高考大纲要求的六个精品力学实验练习教师版(可直接打印)

1、 力学实验一、研究匀变速直线运动OABCDEFcms12.804.40s25.95s37.57s49.10s510.71s6 图1-5-3【例1】如图1-5-3是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果所接电源是频率为的交流电（1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位：cm）s2s1s3s2s4s3s5s4s6s5各位移差与平均值最多相差_cm，由此可以得出结论：小车的运动是_（2）两个相邻计数点间的时间间隔 s.（3）物体的加速度的计算式_，加速度为 m/s2（4）计算打

2、计数点B时小车的速度vB=_m/s（5）在图1-5-4中绘出v-t图线，并确定物体的加速度 m/s2解析（1）数据表（单位：cm）s2s1s3s2s4s3s5s4s6s51.601.551.621.531.611.58由数据表分析可知：各位移差与平均值最多相差0.05cm，在误差范围内相邻相等时间内的位移差近似相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动（2）该打点计时器所接的电源是频率为的交流电，纸带上的计数点每隔4个点取一个，即两个相邻计数点间有5段相等时间间隔，所以两个相邻计数点间的时间间隔为：（3）用逐差法来计算加速度，取平均值：将数据代入上式即得加速度的值：（4）由于该物体做匀

3、变速直线运动，因此，打取B计数点时物体的速度等于AC段平均速度：也可以用OD间距离来计算（5）分别计算出A、B、C、D、E点的速度，图中描上点，然后画一条斜线，使尽量多的点落在线上，如图1-5-5所示有以上数据计算得：，又根据加速度定义：，可以求出该斜线的斜率即为加速度，即：答案：（1）数据表（单位：cm）s2s1s3s2s4s3s5s4s6s51.601.551.621.531.611.58（2）（3），；（4）；（5）v-t图如图1-5-5，真题1（2005 广东）如图1-5-7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点

4、的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_m/s，小车运动的加速度计算表达式为_，加速度的大小是_m/s2（计算结果保留两位有效数字）S1 S2 S3 S4 S5 S6A图1-5-7解析（1）某时刻的瞬时速度等于一段时间内的平均速度：（考虑两位有效数字）（1） 用逐差法来计算加速度：（2）答案0.86，0.64名师指引考点：纸带处理方法用平均速度计算瞬时速度，用逐差法计算加速度二、弹力与形变的关系某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k做

5、法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L0，弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L1；弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L2；挂七个50 g的砝码时，指针指示的刻度数值记作L7下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 测量记录表：代表符号L0L1L2L3L4L5L6L7刻度数值/cm1.703.405.108.6010.312.1实验中，L3和L2两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值

6、填入记录表中为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：d1L4L06.90 cm，d2L5L16.90 cm，d3L6L27.00 cm请你给出第四个差值：d4 cm根据以上差值，可以求出每增加50 g砝码的弹簧平均伸长量LL用d1、d2、d3、d4表示的式子为：L ，代入数据解得L cm计算弹簧的劲度系数k N/m（g取9.8 m/s2）【解析】读数时应估读一位，所以其中L5 、L6两个数值在记录时有误； 根据实验数据规律，可得L3和L7的数据； 题中三组数据在寻求多挂4个砝码形成的长度差，故d4L7L3（14.056.85）cm7.20cm 每增加4

7、个砝码弹簧的平均伸长量，则每增加一个砝码弹簧的平均伸长量，代入数据得 由可知，弹力F和弹簧伸长量成正比，即满足，代入数据得【答案】L5 L6 6.85(6.84-6.86) 14.05(14.04-14.06) 7.20(7.18-7.22) 1.75 28【名师指引】此题考查了基本仪器（刻度尺）的使用，以及基本试验方法（逐差法）的应用.这是高中物理实验的基本能力的考查，值得注意.三、验证平行四边形定则【例2】有同学利用如图的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个勾码的重量相等，当系统达到平衡时，根据勾码个数读出三根据绳子的拉力T

