專題八 力學(xué)實(shí)驗(yàn)二

1、專題八 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（二）1.（09·山東·23） (12分)請(qǐng)完成以下兩小題。（1）某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘字，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第二條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)胞掛一重物。為完成實(shí)驗(yàn)，下述操作中必需的是 。a測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度b測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng)c測(cè)量懸掛重物后像皮筋的長(zhǎng)度d記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次實(shí)驗(yàn)證，可采用的方法是 2.（09·四川·

2、;（2）氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力。為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。圖乙為某次實(shí)驗(yàn)打出的、點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度s1、s2和s3.若題中各物理量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的

3、動(dòng)量大小分別為_、_，兩滑塊的總動(dòng)量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為_。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次。若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證。3.（09·江蘇物理·11）（10分）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。該小車的加速度a=_m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后每次從小車上取

4、一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測(cè)量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）0.691.181.662.182.70請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖像.（3）根據(jù)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的-F圖線不通過原點(diǎn)，請(qǐng)說明主要原因。4.（09·海南物理·13）（4分）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一薄的金屬圓片的直徑和厚度，讀出圖中的示數(shù)，該金屬圓片的直徑的測(cè)量值為 cm，厚度的測(cè)量值為 mm。5.（09·廣東物理·15）圖12（10分

5、）某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“動(dòng)能定理”，如圖12，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0cm的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器記錄小車通過A、B時(shí)的速度大小。小車中可以放置砝碼。（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：測(cè)量_和拉力傳感器的總質(zhì)量M1;把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；將小車停在C點(diǎn)，_，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄細(xì)線拉力及小車通過A、B時(shí)的速度。在小車中增加砝碼，或_，重復(fù)的操作。（2）表1是他們測(cè)得的一組數(shù)據(jù)，其中M是M1與小車中砝碼質(zhì)量m

6、之和，|v22v21| 是兩個(gè)速度傳感器記錄速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量E，F(xiàn)是拉力傳感器受到的拉力，W是F在A、B間所作的功。表格中E3=_，W3=_.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）根據(jù)表1，請(qǐng)?jiān)趫D13中的方格紙上作出E-W圖線。表1 數(shù)據(jù)記錄表次數(shù)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年寧夏卷）物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑

7、塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50 Hz。開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。（1）上圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a= (保留三位有效數(shù)字)。(2)回答下列兩個(gè)問題：為測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的有 。（填入所選物理量前的

8、字母）A.木板的長(zhǎng)度l B.木板的質(zhì)量m1C.滑塊的質(zhì)量m2 D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m3E.滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t測(cè)量中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是 。（3）滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) （用被測(cè)物理量的字母表示，重力加速度為g）.與真實(shí)值相比，測(cè)量的動(dòng)摩擦因數(shù) （填“偏大”或“偏小” ）。寫出支持你的看法的一個(gè)論據(jù)： 。7.（08年廣東卷）某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)針時(shí)器工作頻率為50 Hz（1）實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)

9、器附近， ， ，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)， ；改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作。（2）圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg，砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離5及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置（3）在上車的運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)， 做正功， 做負(fù)功（4）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線（其中v2=v2-v20）,根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是 要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需要測(cè)量的物理量是摩擦力是 表1紙帶的測(cè)量結(jié)果測(cè)量點(diǎn) S/cmr/(m&

10、#183;s-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.608.（廣東省2009屆高三第一次六校聯(lián)考試卷物理試卷）（1）在“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩另一端系著繩套B、C（用來連接彈簧測(cè)量力計(jì)）。其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。在實(shí)驗(yàn)中，如果只將細(xì)繩換成橡皮筋，其它步驟沒有改變，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否會(huì)發(fā)生變化？答： 。（選填“變”或“不變”） 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 A理想實(shí)驗(yàn)法B等效替代法C控制變量法D建立物理模型法（2）在“驗(yàn)證

11、機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在電壓為U，頻率為f的交流電源上，從 實(shí)驗(yàn)中打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶，如圖所示，選取紙帶上打出的連續(xù)5個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)的距離為S0，點(diǎn)AC間的距離為S1，點(diǎn)CE間的距離為，已知重錘的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則：起始點(diǎn)O到打下C點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量為EP ，重錘動(dòng)能的增加量為EK 。根據(jù)題中提供的條件，還可利用重錘下落求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭= ，經(jīng)過計(jì)算可知，測(cè)量值比當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊恼鎸?shí)值要小，其主要原因是： 。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶夾子重物9.（東北師大附中2008年高三“三年磨一劍”第二次摸底考試）用如圖所示的

