专题7 第23课时　力学实验(2)——力学其他实验.docx

1、第23课时力学实验(2)力学其他实验命题角度(1)探究弹簧弹力与形变量的关系；(2)探究两个互成角度的力的合成规律；(3)探究平抛运动的特点；(4)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系；(5)用单摆测量重力加速度的大小高考题型1探究弹簧弹力与形变量的关系注意事项：(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度(2)画图像时，不要连成折线，而应尽量让数据点落在直线上或均匀分布在直线两侧例1(2021广东卷11)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图1所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30，弹簧固定在有机玻璃管底端实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，

2、再将单个质量为200 g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln，数据如表所示实验过程中弹簧始终处于弹性限度内采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数图1n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用LiLi3Li(i1,2,3)计算弹簧的压缩量：L16.03 cm，L26.08 cm，L3_ cm，压缩量的平均值_ cm；(2)上述是管中增加_个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80 m/s2，该弹簧的劲度系数为_ N/m(结果保留

3、3位有效数字)答案(1)6.046.05(2)3(3)48.6解析(1)L3L6L3(18.0912.05) cm6.04 cm压缩量的平均值为 cm6.05 cm(2)因三个L是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)根据钢球的平衡条件有3mgsin k，解得k N/m48.6 N/m.高考题型2探究两个互成角度的力的合成规律本实验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“三注意”和“七记录”三注意两次O点的位置必须相同两个细绳套不要太短夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜.七记录两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向

4、和O点的位置(五记录)一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录)例2某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图2(a)所示将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出测力计的示数如图(b)所示，F的大小为_N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所

5、示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F14.2 N和F25.6 N.用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O点为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合；图2F合的大小为_N，F合与拉力F的夹角的正切值为_若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则答案(1)4.0(2)见解析图 4.00.05解析(1)由题图(b)可知，F的大小为4.0 N.(2)画出力F1、F2的图示，如图所示用刻度尺量出F合的线段长约为20 mm，所以F合大小为4.0 N，F合与拉力F的夹角的正切值为tan 0.05.

6、高考题型3探究平抛运动的特点“探究平抛运动的特点”实验的操作关键1应保持斜槽末端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触2小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出3坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点例3(2021全国乙卷22)某同学利用图3(a)所示装置研究平抛运动的规律实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球

7、刚离开轨道的影像)图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出图3完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为_m/s，竖直分量大小为_m/s；(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为_ m/s2.答案(1)1.02.0(2)9.7解析(1)小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为v0 m/s1.0 m/s竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，

8、因此小球在A点速度的竖直分量大小为vy cm/s2.0 m/s.(2)由竖直方向为自由落体运动可得g，代入数据可得g9.7 m/s2.高考题型4探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系例4(2020广东百师联盟高三联考)探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图4所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值已知小球在挡板A、B

9、、C处做圆周运动的轨迹半径之比为121.图4(1)在这个实验中，利用了_(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系；(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_(选填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与_(选填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径_(选填“相同”或“不同”)的两个塔轮；(3)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为12，则左、右两边塔轮的半径之比为_答案(1)控制变量法(2)相同挡板B相同 (3

10、)21解析(1)本实验中要分别探究向心力大小与质量m、角速度、半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法(2)探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动角速度相同，所以应选择两个质量相同的小球半径不同，分别放在挡板C和挡板B处同时选择半径相同的两个塔轮(3)据Fm2R，由题意可知F右2F左，R左2R右，可得左右12.由vr可得r左轮r右轮21，左、右两边塔轮的半径之比为21.高考题型5用单摆测量重力加速度的大小1选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球2悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不

11、超过5.4选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数5摆球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L，lL.6作lT2的图像，图像应是一条通过原点的直线，图线的斜率k，利用g42k求重力加速度例5(2020浙江7月选考17(2)某同学用单摆测量重力加速度，(1)为了减少测量误差，下列做法正确的是_(多选)；A摆的振幅越大越好B摆球质量大些、体积小些C摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处(2)改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图像如图5所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是_图5A测周期时多数了一个周期B测周

12、期时少数了一个周期C测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长答案(1)BC(2)C解析(1)摆的振幅过大，摆角大于5，单摆周期公式不再成立，故A错误；摆球质量大、体积小(用密度大的实心金属球)，摆线细长、伸缩性小可使阻力及摆长变化等影响更小，是单摆模型的要求，故B、C正确；摆球在最高点附近速度小，计时误差大，故计时起点应选在平衡位置，故D错误(2)测周期时，无论是多数一个周期还是少数一个周期，T2l图线都是过原点的直线，只是图线的斜率变化，即测得的重力加速度变化，故A、B错误；T2l的图像的纵轴截距大于0，可知测量的摆长比实际摆长小了一些，故可判断测摆长时未

