专题16　力学实验（解析版）

学而优教有方模块八实验专题16力学实验1.【答案】(1)acbde(2)1.46(3)g(4)C【解析】(1)按照实验原理,这五个步骤的先后顺序应该为acbde.(2)根据xn-xm=(n-m)aT2可知a=(8.62-4(3)因为沙和沙桶的重力在这个实验中充当小车所受到的合外力,当沙和沙桶的重力非常大时,它将带动小车近似做加速度为g的运动.随着沙的质量增大到一定程度时a-F图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是所挂沙和小桶的总质量太大,而我们把用钩码所受重力作为小车所受的拉力,所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力,即在小车与细绳之间放置一力传感器,得到力F的数值再作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图像,故选项C正确.2.【答案】(1)5.50mm(2)1t2(3)bg【解析】(1)根据游标卡尺的读数规则可知读数为5mm+10×0.05mm=5.50mm.(2)由题意可知v=dt,由牛顿第二定律有FN-mg=mv2R,由牛顿第三定律有FN=F,解得F=mg+mv2R=mg+md(3)由表达式可知k=md2R,b=mg,解得m=3.【答案】②如下图,125N/m⑥如下图⑦方案A更可行.因为方案A便于操作:依据平行四边形定则作得的合力与实际力相比,线的长短和方向差别更加直观.【解析】(1)根据表格数据,作出F-L图像,求出斜率即为弹簧劲度系数k.(2)根据所求弹簧劲度系数,得到对应力的长度画图即可.4.【答案】(1)st(2)C【解析】(1)滑块离开弹簧后的运动可视为匀速运动,故可以用BC段的平均速度表示离开时的速度,则有v=st(2)弹簧的弹性势能等于物体增加的动能,故应求解物体的动能,根据动能表达式可知,应测量滑块的质量,故选项C正确.(3)若气垫导轨左端比右端略高,导致通过两光电门的时间将减小,那么测得速度偏大,因此弹性势能的测量值也偏大,故选项A正确.5.【答案】(1)BC(2)32.3°(32.0°~32.8°)(3)dtd22【解析】(1)根据实验原理:小球到达最低点时的动能等于小球重力势能的减少量,即可证明机械能守恒.12mv2=mgl(1-cosθ),v=dt,则需要测量d、t、l和θ,故选项B、C(2)与刻度尺的读数方法相同,32.3°(32.0°~32.8°).(3)通过最低点的速度为dt,由机械能守恒定律得12mv2=mgl(1-cosθ),v=dt,(4)由机械能守恒定律得12mv2=mgl(1-cosθ),可得1t2=2gld2(1-cosθ),图像应为6.【答案】(1)F'(2)B(3)C【解析】(1)图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是F'.(2)本实验采用的科学方法是等效替代法,故选项B正确.(3)拉橡皮条的细绳长一些,以便记忆力的方向,实验效果较好,选项A正确;拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,选项B正确;橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力大小以及拉力F1和F2的夹角大小要适当,并非越大越好,选项C错误;在实验中O点位置不能变,以保持等效性,选项D正确;细绳可以用弹性绳代替,不影响实验结果,选项E正确.7.【答案】(1)B(2)0.832(3)A(4)2【解析】(1)由于有拉力传感器可显示绳中拉力F的大小,则不需要用天平测出沙和沙桶的总质量,也不需要沙和沙桶的质量远小于小车的质量,选项AD错误;小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录拉力传感器的示数,选项B正确;电火花计时器与纸带之间的摩擦力较小,则选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差小,选项C错误;故选B.(2)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为:T=5×0.02s=0.1s.B点对应的速度为vB=xAC2T=8.320(3)因长木板放在水平桌面上,则由于没平衡摩擦力,对小车根据牛顿第二定律a=2F-fm=2mF-fm(4)由a=2F-fm=2mF-fm可知28.【答案】(1)B(2)BD(3)1.6(4)木块、木板表面粗糙程度有差异,细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦【解析】(1)由题知,重锤的质量m=150g左右,动摩擦因数μ=0.30,设木块的质量为M,为使木块在重锤的拉动下沿水平长木板做匀加速运动,对整体,根据牛顿第二定律有mg-μMg=m+Ma,解得a=mg-μMgm+M,根据长木板做匀加速运动,即a>0,可得mg-μMg>0,解得M<500g,当木块的质量M越小时,滑动摩擦力越小,整体的加速度越大,在纸带上打的点越少,则在计算加速度时误差较大,综上分析可知,木块质量最合适的是260g,故选项(2)实验时应先接通电源,再释放纸带,故选项A错误;为保证木块所受的拉力为细线的拉力,则应调整定滑轮的高度使细线与木板平行,故选项B正确;根据实验原理mg-μMg=m+Ma可知不必满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等,故选项C错误;假设木板光滑,对整体受力分析,根据牛顿第二定律有mg=m+Ma,将(1)问中的m=150g,M=260g代入上式,可得加速度a≈4m/s2.为减少误差,计算方便,一般在纸带上是每隔5个点取一个计数点,即时间间隔T=5×0.02s=0.1s,通常是取5至6个计数点,则总时间为0.5s到0.6s,取最开始的计数点是从初速度为0开始的,根据位移时间公式有x=12at2,取t=0.5s计算可得x=0.50m,取t=0.6s计算可得x=0.72m,故为提高纸带利用效率,减少实验误差,木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右,故选项D正确(3)由题知,每隔5个点取一个计数点,