1、第13课时力学实验(二)1在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：图1A让小球多次从_释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图1中a、b、c、d所示。B按实验原理图安装好器材，注意_，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。C取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的运动轨迹。(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。(2)上述实验步骤的合理顺序是_。(3)已知图中小方格的边长L1.25 cm，则小球平抛的初速度为v0_(用L、g表示)，其值是_。(取g9.8 m/s2)解析(1)这种方法，需让小球重复同一个平
2、抛运动多次，才能记录出小球的一系列位置，故必须让小球每次由同一位置静止释放。斜槽末端切线水平，小球才会做平抛运动。(3)由xaT2得两点之间的时间间隔T，所以小球的初速度v02代入数据得v00.70 m/s。答案(1)同一位置静止 斜槽末端切线水平 (2)BAC(3)20.70 m/s2(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：水平方向做匀速直线运动；竖直方向做自由落体运动。如图2所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一个小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面。这个实验()图2A只
3、能说明上述规律中的第条B只能说明上述规律中的第条C不能说明上述规律中的任何一条D能同时说明上述两条规律(2)做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动一段时间后着地。一架相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片，如图3所示。已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，第三个像是刚好着地的时刻，由照片可以推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为_m/s，高台离地面的高度为_m。(取g10 m/s2)图3解析(1)由于左端小铁球平抛的同时，右端小铁球开始做自由落体运动，且两球同时落地，说明平抛的小铁球在竖直方向上和右端小铁球做同样的运动，也做自由落体运动，但无法说明平抛小
4、铁球在水平方向的运动，故只有B正确。(2)汽车在竖直方向做自由落体运动，由hgT2可得，两次曝光的时间间隔为T s0.6 s前三个像中，中间位置车的竖直速度为vy m/s9 m/s汽车从开始运动到中间位置的竖直位移为h1 m4.05 m从抛出点到地面的高度为h2h12l(4.0523.6) m11.25 m水平初速度v0 m/s12 m/s答案(1)B(2)1211.253(2016浙江温州期末)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：摆好实验装置如图4所示。图4将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。在质量为10 g、30 g、50 g的
5、三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩P上。接通电磁打点计时器的电源，释放小车，打出一条纸带。(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第N个点的距离为40.0 cm。打下第N点时小车的速度大小为1.00 m/s。该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力，取g9.8 m/s2，算出拉力对小车做的功为_ J，小车动能的增量为_ J。(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要
6、原因是：_。解析(1)拉力Fmg0.0509.8 N0.49 N。拉力对小车做的功WFl0.490.400 J0.196 J小车动能的增量Ekmv20.2001.002 J0.100 J(2)误差很大的可能原因：小车质量不满足远大于钩码质量，使钩码的重力与小车受到的拉力差别较大。没有平衡摩擦力。答案(1)0.1960.100(2)小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力4光电计时器也是一种研究物体运动情况的仪器，当物体经过光电门时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图5所示的装置验证机械能守恒定律。图中AB是固定的光滑斜面，倾角为30，1和2是固定在斜面上的两个光电门(与它们连接的
7、光电计时器没有画出)。让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1和2的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00102 s、2.00102 s，已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，取g9.8 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度，求：图5(1)滑块经过光电门1和2时的速度v1_ m/s，v2_ m/s；(2)滑块经过光电门1和2之间的动能增加了_J，重力势能减少了_J。解析(1)v1 m/s1 m/s，v2 m/s2.5 m/s。(2)Ekm(vv)5.25 J，Epmgs12sin 305.29 J。答案(1)12.5(2)5
8、.255.295某同学做验证机械能守恒定律实验时，不慎将一条挑选出的纸带一部分损坏，损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出标在图6中，单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度g取9.8 m/s2。图6(1)质量为1 kg的重物在2点的速度v2_，在5点的速度v5_，此过程中动能增加量Ek_，重力势能减少量Ep_。由以上可得出实验结论_。(2)根据实验判断下列图象正确的是(其中Ek表示物体动能的变化量，h表示物体下落的高度) ()解析(1)重物在2点的速度v2 m/s1.50 m/s在5点的速度v5 m/s2.075 m/s动能增加量为Ekvv1.03 J从打2点
9、到打5点重力势能减少量为Epmgh2519.8(3.23.64.0)102 J1.06 J由以上可得出实验结论为：在误差允许的范围内，机械能守恒。(2)物体机械能守恒，应有物体减少的重力势能转化为增加的动能，即Ekmgh，可见物体增加的动能与下落的距离成正比，C正确。答案(1)1.50 m/s2.075 m/s1.03 J1.06 J在误差允许的范围内，机械能守恒 (2)C6如图7所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W、。图7(1)图中电
10、火花计时器的工作电压是_V的交变电流；(2)实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是_；(3)图中小车上有一固定小立柱，下图给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是_；(4)在正确操作的情况下，某次所打的纸带如图8所示。打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)，小车获得的速度是_m/s。(计算结果保留两位有效数字)图8解析(1)电火花计时器的工作电压是220 V的交变电流；(2)用打点计时器打出纸带后，记录了位置和时间，如果计算速度还
11、需要测出位移，故需要刻度尺；(3)实验的操作要求是使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能，为避免橡皮筋与立柱之间相互作用，只有A符合要求；(4)使橡皮筋的弹性势能全部转化为小车的动能后，小车做匀速运动，纸带GJ符合要求，由v得v0.65 m/s。答案(1)220(2)刻度尺(3)A(4)GJ0.657(2016湖州学考模拟)某学习小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用了如图9所示的实验装置。图9(1)将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是_。(2)如图10所示，游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm。实验时，将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好
12、标记，以保证每次拉伸的距离恒定。现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后匀速运动的速度表达式为_(用字母表示)。图10(3)逐根增加橡皮条，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度。则画出的Wv2图象应是_。解析 (1)检查导轨是否水平的方法：将滑块轻放在气垫导轨上，看其是否滑动(或将滑块轻放在气垫导轨上，轻推滑块看是否匀速运动)。(2)d5 mm0.05 mm105.50 mm0.550 cm滑块匀速运动的速度v。(3)由动能定理可知，Wmv2，故画出的Wv2图象应是过坐标原点的一条倾斜直线。答案 (1)将滑块轻置于气垫导轨之上，看其是否滑动；或将滑块轻置于气垫导轨之上，轻推滑块看是否匀速运动(其他方法正确同样得分) (2)0.550(3)过坐标原点的一条倾斜直线