8、OA、TOA和TOA，回答下列问题：（1）改变勾码个数，实验能完成的是（ ）A勾码的个数N1=N2=2，N3=4 B勾码的个数N1=N3=3，N2=4 C勾码的个数N1=N2=N3=4ON1N2N3BCAD勾码的个数N1=3，N2=4，N3=5（2）在拆下勾码和绳子前，最重要的一个步骤是（ ）A标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B量出OA、OB、OC三段绳子的长度C用量角器量出三根绳子之间的夹角D用天平测出勾码的质量（3）在作图时，你认为下图中图 是正确的（填“甲”或“乙”）【解析】：（1）A组中N1N22时，只有当两力同向时，其合力才为4，显然是无法完成实验的，其余的三组

9、均可以满足三力平衡；（2）三力的大小可以直接用钩码的个数代替，故无需测出其质量，故只要记下结点O的位置及三力的方向即可；（3）F3显然应该是竖直向下的，F1、F2所做出的平行四边形的对角线因为误差的原因不一定严格的竖直向上和F3平衡.【答案】（1）BCD ；（2）A ；（3）甲 【规律总结】本题具有一定的新颖性，但基本原理还是一样的，故要求同学理解此实验的原理和数据处理方法.1（2011·江苏）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测

10、力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。 （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N。 （2）下列不必要的实验要求是_。（请填写选项前对应的字母） （A）应测量重物M所受的重力 （B）弹簧测力计应在使用前校零 （C）拉线方向应与木板平面平行（D）改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 （3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。【答案】（1）3.6 （2）D（3）改变弹簧测力计B拉力的大小；减小重物M的质量； （或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等）。【解析】本题考查验

11、证“力的平行四边形定则”(1)弹簧测力计的刻度不是10分度的，其最小分度为0.2 N，故不需要估读。（2）实验过程应验证两弹簧拉力的合力与物体的重力等大反向。故需要两力的大小方向，及物体的重力，实验过程中点的位置对实验没有影响。（3）可以通过减小合力（重物质量）的大小或改变拉力的方向，以减小弹簧测力计A的拉力大小，也可以换用大量程的弹簧测力计。四、验证牛顿第二定律3(2010·巢湖模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图339所示的气垫导轨装置进行实验其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑行器

12、连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题： (1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答： _(2)若取M0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_Am15 g Bm215 gCm340 g Dm4400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为： _(用t1、t2、D、x表示)解析：(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M应能在任意位置静止不动，或推动M后能使M匀速运动(2)应满足Mm，故m4400

13、g 不合适(3)由v1，v2，v22v122ax可得：a.答案：(1)取下牵引砝码，M放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间t都相等(2)D(3)a五、探究动能定理图121.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图12，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。（1）实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器

14、上另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。在小车中增加砝码，或_，重复的操作。（2）表1是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量m之和，|v22v21| 是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所作的功。表格中E3=_，W3=_.(结果保留三位有效数字)（3）根据表1，请在图13中的方格纸上作出E-W图线。表1 数据记录表次数M/kg|v22v21| /(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.2002

15、0.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43W答案：（1）小车、砝码 然后释放小车 减少砝码 （2）0.600 0.610 解析：（1）略；（2）由各组数据可见规律，可得E3=0.600；观察F-W数据规律可得数值上W=F/2=0.610;（3）在方格纸上作出E-W图线如图所示六、验证机械能守恒定律1.(2008年全国卷)如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定

16、物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_。物块的质量m1、m2；物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：绳的质量要轻；在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_。（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：_ _。答案：（1）或解析：通过连结在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连结在一起

17、，A下降的距离一定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的，故不需要测量绳子的长度和B上升的距离及时间。（2）。解析：如果绳子质量不能忽略，则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能，从而为验证机械能守恒定律带来误差；若物块摇摆，则两物体的速度有差别，为计算系统的动能带来误差；绳子长度和两个物块质量差应适当。（3）对同一高度进行多次测量取平均值；或选取受力后相对伸长量尽量小的绳；（补充：尽量减小滑轮的质量、对滑轮转动轴进行润滑、选择质量相对较大的物块A、B）解析：多次取平均值可减少测量误差，绳子伸长量尽量小，可减少测量的高度的准确度。实验过程中，滑轮也会转动，其能量同样来源于A、B组

18、成的系统，故应减小滑轮的质量。2.(2008年江苏卷)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2_ (用H、h表示)。（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h(101m)2.003.004.005.006.00s2 (1012)2.623.895.206.537.78请在坐标纸上作出s2-h关系图。（3）对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率_(填“小于”或“大于”)理论值。（4）从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_。答案：（1）4Hh（2）见图（3）小于 （4