13、加摆球的半径，直接将摆线的长度作为摆长，故C正确，D错误. 1小张同学为了验证力的平行四边形定则，设计如下实验，其装置图如图6甲所示实验步骤如下：(1)将3条完全相同的弹性橡皮条(满足胡克定律)的一端连接在一起形成一个结点O，先测量出橡皮条的自然长度x0；(2)在竖直平面内固定一木板，在木板上固定一张白纸，用图钉将其中两条橡皮条的A、B端固定在木板上，在另一条橡皮条C端悬挂一小重锤，并确保橡皮条不超出弹性限度，且与纸面无摩擦；(3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3，并在白纸上记录_；(4)取下白纸，如图乙所示，在白纸上分别用长度(x1x0)、(x2x0)代表

14、橡皮条OA和OB拉力的大小，作出力的图示OA和OB，并以OA和OB为两邻边作一平行四边形OACB，测量出OC长度x4，如果近似可得x4_，且OC的方向_，则实验验证了力的平行四边形定则；(5)改变A、B的位置，重复(2)到(4)的实验步骤进行多次验证图6答案(3)O、A、B三点的位置以及OC的方向(4)x3x0与OC的方向相反解析(3)待装置平衡后，分别测量出橡皮条OA、OB和OC的长度x1、x2、x3，并在白纸上记录O、A、B三点的位置以及OC的方向(4)如果近似可得x4x3x0，且OC的方向与OC的方向相反，则实验验证了力的平行四边形定则2(2021北京市丰台区高三期末)“用单摆测量重力加

15、速度的大小”的实验中：图7(1)用游标卡尺测量小球的直径，如图7甲所示，测出的小球直径为_ mm；(2)实验中下列做法正确的是_；A摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些B摆球要选择质量小些、体积大些的C拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔作为单摆周期T的测量值D拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5.释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆球做30次全振动所用的时间t，则单摆周期T(3)实验中改变摆长L获得多组实验数据，正确操作后作出的T 2L图像为图乙中图线.某同学误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，其他实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中_(选填“”

16、“”或“”)；利用该图线求得的重力加速度_(选填“大于”“等于”或“小于”)利用图线求得的重力加速度答案(1)14.5(2)D(3)等于解析(1)10分度的游标卡尺精确度为0.1 mm，则小球直径为d14 mm50.1 mm14.5 mm(2)该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些；选择体积比较小，密度较大的小球，故A、B错误；摆球的周期与摆线的长短有关，与摆角无关，且拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，要测量多个周期的时间，然后求平均值，故C错误，D正确(3)某同学误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，即摆长测短了，则摆长为

17、零时就已出现了振动周期，故图像为；由单摆的周期公式可推出关系式为T2(L)，可知利用斜率可以准确求得当地的重力加速度3(2021吉林省东北师大附中期末联考)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图8所示的装置实验操作的主要步骤如下：A在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平面垂直；B使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A；C将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B；D将木板再水平向右平移

18、同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C，若测得A、B间距离为y1，B、C间距离为y2，已知当地的重力加速度为g.图8(1)关于该实验，下列说法中正确的是_；A斜槽轨道必须光滑且无摩擦B每次释放小球的位置可以不同C每次小球均须由静止释放D小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度差h，之后再由机械能守恒定律求出(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v0_；(用题中所给字母x、y1、y2、g表示)(3)小球打在B点时与打在A点时动量的变化量为p1，小球打在C点时与打在B点时动量的变化量为p2，则p1p2_.答案(1)

19、C(2)x(3)11解析(1)为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但斜槽末端必须是水平的，选项A错误；为保证抛出的初速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放，选项B错误，C正确；因为摩擦力未知，无法根据机械能守恒定律计算速度，选项D错误(2)竖直方向根据自由落体运动规律可得y2y1gT2水平方向小球做匀速直线运动，得xv0T解得v0x.(3)根据动量定理，小球打在B点时与打在A点时动量的变化量p1mgT小球打在C点时与打在B点时动量的变化量p2mgT则p1p211.4(2021山东潍坊市昌乐一中高三期末)2020年12月8日，中尼两国共同宣布

