，應(yīng)將木塊靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放木塊，故C錯(cuò)誤；D．此實(shí)驗(yàn)中，木塊所受的合外力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，因此不需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量M，故D錯(cuò)誤。故選A。（2）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s，木塊的加速度大小為（3）根據(jù)牛頓第二定律可得整理得由圖像的斜率和縱軸截距大小關(guān)系可得可知【例題3】利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量ΔEp=，動(dòng)能增加量ΔEk=。（2）用縱軸分別表示重物動(dòng)能增加量ΔEk及重力勢(shì)能減少量ΔEp，用橫軸表示重物下落的高度h。某同學(xué)在同一坐標(biāo)系中做出了ΔEk—h和ΔEp—h圖像，如圖丙所示。由于重物下落過程中受阻力作用，可知圖線（填“①”或“②”）表示ΔEk—h圖像【答案】mghB②【解析】（1）從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少量ΔEp=mghB打B點(diǎn)的速度動(dòng)能增加量（2）由于重物下落過程中受阻力作用，則重物下降一定高度，減小的重力勢(shì)能大于增加的動(dòng)能，可知②表示ΔEk—h圖像?！纠}4】在“探究恒力做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；②改變木板的傾角，以重力的一個(gè)分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力；③用細(xì)線將木板上的小車通過定滑輪與懸吊的砂桶相連（砂和桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量）；④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)；⑤在紙帶中選合適的點(diǎn)A、B、C、D…，測(cè)出它們到起點(diǎn)O的距離s1、s2、s3、s4…，并測(cè)出與它們相鄰的兩點(diǎn)間距離d1、d2、d3、d4…（如圖乙），查得打點(diǎn)周期為T，將數(shù)據(jù)填入下表中；⑥保持砂和桶質(zhì)量不變，增加小車質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟④、⑤，將數(shù)據(jù)填入下表中。試問：（1）判斷重力的一個(gè)分力是否與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是；（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，為什么探究功與v、v2、v3等的關(guān)系，而不是與、、等的關(guān)系？；（3）將表格中的數(shù)據(jù)填寫完整；附表：小車第一次總質(zhì)量M1=0.25kg，第二次總質(zhì)量M2=0.5kg，T=0.02s測(cè)量點(diǎn)到O點(diǎn)的距離s(cm)測(cè)量點(diǎn)前后兩點(diǎn)間距離d(cm)小車獲得的速度v(m/s)小車獲得速度的平方v2[(m/s)2]小車獲得速度的三次方v3[(m/s)3]第一次A20.053.580.9008.10.73B40.005.061.271.612.05C60.156.201.552.403.72D80.247.16第二次A20.152.530.630.400.25B40.103.580.900.810.73C59.904.381.101.211.33D81.205.061.271.612.05（4）比較表中第一次各組數(shù)據(jù)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：；（5）比較表中一、二兩次數(shù)據(jù)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：；（6）請(qǐng)運(yùn)用表中第二次數(shù)據(jù)在圖所示的坐標(biāo)中作出相應(yīng)的圖象，驗(yàn)證理論的正確性（拉力用F表示）。()【答案】紙帶上點(diǎn)跡間距相等速度隨做功的增加而增加1.793.20W∝v2W∝Mv2【解析】（1）正好平衡掉摩擦力的判定依據(jù)是：若分力與小車及紙帶受到的摩擦力平衡，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，紙帶點(diǎn)跡間隔應(yīng)該相等。（2）因?yàn)榈玫降臄?shù)據(jù)顯示速度隨做功的增加而增加，故我們只考慮正比關(guān)系，而不必考慮反比關(guān)系。（3）由平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可得測(cè)量點(diǎn)D的速度為測(cè)量點(diǎn)D的速度平方為（4）由數(shù)據(jù)可以看出，位移與速度平方成正比，又功W=Fs，故可知功與速度平方成正比，即：W∝v2。（5）比較表中一、二兩次數(shù)據(jù)，可以看出功與質(zhì)量也成正比，故綜合（4）的結(jié)論可知：W∝Mv2（6）由表格中的第二次數(shù)據(jù)，建立縱軸為功，橫軸為速度平方，描點(diǎn)作圖如圖1．如圖1所示，用質(zhì)量為的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是；A．把長木板右端墊高

B．改變小車的質(zhì)量（2）在不掛重物且（選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響；A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)

B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)（3）電源頻率為，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖2所示，圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)?；卮鹣铝袉栴}：①在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為。在打出D點(diǎn)時(shí)，物塊的速度大小為（都保留兩位有效數(shù)字）；②物塊的加速度大小為。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】AB0.560.962.0【解析】（1）平衡摩擦力的正確操作方法是把長木板右端墊高，使得重力沿木板方向的分力與摩擦力和其他阻力平衡，使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故選A。（2）判斷小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)是根據(jù)紙帶上點(diǎn)跡是否均勻判定，需計(jì)時(shí)器打點(diǎn)。故選B。（3）①由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為，且每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)得根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)某段時(shí)間內(nèi)平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度得②由逐差法可得小車加速度2．