12、實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：A按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；C用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；D釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶；E測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；F根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是 （將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處） （2）利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值如圖所示，根

13、據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出A距起始點(diǎn)O的距離為s0，點(diǎn)AC間的距離為s1，點(diǎn)CE間的距離為s2，使用交流電的頻率為f，根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a_As2s1BCDEs0O（3）在上述驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大小若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，還需要測(cè)量的物理量是 試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F 10.（杭州學(xué)軍中學(xué)2009屆9月高三第二次月考）（1）小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)

14、器的紙帶做勻變速直線運(yùn)動(dòng).如圖是經(jīng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段，計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)（按打點(diǎn)順序計(jì)數(shù)）是1、2、3、4，已知交流電的頻率為50Hz，紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)打印點(diǎn)。則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是_m/s2，小車做_（填“勻速”、“勻加速”或“勻減速”）.（保留3位有效數(shù)字）（2）為了測(cè)量一個(gè)高樓的高度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在一根長(zhǎng)為的繩兩端各拴一重球，一人站在樓頂上，手執(zhí)上端的重球無初速度的釋放使其自由下落，另一人在樓下測(cè)量?jī)汕蚵涞氐臅r(shí)間差，即可根據(jù)、得出高樓的高度（不計(jì)空氣阻力）.從原理上講，這個(gè)方案是否正確_，理由： 從實(shí)際測(cè)量來看，你估計(jì)最大的困難是 11.（08-09年度第一學(xué)

15、期江蘇省興化市高三物理期中調(diào)研考試）（1）在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用如圖甲所示的裝置的實(shí)驗(yàn)方案，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該采取的兩項(xiàng)必要措施是：a_ _ _ b _ _ _如圖乙所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T距離如圖乙則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度表達(dá)式為（用題中所給物理量表示） ；要驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系，除位移、速度外，還要測(cè)出的物理量有 乙ABCDEFx1x2x3x4x5（2）用同樣的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)以下是一實(shí)驗(yàn)小

16、組所獲取的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，在圖中取合適的坐標(biāo)系，作出圖象O次數(shù)小車質(zhì)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：小車受力相同（均取砂桶質(zhì)量m50g）根據(jù)圖象判斷，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的最主要原因是：_ _刻度尺氣墊導(dǎo)軌光電門數(shù)字計(jì)時(shí)器滑塊遮光條鉤碼連氣源圖甲12.（南通市2008屆第三次調(diào)研）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷

17、導(dǎo)軌是否水平？ 01105100單位：cm遮光條圖乙（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d= cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間t=1.2×10-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為 m/s在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m 和 （文字說明并用相應(yīng)的字母表示）（3）本實(shí)驗(yàn)通過比較 和 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測(cè)量的物理量符號(hào)表示），從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒專題七 力學(xué)實(shí)驗(yàn)（二）參考答案1答案：（1）bcd；更換不同的小重物；2答案：（2）0.2abs3（2分）；0.2abs1 (2分)；（第1、2空答案可互換）0

18、.2ab(s1-s3)（4分）；0.4abs（3分）解析：（2）動(dòng)量PmV，根據(jù)VS/（5T）可知兩滑塊碰前的速度分別為V10.2S1b、V20.2S3b，則碰前動(dòng)量分別為0.2abs1和0.2abs3，總動(dòng)量大小為aV1aV20.2ab(s1-s3)；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為2aV2a s2/（5T）0.4abs2。3W（3）處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問題將會(huì)迎刃而解。與縱坐標(biāo)相交而不過原點(diǎn)，該交點(diǎn)說明當(dāng)不掛砝碼時(shí)，小車仍由加速度，即繩對(duì)小車仍有拉力，從此拉力的來源考慮很容易得到答案，是因?yàn)轫来a盤的重力，而在（2）問的圖表中只給出了砝碼的總重力，而沒有考慮砝碼盤的重力。4答案：1.240（2分）1.682 （2分，填1.683的同樣給分）5答案：（1）小車、砝碼 然后釋放小車 減少砝碼 （2）0.600 0.610 解析：（1）略；（2）由各組數(shù)據(jù)可見規(guī)律，可得E3=0