13第1讲力学实验与创新

1、专题八物理实验第13讲力学实验与创新1. (2018 福建龙岩模拟)(15分)在“探究弹力与弹簧伸长的关系” 的实验中.(1) 关于操作步骤先后顺序，下列说法正确的是A. 先测量原长，后竖直悬挂B. 先竖直悬挂，后测量原长C. 先后顺序对实验结果无影响D. 先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重(2) 为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线是因为.这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为N/m,乙弹簧为N/m.若要制作一个精确度较高的弹

2、簧测力计，应选弹簧”). 向上弯曲的原因是超出了弹性限度，注意该图像中纵坐标为伸长 量,横坐标为弹簧弹力，斜率的倒数为劲度系数，由此可求出k甲= 忌N/m66.7 N/m;k乙疇：N/m=200 N/m,由于甲的劲度系数小，因此其精度高.2. （2018 黑龙江哈尔滨二模）（15分）气垫导轨是常用的一种实验仪 器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在 导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡 板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图 所示（弹簧的长度忽略不计）,采用的实验步骤如下：a. 用天平分别测出滑块 A,B的质量mA,mB；b.

3、 调整气垫导轨，使导轨处于水平;c. 在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上;d. 用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离Li；e. 按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A,B运动时间的计时器开始工作,当A,B滑块分别碰撞挡板C,D时计时结束，记下A,B分别到达C,D的运动时间11和t2.（1）实验中还应测量的物理量及其符号是（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是,上式中算得的A,B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因有（至少答出两点）.解析：（1）因系统水平方向动量守恒即mAVA-mBVB=0,由于系统不受摩擦， 故滑块在水平方向做匀速直线

4、运动故有VA訥B 所以还要测量的物理量是 B的右端至D板的距离L2.若要验证动量守恒定律，则mAVA-mvB=O,代入得mi-m畀=0;由实验原理与实验步骤可知，产生误差的原因: Li,L2,t i,t 2,mA,mB的数据测量误差； 没有考虑弹簧推动滑块的加速过程； 滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力； 气垫导轨不完全水平.答案:（1）B的右端至D板的距离L2 （2）m普-m=0L1,L2,t 1,t 2,mA,mB的数据测量误差没有考虑弹簧推动滑块的加速过程3. （2018 山东聊城三模）（15分）图（甲）为在气垫导轨上研究匀变速 直线运动的示意图，滑块上装有宽度为d

5、（很小）的遮光条,滑块在钩码作用下先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门1的时间 t以及遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t,用刻度尺测出两个光电门之间的距离x.101PII光电门2光电门1沁：卜-冷辭亠迫up匿01rm1 1 1 1 J 1 J 1 J 1 M 1 1 1 1 J D 1/J105lol0（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d,示数如图（乙）,则d= cm; 实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得 t=50 ms,则遮光条经过光电门1时的速度v=m/s;7（3）保持其他实验条件不变，只调节光电门2的位置,滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x及其对应

6、的t,作出-t图像如图（丙）, 其斜率为k,则滑块加速度的大小a与k关系可表达为a=4. （2018 宁夏石嘴山一模）（15分）如图（甲）所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器 相连,传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放.011 na|1|1触1|川小1山11山|1Io JH al（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d,如图（乙）所示，则d=mm.（2）下列不必要的一项实验要求是请填写选项前对应的字母）A. 应使A位置与光电门间的距离适当大些B. 应将气垫导轨调节水平C. 应使

7、细线与气垫导轨平行D.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 （3）实验时,将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t,若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量（4）改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门B的时间t,通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出图像.5. （2018 安徽二模）（20分）某实验小组利用弹簧测力计和刻度尺，测 量滑块在木板上运动的最大速度.实验步骤: 用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G; 将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧测 力计相连，如图（甲）所示.在A端向右拉

8、动木板，待弹簧测力计示数稳 定后，将读数记作F; 改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如表所示:G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.60 如图（乙）所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h; 滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞）,测量C,D间的距离X.完成下列作图和填空：（1）根据表中数据在给定坐标纸上作出F-G图线图（丙）. 由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数口（保留2位有效（3）滑块最大速度的大小V

9、二（用h,x,卩和重力加速度g表示）.6. （2018 河南开封三模）（20分）某同学利用图（甲）所示的实验装置 探究小车在均匀长木板上的运动规律.（1）如图（乙）所示是在小车做匀加速直线运动时打出的一条纸带，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,每5个点取一个计数点,x 1=3.62 cm,x 4=5.12 cm,由图中数据可求得小车的加速度为cm.m/s2,第3个计数点与第2个计数点的距离（即X2）约为打点卄时紙帯车m 带轮f 0 1 23;(1/| 均匀氏冨板I坤）（2）若用该实验装置“探究a与F,M之间的关系”，要用钩码（质量用m表示）的重力表示小车所受的细线拉力，需满足,满足此条件做实验时，得到一系列加速度a与合外力F的对应数据，画出a-F关系图像,如图（丙）所示,若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响，由图像可知,实验操作中不当之处为；小车的质量M=打虚紙带 *巾车耶握均匀艮栄 I水平实整自（T）程验证动能定理的表达式为.(用 X1,x 2,x 3,x 4,m,M,g,tkg;如果实验时，小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用