某同學(xué)進(jìn)行“探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)器材按圖甲所示安裝。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz，請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容：（1）該同學(xué)在進(jìn)行平衡摩擦力的操作時(shí)，將木板墊高后，在不掛小吊盤（含砝碼）的情況下，輕推小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，得到如圖乙所示的紙帶，則該同學(xué)平衡摩擦力時(shí)木板的傾角（選填“過大”、“過小”或“適中”）；（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是；（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．連接小吊盤和小車的細(xì)線應(yīng)跟長木板保持平行B．每次改變小車的質(zhì)量后要重新平衡摩擦力C．必須保證小車及車中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小吊盤和盤中砝碼的總質(zhì)量（3）該同學(xué)按步驟（1）操作后，保持小車質(zhì)量不變，通過改變小吊盤中砝碼的質(zhì)量來改變小車受到的合外力，得到了多組數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中得到如圖丙所示的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，測(cè)得x1＝1.78cm，x2＝2.62cm，x3＝3.40cm，x4＝4.19cm，x5＝5.03cm，x6＝5.82cm，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車的加速度大小a＝m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】過小A0.80【解析】（1）紙帶上的間距隨小車運(yùn)動(dòng)不斷減小，說明小車在做減速運(yùn)動(dòng)，即平衡摩擦力不夠，即平衡摩擦力時(shí)木板的傾角過小。（2）A．連接小吊盤和小車的細(xì)線應(yīng)跟長木板保持平行，這樣能夠保證繩子的拉力方向和小車運(yùn)動(dòng)方向相同，A正確；B．根據(jù)可知質(zhì)量被約掉了，則每次改變小車質(zhì)量后無需平衡摩擦力，B錯(cuò)誤；C．小車及車中砝碼的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小吊盤和盤中砝碼的總質(zhì)量，C錯(cuò)誤。故選A。（3）因相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則根據(jù)逐差法，有3．如圖所示，某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，利用某物體打出了一條紙帶，A、B、C、D、E、F是紙帶上6個(gè)依次打的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量A點(diǎn)到其它各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中。（1）物體運(yùn)動(dòng)的加速度是m/s2（保留兩位有效數(shù)字）（2）該同學(xué)最可能完成的是下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)？。A．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系B．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律C．測(cè)量木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)（3）根據(jù)第（2）問的結(jié)論，若要求出物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力，還需測(cè)量的物理量是（用字母表示并說明含義）。用還需測(cè)得的量及加速度a表示物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力的表達(dá)式f=（當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）?！敬鸢浮?.5B物體質(zhì)量m【解析】（1）利用逐差法及公式解得物體運(yùn)動(dòng)的加速度（2）因重物的加速度接近于重力加速度，該同學(xué)最可能完成的是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。故選B。（3）根據(jù)牛頓第二定律得解得則為了求出物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力，還需測(cè)量的物理量是物體的質(zhì)量m；物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力的表達(dá)式為4．某同學(xué)利用圖（甲）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖（乙）所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。（1）本實(shí)驗(yàn)（填“需要”或“不需要”）滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊質(zhì)量。（2）物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a=m/s2（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（3）若用計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮坎恍枰?.00偏大【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)不需要用重物的重力代替物塊所受的拉力，故不需要滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于物塊質(zhì)量。（2）由紙帶可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)7往后做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逐差法得負(fù)號(hào)表方向，則加速度大小為。（3）在減速階段產(chǎn)生加速度的力是滑動(dòng)摩擦力和紙帶受的阻力，所以計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值偏大。5．某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證規(guī)律:物體的質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受外力成正比。實(shí)驗(yàn)過程如下:a.按圖甲把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，不掛槽碼，反復(fù)移動(dòng)墊木（圖中未畫出），直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)。b.