专题八 力学实验二

1、专题八 力学实验（二）1.（09·山东·23） (12分)请完成以下两小题。（1）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物。为完成实验，下述操作中必需的是 。a测量细绳的长度b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后像皮筋的长度d记录悬挂重物后结点O的位置钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是 2.（09·四川·

2、;（2）气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的

3、动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_。重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。3.（09·江苏物理·11）（10分）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取

4、一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.（3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。4.（09·海南物理·13）（4分）某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为 cm，厚度的测量值为 mm。5.（09·广东物理·15）图12（10分

5、）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

6、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|v2v21| /(m/s)2E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.436.（08年宁夏卷）物理小组在一次探究活动中测量滑

7、块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。(2)回答下列两个问题：为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 。（填入所选物理量前的

8、字母）A.木板的长度l B.木板的质量m1C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3E.滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是 。（3）滑块与木板间的动摩擦因数 （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）。写出支持你的看法的一个论据： 。7.（08年广东卷）某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz（1）实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时

9、器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。（2）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中v2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是 表1纸带的测量结果测量点 S/cmr/(m&

10、#183;s-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.608.（广东省2009届高三第一次六校联考试卷物理试卷）（1）在“探究力的平行四边形定则”的实验中，用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测量力计）。其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答： 。（选填“变”或“不变”） 本实验采用的科学方法是 A理想实验法B等效替代法C控制变量法D建立物理模型法（2）在“验证

11、机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U，频率为f的交流电源上，从 实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为EP ，重锤动能的增加量为EK 。根据题中提供的条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度g= ，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是： 。打点计时器纸带夹子重物9.（东北师大附中2008年高三“三年磨一剑”第二次摸底考试）用如图所示的

12、实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即验证机械能守恒定律（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C用天平测出重锤的质量；D释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E测量纸带上某些点间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 （将其选项对应的字母填在横线处） （2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值如图所示，根

13、据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A距起始点O的距离为s0，点AC间的距离为s1，点CE间的距离为s2，使用交流电的频率为f，根据这些条件计算重锤下落的加速度a_As2s1BCDEs0O（3）在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g，还需要测量的物理量是 试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F 10.（杭州学军中学2009届9月高三第二次月考）（1）小车拖着穿过打点计时

14、器的纸带做匀变速直线运动.如图是经打点计时器打出的纸带的一段，计数点序号（按打点顺序计数）是1、2、3、4，已知交流电的频率为50Hz，纸带上每相邻两个计数点间还有四个打印点。则小车运动的加速度大小是_m/s2，小车做_（填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）.（保留3位有效数字）（2）为了测量一个高楼的高度，某同学设计了如下实验：在一根长为的绳两端各拴一重球，一人站在楼顶上，手执上端的重球无初速度的释放使其自由下落，另一人在楼下测量两球落地的时间差，即可根据、得出高楼的高度（不计空气阻力）.从原理上讲，这个方案是否正确_，理由： 从实际测量来看，你估计最大的困难是 11.（08-09年度第一学

15、期江苏省兴化市高三物理期中调研考试）（1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某同学采用如图甲所示的装置的实验方案，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项必要措施是：a_ _ _ b _ _ _如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T距离如图乙则打C点时小车的速度表达式为（用题中所给物理量表示） ；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有 乙ABCDEFx1x2x3x4x5（2）用同样的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验以下是一实验小

16、组所获取的部分实验数据，根据表格中数据，在图中取合适的坐标系，作出图象O次数小车质量M/g加速度a/m·s212001.915.0022501.714.0033001.503.3343501.362.8654001.122.5064501.002.2275000.902.00表格：小车受力相同（均取砂桶质量m50g）根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：_ _刻度尺气垫导轨光电门数字计时器滑块遮光条钩码连气源图甲12.（南通市2008届第三次调研）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断

17、导轨是否水平？ 01105100单位：cm遮光条图乙（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d= cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t=1.2×10-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为 m/s在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m 和 （文字说明并用相应的字母表示）（3）本实验通过比较 和 在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒专题七 力学实验（二）参考答案1答案：（1）bcd；更换不同的小重物；2答案：（2）0.2abs3（2分）；0.2abs1 (2分)；（第1、2空答案可互换）0

18、.2ab(s1-s3)（4分）；0.4abs（3分）解析：（2）动量PmV，根据VS/（5T）可知两滑块碰前的速度分别为V10.2S1b、V20.2S3b，则碰前动量分别为0.2abs1和0.2abs3，总动量大小为aV1aV20.2ab(s1-s3)；碰撞后两滑块的总动量大小为2aV2a s2/（5T）0.4abs2。3W（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。4答案：1.240（2分）1.682 （2分，填1.683的同样给分）5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