高中物理力学实验习题含答案解析Word格式.docx
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在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错。
根据相等的时间间隔内通过的位移有xM?
xN?
(M?
N)at,可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍,B错。
根据B点为A与C的中间时刻点有vB?
2xAC,C对;
由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s,D错。
2t
3.(09·
全国卷Ⅰ·
23)(10分)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。
长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。
在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下:
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;
②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;
③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1
④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos?
;
⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cos?
关系曲线。
(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):
①斜面倾角的余弦cos?
=;
②滑块通过光电门时的速度v=;
③滑块运动时的加速度a=;
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f=;
(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=。
答案:
(1)①cos?
?
s2?
(h1?
h2)2dh1?
h2d2d2
?
m;
②;
③a?
④mg;
(2)3.62cm22s22ss
(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示①;
根据三角形关系可得到cos?
h2)2xdv2v2
②根据v?
③根据运动学公式x?
有s?
即有t2a2as
h1?
a?
④根据牛顿第二定律mgsin?
f?
ma,则有f?
mg;
(2)在游标卡尺中,主22s2s2s尺上是3.6cm,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6cm+0.131mm=3.61cm或者3.62cm也对。
4.(09·
全国卷Ⅱ·
23)(13分)某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示。
图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,P1和P2、P2和P3
之间的水平距离相等。
/s)完成下列填空:
(重力加速度取9.8m
(1)设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3,从图2中可读出y1?
y2=____①_____m,y1?
y2=____②______m,x1?
x2=____③______m(保留两位小数)。
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。
利用
(1)中读取的数据,求出小球从P1运2
/s(均可用根号动到P小球抛出后的水平速度为________⑤__________m2所用的时间为______④__________s,
表示)。
(3)已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。
设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能,则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失,E1?
E2?
100%=________⑥__________%(保留两位有效数字)E1
①0.61;
②1.61;
③0.60;
④0.20;
⑤3.0;
⑥8.2;
本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有y1?
y2=0.60m.y1?
y3=1.60m.P1到P2两点在水平方向的距离为6个格,则有x1?
x2=0.60m.
(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,根据?
x?
at,解得时间约为0.2s,则有2
vo?
x0.60?
3.0m/st0.2
12mvo=4.5m,则根据2(3)设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2=
E1?
0.082。
E1
5.(09·
上海物理·
17)(6分)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持___________不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。
②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是
A.小车与轨道之间存在摩擦
C.所挂钩码的总质量太大B.导轨保持了水平状态D.所用小车的质量太大
(1)小车的总质量,小车所受外力,
(2)①在质量不变的条件下,加速度与外力成正比,②C,
(1)因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变,钩码所受的重力作为小车所受外力;
mg?
Ma
(2)由于OA段a-F关系为一倾斜的直线,所以在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;
由实验原理:
得a?
mgFmg?
,而实际上a?
,可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M&
gt;
&
m造成的。
MM(M?
m)
6.(09·
18)(6分)利用图A.实验可粗略测量人吹气产生的压强。
两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l。
然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图B.所示,并由此得出相应的斜率k。
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=________。
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图B.中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强p=________。
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则
(2)中得到的p与实际压强相比________(填偏大、偏小)。
(1)l
gkmg
,
(2)p+(3)偏小,02h4Sh,
小球从B点飞出后做平抛运动,则有l?
v0t,h?
12gt联立解得v0?
2(P?
P1212gmgl220)S4h)Sx?
mv?
ml?
l?
x,可知直线的斜率能定理可得:
(P?
P即:
00
222h4hmgk?
(P?
P0)S4hkmg
可得P?
P0?
。
若考虑实验中小球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小。
4Shmg
7.(09·
上海·
8)小明同学在学习了DIS实验后,设计了一个测物体瞬时速度的实验,其装置如下图所示。
在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端。
小明
同学将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据。
(D)
实验次数第
I
一次第
Ⅱ
二次第
Ⅲ
三次第
Ⅳ
四次
则以下表述正确的是
①四个挡光片中,挡光片I的宽度最小②四个挡光片中,挡光片Ⅳ的宽度最小
③四次实验中,第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度④四次实验中,第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
0.058500.116620.174640.23044
不
通过光电门的
同的
时间
挡
(s)
光片
0.3470.3440.3430.342(速度
m/s)
8.(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。
①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
②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
(1)①bcd;
②更换不同的小重物;
9.(09·
安徽·
21.Ⅲ)(6分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所师,实验主要过程如下:
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、?
(2)分析打点计时器打出的纸带,求
出小车的速度v1、v2、v3、?
(3)作出W?
v草图;
2(4)分析W?
v图像。
如果W?
v图像是一条直线,表明∝v;
如果不是直线,可考虑是否存在W∝v、W∝
v3、W
以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是___________。
...
A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、?
所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。
当用1条橡皮筋进行是实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、?
橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、?
实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、?
B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜。
C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带。
纸带上打出的点,两端密、中间疏。
出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小。
D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。
III答案:
D。
本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。
这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度,而不整个过程的平均速度,所以D选项是错误的。
10.(09·
天津·
9)(3)如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从
静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力和
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