把細(xì)線系在小車上并繞過定滑輪懸掛槽碼，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在被小車帶動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)，取下紙帶，在紙帶上寫上編號(hào)。c.保持小車質(zhì)量M不變多次增加槽碼，再重復(fù)步驟b。d.算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度值。e.用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示槽碼的重力（視為拉力），做出圖像。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，完成下述問題:（1）在步驟d中，該同學(xué)采用圖像求加速度。如圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次為，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，小車的速度為m/s;（保留3位有效數(shù)字）（2）點(diǎn)的速度都標(biāo)在了坐標(biāo)系中，如圖丙所示做出小車運(yùn)動(dòng)的圖像，利用圖像求出小車此次運(yùn)動(dòng)的加速度:（保留2位有效數(shù)字）（3）最終該同學(xué)所得小車運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，從圖中我們可以看出圖像是一條經(jīng)過原點(diǎn)的直線。根據(jù)圖像可以確定下列說法中錯(cuò)誤的是A．本實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與小車受力成正比B．當(dāng)槽碼足夠大時(shí)小車的加速度可能大于重力加速度C．可以確定小車的質(zhì)量是0.5kg（4）另一同學(xué)按照相同的步驟做了上述實(shí)驗(yàn)，畫出的圖像如圖所示，你認(rèn)為造成該圖線不過原點(diǎn)的原因是A．平衡摩擦力不足B．平衡摩擦力過度C．不滿足槽碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量D．操作錯(cuò)誤（5）認(rèn)為砝碼和盤所受的總重力等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，要求砝碼和盤的總質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多。請(qǐng)分析說明這個(gè)要求的理由。【答案】0.441.0BAB/BA見解析【解析】（1）中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度（2）在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，v=v0+at，故v-t圖像應(yīng)為線性關(guān)系，畫圖時(shí)讓盡量多的點(diǎn)落在直線上即可（3）A．由圖線可得：F與a成正比，故A正確；B．小車的加速度所以加速度不可能大于g，故B錯(cuò)誤；C．圖線的斜率k=所以M=0.5kg故C正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。（4）另一同學(xué)按照相同的步驟做了上述實(shí)驗(yàn)，畫出的圖像，若過程中平衡摩擦力不足會(huì)造成該圖線與縱坐標(biāo)有截距，若平衡摩擦力過度圖線與縱坐標(biāo)有截距，故AB正確，CD錯(cuò)誤。故選AB。（5）設(shè)繩子拉力為T，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a，小車質(zhì)量為M，桶和砂的總質(zhì)量為m。實(shí)驗(yàn)中平衡了摩擦力后，小車所受的合外力為繩子拉力T，對(duì)小車應(yīng)用牛頓第二定律可得對(duì)桶和砂應(yīng)用牛頓第二定律可得聯(lián)立可得可見，當(dāng)桶和砂的總質(zhì)量比小車質(zhì)量小得多時(shí)，繩子拉力近似等于沙和桶的總重力，即桶和砂所受的重力近似等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。6．某同學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。（1）打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大小的測(cè)量值為m/s。（2）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)和之間某時(shí)刻開始減速。（3）打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大小的測(cè)量值為m/s；物塊減速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小為a＝m/s2。（保留三位有效數(shù)字）【答案】1.00671.162.00【解析】（1）頻率為50Hz，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則周期，計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大?。?）由紙帶可知，在6之前兩點(diǎn)間位移逐漸增大，7之后兩點(diǎn)間位移在減小，做減速運(yùn)動(dòng)，因此在67之間某時(shí)刻開始做減速運(yùn)動(dòng)。（3）打下計(jì)數(shù)點(diǎn)6時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)速度大小減速過程加速度大小為7．實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為。（1）實(shí)驗(yàn)操作前，平衡摩擦力（選填“需要”或者“不需要”）。（2）規(guī)范操作后，得到一條紙帶，以紙帶上能夠看清的某個(gè)點(diǎn)作為0點(diǎn)，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0點(diǎn)的距離，如圖2所示，則紙帶上打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的小車速度大小，打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車的速度大小。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（3）利用各計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)算得到的速度作出小車運(yùn)動(dòng)的圖像，得到一條傾斜的直線，說明小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】不需要0.5040.8051.50【解析】（1）本實(shí)驗(yàn)是探究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，因此不需要平衡摩擦力。（2）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的小車速度大小打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)的小車速度大?。?）加速度大小8．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。操作如下：（1）平衡摩擦力時(shí)，若所有的操作均正確，打出的紙帶如圖乙所示，先（填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡間距相等為止。