力学实验总结.docx
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力学实验总结.docx
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力学实验总结
题型一:
匀变速直线运动
1.1、小球做直线运动时的频闪照片如图13-2所示,已知频闪周期T=0.1s,小球相邻位置的间距分别为OA=6.51cm,A
B=5.59cm,BC=4.70cm,CD=3.80cm,DE=2.89cm,EF=2.00cm.小球在位置A时的速度大小vA=________m/s;小球运动的加速度大小a=________m/s2.(保留两位有效数字)
答案:
0.61 0.9
1.2、图13-4是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点.加速度大小用a表示.
图13-4
(1)OD间的距离为______cm.
(2)图13-5是根据实验数据绘出的x-t2图线(x为各计数点至同一起点的距离),斜率表示________________________________________________________________________,
其大小为______m/s2(保留三位有效数字).
图13-5
答案:
(1)1.20
(2)加速度的二分之一 0.462
1.3、(2010·全国Ⅱ)用“纸带法”测重力加速度
利用图143中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落,打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.
(1)为了测得重物下落的加速度,还需要的实验器材有________.(填入正确选项前的字母)
A.天平B.秒表C.米尺
(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:
________________________________________________________________________.
答案
(1)C
(2)打点计时器与纸带间存在摩擦
1.4、(2010·广东理综,34
(1))如图147是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.
图147
(1)已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.
(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出A、B两点间距x=________;C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字).加速度的大小为______________
答案
(1)0.02s
(2)0.66~0.70cm 0.100m/s
题型二:
弹簧弹力与形变量关系
2.1、(2013山东莱州质检)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验,他先把弹簧甲放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原长L。
再把弹簧竖直悬挂起来,挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L,把L-Lo作为弹簧的伸长量,这样操作,由于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是下图中的哪一个:
答案:
C
2.2、17世纪英国物理学家胡克发现:
在弹性限度内,弹簧的形变量与弹力成正比,这就是著名的胡克定律.受此启发,一学习小组的同学研究“金属线材伸长量与拉力的关系”的探究过程如下:
A.有的同学认为:
横截面为圆形的金属丝或金属杆在弹性限度内,其伸长量与拉力成正比,与截面半径成反比.
B.他们准备选用一些“由同种材料制成的不同长度、不同半径的线材”作为研究对象,用测距仪、传感器等仪器测量线材的伸长量随拉力变化的规律,以验证假设.
C.通过实验取得
如下数据:
长度
拉力
伸长
直径
250N
500N
750N
1000N
1m
2.52mm
0.4mm
0.8mm
1.2mm
1.6mm
2m
2.52mm
0.8mm
1.6mm
2.4mm
3.2mm
1m
3.57mm
0.2mm
0.4mm
0.6mm
0.8mm
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是________、________;
(2)请根据上述过程分析他们的假设是否全部正确?
若有错误或不足,请给予修正.
答案:
(1)B C
(2)他们的假设不是全部正确.在弹性限度内,金属丝(杆)的伸长量与拉力成正比,与截面半径的平方成反
比,还与金属丝(杆)的长度成正比.
题型三:
平行四边形定则
3.1、(2013四川自贡一诊)用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验,为了使实验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是:
A.使用弹簧测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点
B.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行
C.两细绳套必须等长
D.用弹簧测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过量程
E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置
3.2、(2013山东莱州质检)在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图9)。
实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置0。
(1)某同学在做该实验时认为:
A.拉橡皮条的细绳OB、OC长度必须相等。
B.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
C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是(填入相应的字母).
(2)在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其它步骤没有改变,那么实验结果是否会发生变化?
答:
。
(选填“变’或“不变”)
答案:
1、B2、不变
题型四:
牛顿第二定律
4.1、(2013北京海淀期中)在验证“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”这一规律时,给出如下器材:
倾角可以调节的长木板(如图10所示),小车一个,计时器一个,刻度尺一把。
实验步骤如下:
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用刻度尺测量A1与A2之间的距离x。
③用刻度尺测量A1相对于A2的高度h。
④改变斜面的倾角,保持A1与A2之间的距离不变,多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t。
⑤以h为纵坐标,1/t2为横坐标,根据实验数据作图。
若在此实验中,如能得到一条过坐标系原点的直线,则可验证“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”这一规律。
根据上述实验步骤和说明回答下列问题:
(不考虑摩擦力影响,用已知量和测得量符号表示)
(1)设小车所受的重力为mg,则小车的加速度大小a=,小车所受的合外力大小F=。
(2)请你写出物体从斜面上释放高度h与下滑时间t的关系式。
4.2、用拉力传感器和速度传感器“探究加速度a与物体合外力F的关系”的实验装置示意图如图13-9甲所示.实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F的大小,在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器1和2,记录小车到达A、B两位置时的速率为vA、vB.
