【解析】根据弹簧下面所挂钩码的总质量计算弹力,即由F=Nmg计算弹簧的弹力,由x=L1-L0计算弹簧F
的伸长量,由k=计算弹簧的劲度系数;通过改变钩码的个数改变所受的弹力,重复实验步骤b、c,并求
x出弹簧A的劲度系数的平均值k1;
根据实验得到的图线可知,k3=k1+k2,由此可以判断丙同学的猜想正确.。
★考点三:验证平行四边形定则
◆典例一:(2017全国III卷·22)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1mm)的纸贴在水平桌面上,如图(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)用一只测力计将像皮筋的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像皮筋,再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为
F1?4.2N和F2?5.6N。
(i)用5mm长度的线段表示1N的力,以O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;
(ii)F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)4.0,0.05(参考下图a)
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【解析】(1)由于测力计的最小刻度为0.2N,根据读数规则,F的大小为4.0N。
(2)按平行四边形定则画出它们的合力F合,长度为20.0mm,其F合=4.0N。F合与拉力F的夹角的正切值为tanα=
★考点四 探究加速度与力和质量的关系
◆典例一(2020年1月浙江选考)(7 分)在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中:
(1) 都是通过分析纸带上的点来测量物理量,下列说法正确的是 A. B. C. D. 1=0.05. 20(多选)
都需要分析打点计时器打下的第一个点 都不需要分析打点计时器打下的第一个点 一条纸带都只能获得一组数据 一条纸带都能获得多组数据
(2) 如图是两条纸带的一部分,A、B、C、…、G 是纸带上标出的计数点,每两个相邻的
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计数点之间还有 4 个打出的点未画出。其中图 (填“甲”或“乙”)所示的是用橡皮筋
“探究做功与物体速度变化的关系”的实验纸带。“探究加速度与力、质量的关系”实验中,小车的加速度大小a =
m/s2(保留 2 位有效数字)。
(3) 在用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中,平衡阻力后,小车与橡皮筋组
成的系统在橡皮筋恢复形变前机械能 【答案】:(1)BC (2)甲
0.40
(填“守恒”或“不守恒”)。
(3)不守恒
【解析】:(1)在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中均不需要打下的第一个点,前者主要利用纸带求解加速度,后者主要研究亮点间的速度改变,无需从第一个点进行研究。牛顿第二定律实验探究一条纸带只能求解一个加速度,找到加速度 a 与质量 m 和合外力 F 的一组对应关系,B 正确。动能定理探究也是从一条纸带上选择两个点作为一组数据进行过程分析,C 正确,故应选 AC。
(2) 通过相邻两点位移差相等可知乙的运动过程为匀变速直线运动,甲前部分加速后保持
匀速可知甲应为用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”的实验;利用匀变速直线运动 逐差公式可知乙在匀加速过程加速度a ?
(x4?x5?x6)?(x1?x2?x3)小车与橡皮筋在运动过程中,除了斜
9T2面的摩擦力外还会受到空气的阻力作用,故平衡摩擦力运动过程中机械能不守恒。
★考点五 探究动能定理
◆典例一(2017北京卷)如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是 (选填选项前的字母)。 A.直流电源 B.交流电源
(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是 (选填选项前的字母)。 A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量
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在不挂重物且 (选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。 A.计时器不打点 B.计时器打点
(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。
实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W= ,打B点时小车的速度v= 。
(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据做出如图3所示的v2–W图像。由此图像可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________。
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2–W关系的是______________。
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