（2）已知小車的質(zhì)量為M，盤和砝碼的總質(zhì)量為m，要使細(xì)線的拉力近似等于盤和砝碼的總重力，應(yīng)該滿足的條件是Mm（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“等于”）。（3）實(shí)驗(yàn)中得到如圖丙所示的一條紙帶，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，根據(jù)紙帶可求出物塊的加速度為。打圖中第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度為（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（4）實(shí)驗(yàn)中長木板水平放置且細(xì)線平行于長木板，以繩的拉力F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的圖像如圖丁所示，求得圖線的斜率為k，橫軸截距為，且已知重力加速度為g，小車與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。（結(jié)果用、k、g表示）【答案】增大遠(yuǎn)大于1.970.994【解析】（1）先增大木板的傾角，使重力的沿斜面向下的分力平衡木板與小車間的摩擦力。（2）根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)小車和盤與砝碼整體分析得對(duì)小車分析，繩子的拉力所以當(dāng)時(shí)，才能認(rèn)為細(xì)線的拉力近似等于盤和砝碼的總重力。（3）兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為0.1s，由逐差法可得得打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)小車的速度為得（4）由牛頓第二定律得得所以有又當(dāng)時(shí)，，即得9．某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)木塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定，調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與長木板平行。（1）實(shí)驗(yàn)過程中，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在（選填“直流”或“交流”）電源上。（2）圖2是實(shí)驗(yàn)得到的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，A、B、C、D、E為五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，小車運(yùn)動(dòng)的加速度。（3）已知重力加速度為g，測(cè)得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝?！敬鸢浮拷涣?.391.26【解析】（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上；（2）相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔打D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度小車運(yùn)動(dòng)的加速度（3）小車在運(yùn)動(dòng)過程中受到繩的拉力F和滑動(dòng)摩擦力，則有其中解得10．用如圖甲所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，小車P的前端粘有橡皮泥，后端連接通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，在長木板右端墊放木塊以平衡摩擦力，輕推一下小車P，使之運(yùn)動(dòng)，小車P與靜止的小車Q相碰后粘在一起向前運(yùn)動(dòng)。（1）下列說法正確的是。A．兩小車粘上橡皮泥是為了改變兩車的質(zhì)量

B．兩小車粘上橡皮泥是為了碰撞后粘在一起C．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再推動(dòng)小車P

D．先推動(dòng)小車P，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源（2）實(shí)驗(yàn)獲得的一條紙帶如圖乙所示，根據(jù)點(diǎn)跡的不同特征把紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行了區(qū)域劃分，用刻度尺測(cè)得各點(diǎn)到起點(diǎn)A的距離。根據(jù)碰撞前后小車的運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)選紙帶上（填“AB”“BC”“CD”或“DE”）段來計(jì)算小車P的碰前速度；測(cè)得小車P（含橡皮泥）的質(zhì)量為，小車Q（含橡皮泥）的質(zhì)量為，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式，則可驗(yàn)證小車P、Q碰撞前后動(dòng)量守恒（用、、、、、表示）?！敬鸢浮緽CBC【解析】（1）AB．粘上橡皮泥，是為了碰撞后粘在一起，不是為了改變車的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；B正確；CD．為了打點(diǎn)穩(wěn)定以及充分利用紙帶打出更多的點(diǎn)，應(yīng)先接通電源然后再讓小車運(yùn)動(dòng)，故C正確；D錯(cuò)誤；故選BC。（2）兩小車碰撞前小車P做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)小車位移相等，由題圖乙所示紙帶可知，應(yīng)選擇紙帶上的BC段求出小車P碰撞前的速度。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為T，由題圖乙所示紙帶可知，碰撞前小車的速度碰撞后小車的速度如果碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則即整理得11．某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)操作的說法正確的是。A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一條豎直線上B．需要用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間C．選用的重物的密度和質(zhì)量大些，有利于減小誤差D．選用的重物的密度和質(zhì)量小些，有利于減小誤差（2）若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量為1.0kg。某同學(xué)選取了一條前兩個(gè)點(diǎn)間距接近2mm的紙帶（如圖2所示），0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則在紙帶上打下點(diǎn)3時(shí)重物的動(dòng)能的增加量（相對(duì)0）可以計(jì)算得到，那么從打下點(diǎn)0至打下點(diǎn)3的過程中重物的重力勢(shì)能減少量Ep=J（g=9.8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）發(fā)現(xiàn)動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減少量不相等，可能的原因是?！敬鸢浮緼C/CA