力學(xué)實驗專題

1、實驗專題 力學(xué)探究性實驗1光電計時器是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間，利用光電計時器來探究彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關(guān)系 如圖2所示，水平面O點左側(cè)是光滑平面，右側(cè)是粗糙平面，彈簧的左端固定在豎直的墻壁上，彈簧處于自然長度時右端恰好在O點，在O點固定光電門可以測出窄木塊通過O點的時間，木塊與彈簧不相連現(xiàn)用木塊將彈簧壓縮一段距離，然后由靜止釋放，將彈簧壓縮的長度x、木塊通過光電門的時間t、木塊在粗糙水平面上滑行的距離s記入表中000顯示屏光電門光電計時器圖1ab圖2O1實

2、驗序號123456壓縮量x /cm101520253035時間t /s0.1000.0670.0500.0400.0330.029距離s /m0.501.132.003.124.506.13（1）若窄木塊寬為L，通過光電門時間t，則木塊通過光電門時的速度v0= ；（2）從理論上講，木塊在粗糙水平面上滑動的距離s和木塊通過光電門的時間t關(guān)系應(yīng)是s ；請你運(yùn)用數(shù)據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在圖a所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性；（3）選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭趫Db所示的坐標(biāo)紙上作出能直觀反映木塊在粗糙水平面上滑行距離s與彈簧壓縮量x的關(guān)系圖象，根據(jù)圖象寫出的關(guān)系應(yīng)是s ；O（b）O（a）（4）由能量守恒定

3、律，彈簧的最大彈性勢能應(yīng)等于木塊在水平面上滑行中產(chǎn)生的總內(nèi)能，由此可以確定彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關(guān)系應(yīng)是 .2.九江大橋撞船事故后，佛山交通部門加強(qiáng)了對佛山市內(nèi)各種大橋的檢測與維修，其中對西樵大橋?qū)嵤┝藶槠诮荒甑姆忾]施工，置換了大橋上所有的斜拉懸索。某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們很想知道每根長50m、橫截的圓面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，同學(xué)們則取來了同種材料制成的樣品進(jìn)行實驗探究。由胡克定律可知，在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力F與形變量x成正比，其比例系數(shù)與彈簧的長度、橫截面積及材料有關(guān)。因而同學(xué)們猜想，懸索可能也遵循類似的規(guī)律。（1

4、）同學(xué)們準(zhǔn)備象探究彈簧彈力與彈簧伸長量之間關(guān)系的實驗一樣將樣品豎直懸掛，再在其下端掛上不同重量的重物，來完成本實驗。但有同學(xué)說懸索的重力是不可忽略的，為了避免懸索所受重力對實驗的影響，你認(rèn)為可行的措施應(yīng)該是： 。（2）同學(xué)們通過游標(biāo)卡尺測樣品的直徑來測定其截面積，某次測量的結(jié)果如圖所示，則該樣品的半徑為 。cm12301020（3）經(jīng)過同學(xué)們充分的討論，不斷完善實驗方案，最后實驗取得數(shù)據(jù)如下：樣 品拉力伸長量截面積長 度 200N400N600N800N樣品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm樣品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32c

5、m樣品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm樣品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm樣品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.32cm分析樣品C的數(shù)據(jù)可知，其所受拉力F（單位N）與伸長量X(單位m)遵循的函數(shù)關(guān)系式是 。對比各樣品的實驗數(shù)據(jù)可知，懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比，其比例系數(shù)與懸索長度 成正比、與懸索的橫截面積 成正比。3.如圖所示，質(zhì)量不同的兩個物體A和B，用跨過定滑輪的細(xì)繩相連開始時B放在水平桌面上，A離地面有一定的高度，從靜止開始釋放讓它們運(yùn)動，在運(yùn)動過程中B始終碰不到滑輪，A著地后不反彈

6、不計滑輪與軸間摩擦及繩子和滑輪的質(zhì)量，用此裝置可測出B物體與水平桌面間的動摩擦因數(shù)在本實驗中需要用到的測量工具是 需要測量的物理量是 ；（寫出物理量的名稱并用字母表示）動摩擦因數(shù)的表達(dá)式為= 4.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，采用如圖所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計時器打上的點計算出。（1）當(dāng)滿足 關(guān)系時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤中砝碼的重力。（2）實驗中平衡摩擦力的目的是： （3）在驗證牛頓第二定律的實驗中,下列做法錯誤的是（ ）A. 平衡摩擦力時,應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B

7、. 每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力時,應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩繞過滑輪.C. 實驗時先放開小車,再接通打點計時器電源.D. 小車運(yùn)動的加速度可用天平測出M及m后直接用公式a=mg/M求出.5.某同學(xué)用一根彈簧、一把刻度尺和一根細(xì)線，測定某滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)。經(jīng)查閱資料知：勁度系數(shù)為k、形變量為x的輕彈簧具有的彈性勢能為kx2/2，于是他設(shè)計了如圖所示的實驗：第一步，將彈簧一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮；第二步，松手，滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；第三步，用細(xì)線將滑塊掛在豎直放置的彈簧上，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)。（1）你認(rèn)為該同學(xué)應(yīng)該用刻度尺直接測量

8、的物理量是（按上述實驗順序?qū)懗鏊鶞y物理量的名稱，并用符號表示）： 、 、 。（2）用測得的物理量表示滑塊與水平桌面間動摩擦因數(shù)的計算式 = _。6（1）圖甲為用螺旋測微器、圖乙為用游標(biāo)尺上有50個等分刻度的游標(biāo)卡尺測量工件的情況，請讀出它們的讀數(shù)分別為. mm 、 cm .乙甲(2)與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間?，F(xiàn)利用圖所示裝置驗證機(jī)械能守恒定律。圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，與它

9、們連接的光電計時器都沒有畫出。讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×102s、2.00×102s。已知滑塊質(zhì)量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g9.80m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度。滑塊通過光電門1時的速度v1 m/s，通過光電門2時的速度v2 m/s；滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為 J，重力勢能的減少量為 J。7（）在探究力的合成的實驗時，將橡皮條的一端固定在木板上，用兩個彈簧秤通過細(xì)繩套把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點下列操作中正確的是( )A同一次實驗過程中，O點位置允許變動B實驗中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度C實驗中，先將其中一個彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤的大小和方向，把橡皮條另一端拉到O點D實驗中，把橡皮條的另一端拉到O點時，兩個彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°，以便于算出合力大?。ǎ┯脠D所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律下圖是某次實驗中打出的一段紙帶，選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E，測出A點距起點O的距離為，點A、C間的距離為，點C、E間的距離為，已知使用交流電的頻率為f，則根據(jù)這些條件計算打點時重錘下落的速度c表達(dá)式