20、了珠穆朗玛峰的最新高度为海拔8848.86米，此次珠峰高度测量使用了重力仪、超长距离测距仪等一大批国产现代测量设备重力仪的内部包含了由弹簧组成的静力平衡系统为测量弹簧的劲度系数，探究小组设计了如下实验，实验装置如图9甲所示，角度传感器固定在可转动的“T”形竖直螺杆上端，可显示螺杆转过的角度“T”形螺杆中部套有螺母，螺母上固定力传感器所测弹簧上端挂在力传感器上，下端固定在铁架台底座上，力传感器可显示弹簧弹力大小“T”形螺杆转动时，力传感器会随着“T”形螺杆旋转而上下平移，弹簧长度随之发生变化图9(1)该探究小组操作步骤如下：旋转螺杆使弹簧初始长度等于原长，对应的角度传感器示数调为0；旋转“T”形

21、螺杆使弹簧长度增加，记录力传感器示数F及角度传感器示数；多次旋转“T”形螺杆，重复步骤的操作，记录多组对应F、值；用所测数据作出F图像图乙已描出5个点，请在图中画出图像(2)若螺杆的螺距(螺杆转动一周杆沿轴线前进的距离)为6 mm，则角度传感器示数为240时弹簧的伸长量x_ m.(3)由F图像可知弹力F与弹簧的伸长量_(填“x”“x2”或“”)成正比，结合图像算出弹簧的劲度系数k_ N/m.答案(1)见解析图(2)4103(3)x15解析(1)如图所示(2)转动的角度与移动的距离关系为解得x4 mm4103m(3)因为转动的角度与弹簧的伸长量成正比，而根据F图像，转动的角度与弹簧弹力成正比，所

22、以弹力F与弹簧的伸长量x成正比由图可知，当角度为4 000时，弹力为1 N此时弹簧的形变量为，解得x mm，弹簧的劲度系数为kN/m15 N/m.专题强化练保分基础练1(2021安徽安庆市一模)某实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验，采用如图1甲所示的装置，质量不计的弹簧下端挂一个小盘，在小盘中增添砝码，改变弹簧的弹力实验中作出了小盘中砝码重力F随弹簧伸长量x变化的图像如图乙所示图1(1)图像乙不过原点的原因是_(2)利用图像乙，可求得小盘的重力为_ N，小盘的重力会使弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”)答案(1)未考虑小盘的重力(2)1不变解析(1

23、)由于受到的小盘的拉力，使弹簧变长，所以Fx图像不过原点；(2)利用图像乙，当弹簧的形变量为零时的拉力大小等于小盘的重力大小，因此图像反向延长与F轴交点可求得小盘的重力为1 N；应用图像法处理实验数据，所对应图像的斜率表示弹簧的劲度系数，小盘的质量不会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值不同2(2021山东潍坊市高三下3月一模)已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为T2(m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数)一探究小组用若干50 g的钩码和一块秒表来验证T与m的关系，操作步骤如下：将弹簧上端固定在铁架台上，在弹簧下端挂上一个钩码，静止后记录弹簧下端指针在铁架台竖直杆的指示位置，即平衡位置；将钩码向下拉

24、离平衡位置后放手，钩码上下往复运动，用秒表记录振子做30次全振动所用的时间；在弹簧下端依次挂上2、3、4、5个钩码，重复以上步骤；建立T2m坐标系，将所记录数据处理后描点画出图像请回答以下问题：图2(1)当振子质量为150 g时，完成全振动30次所用时间如图2甲所示，则该读数为_ s；(2)将记录数据处理后在T2m图像中描点如图乙所示，请将(1)中所测数据处理后也在坐标系中描点，并作出图像；(3)由图像可得，弹簧的劲度系数k_ N/m(保留两位有效数字)答案(1)10.3(2)见解析图(3)49解析(1)根据题图甲，秒表读数为10.3 s；(2)根据描点作图，图像如图所示(3)根据T2，可得斜

25、率k，代入数据可得k N/m49 N/m.3.(2019北京卷21改编)用如图3所示装置研究平抛运动将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点图3(1)下列实验条件必须满足的有_A斜槽轨道光滑B斜槽轨道末段水平C挡板高度等间距变化D每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系a取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_(选填“最上端”“最

26、下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重垂线平行b若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据；如图4所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则_(选填“大于”“等于”或者“小于”)可求得钢球平抛的初速度大小为_(已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示)图4(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_A用细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，

27、即可得到平抛运动轨迹C将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断；从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样这实际上揭示了平抛物体_A在水平方向上做匀速直线运动B在竖直方向上做自由落体运动C在下落过程中机械能守恒答案(1)BD(2)a.球心需要b大于x(3)AB(4)B解析(1)因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，B、D正确；挡板

28、高度可以不等间距变化，故C错误(2)a.因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定y轴时需要y轴与重垂线平行b.由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上位移之比为135，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大因此；由y2y1gT2，xv0T，联立解得v0x.(3)将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能始终保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，

