力学实验文档格式.docx
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所以平抛的初速度v0=
=3m/s
所以A球落地时的速度v=
=
m/s
所以A球落地时的动能Ek=
mv2=0.68J
故答案为:
0.5;
0.68.
点评:
本题考查分析推理的能力.本实验采用对比的方法来研究平抛运动水平方向的分运动情况.
掌握自由落体和平抛运动的规律.
某同学利用单摆去测定当地的重力加速度:
①该同学用游标卡尺测量单摆小球的直径和用秒表测量单摆的周期,如图1所示小球的直径是 10.50 mm;
如图2,小球完成N次全振动的总时间是 100.6 s.
②该同学在正确测量单摆摆线长L、小球直径d和单摆周期T后,利用公式g=
经多次测量计算出的重力加速度数值总小于当地的真实值,请问造成这种结果的原因是 小球重心位于球心之下 .
用单摆测定重力加速度.
实验题;
单摆问题.
①游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数;
秒表分针与秒针的示数之和是秒表示数.
②应用单摆周期公式求出重力加速度的表达式,然后分析实验误差原因.
①由图示游标卡尺可知,其示数为:
10mm+10×
0.05mm=10.50mm,
由图示秒表可知,其示数为:
1min+40.6s=60s+40.6s=100.6s;
②由单摆周期公式:
T=2π
,解得:
g=
,
重力加速度数值总小于当地的真实值,由g=
可知,(L+
)偏小,
准确测出L与d,则小球重心不在小球的球心处,小球重心位于球心之下;
①10.50;
100.6;
②小球重心位于球心之下.
本题考查了游标卡尺、秒表读数、实验误差分析,要掌握常用器材的使用及读数方法,应用单摆周期公式即可正确解题.
(3)“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图所示,当静止的小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W。
当用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。
每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
①若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置(视小车为质点),下列说法正确的是
A、橡皮筋处于原长状态B、橡皮筋仍处于伸长状态
C、小车在两个铁钉的连线处D、小车已过两个铁钉的连线
②下列4条纸带哪一条是在实验中正确操作可能得到的纸带。
答案:
BD
(2)某实验小组在完成测量加速度这个实验中,由于没有打点计时器故采用下述方法:
如图l所示装置研究滑块的运动。
实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板,以及由漏斗和细线组成的单摆等。
实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出的有色液体在纸带土留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。
①在图2中,从________纸带(填“A”“B”或“C”)可看出滑块的加速度和速度方向一致.
②根据选出的纸带,测得单摆摆动的一个周期T内,连续三次经过平衡位置时,纸带经过
的距离分别为
和
,则滑块加速度a=______________。
③请你评价用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有:
________________________、_________________________________________________(写出两个合理原因)
某同学利用图甲的实验装置做“探究动能定理”的实验。
先接通打点计时器的电源,再释放纸带,让质量m=l.00kg的重物由静止下落,在纸带上打出一系列的点,如图乙所示,A、B、C分别为所选取的计数点,相邻计数点的时间间隔为0.02s,且O为开始打出第一点,OA之间有若干点未标出,重力加速度g取
。
①释放纸带前,纸带的__________(选填“O”或“C”)端在上面;
②重物从O运动到B的过程中,动能的变化量△
=______________J;
重力做功W=____________(以上均保留两位有效数字)
C0.670.69
某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。
让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即
=mgh,但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现利用平抛的特性来间接的测出v0。
如图(a)中,在悬点正下方一竖直立柱上放置一个与摆球完全相同的小球(OB等于摆线长),当悬线摆至B处,摆球与小球发生完全弹性碰撞(速度互换),被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。
在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,小球落在复写纸上,会在下面白纸上留下痕迹。
用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。
重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。
用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。
(已知重力加速度为g,两球的质量均为m)
①根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________m。
②用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=________。
③此实验中,小球从A到B过程重力势能的减少量
=________,动能的增加量EK=________,若要验证此过程中摆球的机械能守恒,实验数据应满足一个怎样的关系________________。
(用题中的符号表示)
①0.646~0.6532分
②
2分
③
2分
2分
(8分)某学习小组用如图甲
所示的实验装置探究动能定理,已
知小车的质量为M,沙和小桶的
总质量为m,实验中小桶未到达地
面,要完成该实验,请回答下列问
题:
①实验时为保证小车受到的拉力大小与沙和小桶的总重力大小近似相等,沙和小桶的总质量远小于滑块质量,实验时为保证小车受到的细线拉力等于小车所受的合外力,需要的操作是___________________。
②在满足第①问的条件下,若通过实验得到纸带如图乙所示,A、B、C、D、E为计数点,相邻两点间的时间间隔为T当地重力加速度为g,相邻计数点间的距离
,其中B点和D点对应时刻小车的瞬时速度用
表示,则
=______________.小车的运动中对应纸带打B、D两点间的过程,动能变化量表达式
_________(用M,
表示);
小车合外力的功表达式W=____________。
在多组实验数据基础上,分析小车合外力的功与动能变化量的关
系为W=
某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验,如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W,当用2条、3条……,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。
①木板倾斜的目的是为了____________________________________
②若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是()
A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线
③在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的_______________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答):
(3)①一只标有“12V,10W”的灯泡,若用多用电表的欧姆档来测量这只灯泡的电阻,则测出的阻值应________(填“大于”、“等于”或“小于”)正常工作时的电阻。
【题文】
(2)在《验证机械能守恒定律》实验中,两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置将重物由静止释放,采用两种不同的实验方案进行实验。
关于两图装置中重物以及实验器材的选择下列说法正确的是
A.在甲图中,下落物体应选择密度大的重物
B.在乙图中,两个重物的质量关系是m1>
m2