图13-9
(1)调整长木板的倾斜角度,以平衡小车受到的摩擦力,在不挂钩码的情况下,轻推小车,看小车是否做______运动;
(2)用本题中设定的物理量写出加速度的表达式:
a=________;
(3)从理论上来看“a-F”图象是过原点的一条直线,本次实验得到的图线却如图乙所示,其中的原因是____________________________________________.
答案:
(1)匀速直线
(2)
(3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时长木板倾角过小
4.3、某实验小组设计了如图13-15甲所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图乙所示.滑块和位移传感器发射部分的总质量m=________kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________.(重力加速度g取10m/s2)
图13-15
答案:
0.5 0.2
4.4、(2011·山东卷)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图346所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为____________________.
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为________.
(3)以下能引起实验误差的是________.
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
答案
(1)
(2)
(3)cd
4.5、(2010·江苏物理·11)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)。
实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力。
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车▲(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
请根据实验数据作出小车的v-t图像。
(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:
随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?
请根据v-t图象简要阐述理由。
答案:
题型五:
探究动能定理
5.1、在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中,某同学的实验设计方案如图554所示.则:
图554
(1)该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,在安装时首先要____________,其次钩码和小车还需要满足的条件是____________________.
(2)实验中,除位移、速度外,还要测出的物理量有________.
(3)在上述实验中,打点计时器使用的交流电频率为50Hz.某同学打出的一段纸带如图所示,则小车匀速运动时的速度大小为________m/s.(计算结果保留三位有效数字)
答案
(1)平衡小车与木板之间的摩擦力 钩码的重力远小于小车的总重力
(2)钩码的重力和小车的总质量
题型六:
验证机械能守恒定律
6.1、如图567所示,两个质量分别为m1和m2的物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2),1、2是两个光电门.用此装置验证机械能守恒定律.
(1)实验中除了记录物块B通过两光电门时的速度v1、v2外,还需要测量的物理量是________.
(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_________________________.
答案
(1)A、B两物块的质量m1和m2,两光电门之间的距离h
(2)(m1-m2)gh=
(m1+m2)(v
-v
)
6.2、(2010·安徽理综,21Ⅲ)利用图566所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v.
b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过v=
计算出瞬时速度v.
c.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v,并通过h=
计算出高度h.
d.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相两点间的平均速度,测算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确,正确的是________.(填入相应的字母)
答案 d
6.3、(2012·海南)水平放置的轻弹簧,一端固定,另一端与小滑块接触,但不粘连;初始时滑块静止于水平气垫导轨上的O点,如图(a)所示。
现利用此装置探究弹簧的弹性势能Ep与其压缩时长度的改变量x的关系。
先推动小滑块压缩弹簧,用米尺测出x的数值;然后将小滑块从静止释放。
用计时器测出小滑块从O点运动至气垫导轨上另一固定点A所用的时间t。
多次改变x,测得的x值及其对应的t值如下表所示。
(表中的
值是根据t值计算得出的)
(1)根据表中数据,在图(b)中的方格纸上作
—x图线。
(2)回答下列问题:
(不要求写出计算或推导过程)
①已知点(0,0)在
—x图线上,从
—x图线看,
与x是什么关系?
②从理论上分析,小滑块刚脱离弹簧时的动能Ek与
是什么关系?
③当弹簧长度改变量为x时,弹性势能与相应的Ek是什么关系?
④综合以上分析,Ep与x是什么关系?
6.4、(海南)现要
通过实验验证机械能守恒定律。
实验装置如图1所示:
水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A,B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。
用g表示重力加速度。
完成下列填空和作图;
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。
动能的增加量可表示为_________。
若在运动过程中机械能守恒,
与s的关系式为
=________.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
以s为横坐标,
为纵坐标,在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=___________
(保留3位有效数字).
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
直线的斜率
,将k和
进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律。
由图可知:
k=
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