29、A、B可行(4)从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，故选项B正确4(2021河北省1月选考模拟11)为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器，坐标纸，细线，定滑轮(位置可调)两个，钩码若干支架带有游标尺和主尺，游标尺(带可滑动的指针)固定在底座上，主尺可升降，如图5甲所示图5实验步骤如下：(1)仪器调零如图甲，将已测量好的劲度系数k为5.00 N/m的弹簧悬挂在支架上，在弹簧挂钩上用细线悬挂小钩码作为铅垂线，调节支架竖直调整主尺高度，使主尺与

30、游标尺的零刻度对齐滑动指针，对齐挂钩上的O点，固定指针(2)搭建的实验装置示意图如图乙钩码组mA40 g，钩码组mB30 g，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面此时测得36.9，53.1，由图丙可读出游标卡尺示数为_ cm，由此计算出弹簧拉力的增加量F_ N当地重力加速度g为9.80 m/s2.(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图6框中作出，用平行四边形定则作出合力F.图6(4)依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较F和F的大小和方向，得出结论实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果_(填写“有”或“无”)影响答案

31、(2)9.780.489(3)见解析图(4)无解析(2)游标卡尺的读数为主尺刻度游标尺读数97 mm80.1 mm97.8 mm9.78 cm；根据胡克定律可知弹簧的弹力增加量为：Fkx5.009.78102 N0.489 N.(3)选好标度，根据两分力FA、FB的方向作出力的图示，作出平行四边形得到合力F，如图所示(4)在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果无影响争分提能练5如图7所示为改装的探究圆周运动的向心加速度的实验装置有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一个重锤，圆盘边缘连接

32、细绳，细绳另一端连接一个小球实验操作如下：图7利用天平测量小球的质量m；闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球做圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的高度h；当小球第一次到达A点时开始计时，并记录为1次，记录小球n次到达A点的时间t；切断电源，整理器材请回答下列问题：(1)下列说法正确的是_(当地的重力加速度为g)A小球运动的周期为B小球运动的线速度大小为C小球运动的向心力大小为D若电动机的转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高(2)若已测出R40.00 cm、r4.00 cm，h90.00 cm，t100.0

33、0 s，n51，取3.14，则小球做圆周运动的周期T_ s，记录的当地重力加速度大小应为g_ m/s2.(计算结果均保留3位有效数字)答案(1)BD(2)2.009.86解析(1)从小球第1次到第n次通过A位置，转动圈数为n1，时间为t，故周期为：T，故A错误；小球的线速度大小为：v，故B正确；小球受重力和拉力，合力提供向心力，设细绳与竖直方向的夹角为，则：F向mgtan mg，故C错误；若电动机的转速增加，则转动半径增加，故激光笔1、2应分别左移、升高，故D正确(2)小球做圆周运动的周期T s2.00 s；向心力：F向mgmR解得g9.86 m/s2.6(2020山东济南市高三一模)某实验小

34、组用如图8甲所示的实验装置进行“测量重力加速度”及“验证机械能守恒定律”两个实验该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力F随时间t变化的图线(1)首先测量重力加速度将摆球拉离竖直方向的角度小于5，让小球做单摆运动，拉力F随时间t变化的图线如图乙所示图8由图可知该单摆的周期T约为_ s(保留两位有效数字)该小组测得该单摆的摆长为L，则重力加速度的表达式为g_(用测量或者已知的物理量符号表示)(2)然后验证机械能守恒定律将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力F随时间t变化

35、的图线如图丙所示要验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是_若图中A点的拉力用F1表示，B点的拉力用F2表示，则小球从A到B的过程中，验证机械能守恒定律的表达式为_(填表达式前的字母序号)A.(F2mg)mgF1B.(mgF1)F2mgCF2mgmgF1答案(1)0.75(2)小球的质量A解析(1)小球做单摆运动，经过最低点拉力最大，由题图乙可知11.0 s到14.0 s内完成4个全振动，该单摆的周期T s0.75 s；根据单摆周期公式T2可得重力加速度g.(2)题图丙中A点对应速度为零的位置，即最高位置，设此时细绳与竖直方向夹角为，根据受力分析可得F1mgcos 图中B点对应速度最大的位置，即最低点位置，根据牛顿第二定律可得F2mg小球从A到B的过程中，重力势能减小量为Ep减mg(LLcos )动能的增加量为Ekmv2(F2mg)L要验证机械能守恒，需满足Ep减Ek解得(F2mg)mgF1，所以还需要测量的物理量是小球的质量由(2)问可知，验证机械能守恒的表达式为(F2mg)mgF1，故A正确，B、C错误