C.采用甲、乙的方案进行实验,都还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和天平
D.采用甲、乙的方案进行实验,都必须先释放重物,再打开打点计时器
比较甲、乙两种实验方案,你认为_________更合理,理由是。
【答案】①AB②甲;
乙受滑轮与细绳间阻力
某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。
实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2。
为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明。
①选出下列必要的实验测量步骤
A.用天平测出运动小物体的质量m
B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C.测出小物体释放时离桌面的高度H
D.用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
②若该同学用d和t的比值来反映小物体经A、B光电门时的速度,并设想如果能满足关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。
某实验小组采用如图所示盼装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。
打点计时器工作频率为50Hz。
①实验中木板略微倾斜,这样做_________,
A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大小车下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
②实验中先后用同样的橡皮筋l条、2条、3条……并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。
把第1次只挂l条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W2……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。
根据某次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为_________m/s。
③如果
的猜想是正确的,则画出的
图象应是:
___________________;
CD2一条倾斜的过原点的直线
现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。
给定的器材如下:
一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。
I.填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,记下所用的时间t;
②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a=;
③用米尺测量A1相对于A2的高度h。
设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=;
④改变,重复上述测量;
⑤以h为横坐标,
为纵坐标,根据实验数据作图。
如能得到一条过原点的直线,则可验证“当物体质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
II.在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。
测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。
②进行I中的各项测量。
③计算与作图时用(h-h0)代替h。
对此方案有以下几种评论意见,其中合理的意见是
A.方案正确可行
B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关
(1)一轻弹簧原长为10cm,把它上端固定,下端悬挂一重为0.5N的钩码,静止时它的长度为12cm,弹簧的劲度系数为N/m;
现有一个带有半径为14cm的
光滑圆弧的物块静止放在水平面上,半径OA水平,OB竖直,如图所示;
将上述轻弹簧的一端拴在A点,另一端拴着一个小球,发现小球静止在圆弧上的P点,且
,则小球重为N.
(2)“验证力的平行四边形定则”实验的步骤如下,请你将实验步骤补充完整.
①在水平放置的木板上,固定一张白纸;
②把橡皮筋的一端固定在O点,另一端拴两根带套的细线.细线和橡皮筋的交点叫做结点;
③在纸面离O点比橡皮筋略长的距离上标出A点;
④用两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个绳套,把结点拉至A点,如图所示,记下此时两力F1和F2的方向和大小;
⑤改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套,仍把结点拉至A点,
;
⑥拆下弹簧秤和橡皮筋;
⑦在A点按同一标度,作F1、F2、F三个力的图示;
⑧;
⑨比较F合和F的大小和方向并得出结论.
(1).25N/m;
N(6分)
(2).⑤.记下此时力F的方向和大小.(3分)
⑧.利用平行四边形法则作F1、F2的合力F合.(3分)
如图甲所示,用包有白纸的质量为0.5kg的圆柱棒代替纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,代替打点计时器。
当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号,如图乙所示。
测得记号之间的距离依次为20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,由此验证机械能守恒。
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=________s,图乙中的________端是圆柱棒的悬挂端(填“左”或“右”)。
②根据图乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vC=________m/s;
画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=________m/s;
记号C、D之间重力势能的变化量△EP=________J,棒的动能变化量△EK=_______J。
则△EP____△EK(填“>”、“=”或“<”),造成此结果的原因有(至少写出一个)。
(g取9.80m/s2,结果保留三位有效数字)
①0.05s(1分),左(1分)
②1.12(1分),1.60(1分),0.333(1分),0.326~0.328(1分),
>(1分),有阻力存在(1分)
某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为m1的重物甲和质量为m2的重物乙(m1>m2)等器材组装成如图1所示的实验装置,以此研究系统机械能守恒定律.此外还准备了天平(砝码)、毫米刻度尺、导线等.
①实验中得到一条比较理想的纸带(如图2),先记下第一个点O的位置.然后选取A、B、C、D四个相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出.分别测量出A、B、C、D到O点的距离分别为h1=12.02cm、h2=27.03cm、h3=48.01cm、h4=75.02cm.已知打点计时器使用交流电的频率为f=50Hz.重物甲下落的加速度a= 6.0 m/s2.(计算结果保留2位有效数字)
②若当地的重力加速度为g,系统从O运动到C的过程中,只要满足关系式
,则表明系统机械能守恒.(用给出物理量的符号表示)
【考点】:
验证机械能守恒定律.
【专题】:
【分析】:
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据实验装置及机械能守恒定律可得出对应的表达式.
【解析】:
(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:
a=
=6.0m/s2.
(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=
;
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
vC=
由题意可知,整体减小的重力势能等于动能的增加量,
即:
①6.0,②
【点评】:
本题考查验证机械能守恒定律的实验,要注意正确分析实验原理,明确实验方法,才能准确得出对应的实验结果
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- 力学 实验
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