2020高考物理复习 专题12力学实验(解析版)

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专题12 力学实验

1．（2020届安徽省宣城市高三第二次调研）用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。

(1)实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上____________段来计算小车P的碰前速度。

(2)测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式______________，则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。

(3)如果在测量小车P的质量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰前的动量P1与系统碰后的动量P2相比，

P1则_____1（填“＜”、“＞”或“=”） P2【答案】BC m1【解析】

(1)[1]．两小车碰撞前做匀速直线运动，在相等时间内小车位移相等，由图示纸带可知，应选择纸带上的BC段求出小车P碰撞前的速度。

(2)[2]．设打点计时器打点时间间隔为T，由图示纸带可知，碰撞前小车的速度

s?ss2?s1??m1?m2??43 小于 23v?s2?s1 4T坚持就是胜利！

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碰撞后小车的速度

v??s4?s3 6T如果碰撞前后系统动量守恒，则 m1v=（m1+m2）v′ 即m1s?ss2?s1?（m1?m2）43 4T6T整理得m1s?ss2?s1??m1?m2??43 23(3)[3]．在测量小车P的质量时，忘记粘橡皮泥，小车P质量的测量值小于真实值，由P=mv可知，

P1?1。 所测系统碰前的动量小于碰撞后系统的动量，即P22．（2020届东北三省四市教研联合体高三模拟）某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材：固定有光电门的长木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A（总质量为M）、粘有橡皮泥的滑块B（总质量为m）等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d（d很小），重力加速度为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：

(1)如图（a）所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v=___；A与木板间的动摩擦因数μ=____； (2)如图（b）所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞（碰撞时间极短），撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间t0，A、B撞前B左端距光电门的距离s1，以及A、B撞后它们一起滑行的距离s2，若A 、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证_______________成立即可。

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d2d2d?2?gS1??M?m?2?gS2 【答案】v? ??2 M22tgLtt0【解析】

(1)[1]由于遮光片通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故

v?d t22[2]由匀变速直线运动速度位移公式得2ax?v?v0，即有

d2?2?gL?0?2

td2解得??

2gLt2(2)[3]A经过光电门的速度为

vA?d t0由匀变速直线运动速度位移公式有

d2?2?gs1?v?2

t0'2AA与B碰撞前的速度为

d2v?2?2?gs1 t0'A同理可得碰撞后AB的速度为

2?2?gs2?0?vAB

即vAB?2?gs2

若A、B系统碰撞时满足动量守恒定律

'MvA?(m?M)vAB

d2?2?gs1??M?m?2?gs2 即M2t03．（2020届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测）某同学在验证机械能守恒定律的实验中，设计

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了如图甲所示的拓展实验装置，其中a、b、c是三个质量均为500g的重物，它们挂在跨过定滑轮的一条轻绳上三个适当位置，c的下方拖着一条穿过打点计时器的纸带。实验时，先把c移到靠近打点计时器的地方，并测出此时a离地面的高度为25.00cm，接着接通电源，释放c，得到如图乙所示的纸带，电源频率为50Hz，其中相邻两计数点间还有4个点未画出，重力加速度为9.8m/s2：

(1)由图乙可知，a落地后，c做___________运动；

(2)从开始下落到a将要落地的过程中，a、b、c系统减少的重力势能为_____J，增加的动能为_____J（结果均保留3位有效数字），在实验误差允许的范围内，机械能守恒定律得到验证。 【答案】匀速直线 1. 23 1. 17. 【解析】

(1)[1]由图乙可知AB、BC、CD间的距离相等，且运动时间相同，故AD段c做匀速直线； (2)[2]从开始下落到a将要落地的过程中，a、b、c系统减少的重力势能为

Ep??mgh?0.5?9.8?0.25J?1.23J

[3]重物c的速度

v?x0.125?m/s=1.25m/s t0.1重物a、b、c增加的动能为

1Ek?3?mv2?1.17J

24．（2020届福建省漳州市高三第一次教学质量检测）某物理兴趣小组发现直接利用“落体法”进行验证机械能守恒定律实验时，由于物体下落太快，实验现象稍纵即逝。为了让实验时间得以适当延长，

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