1、实验题专项练1力学实验1为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验：在水平桌面上平放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球A(黑色)和新材料实心球B(白色)，让A球以某一速度向静止的B球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔0.04 s闪光一次，铁的密度为7.8 g/cm3，请回答下列问题：(1)碰撞前A球速度大小为_m/s；(2)B球材料的密度为_g/cm3。(结果均保留两位有效数字)解析：(1)碰撞前A球速度大小v0 m/s5.0 m/s。(2)碰撞后A球速度大小v1 m/s2.50 m/s，碰撞后B球速度大小v2 m/s3.75 m/s，根据动量守恒定律得mAv0
2、mAv1mBv2，代入数据解得mB mA，由密度公式知，体积相同，密度和质量成正比，有BA7.8 g/cm3 5.2 g/cm3。答案：(1)5.0(2)5.22图甲为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。 (1)小车上安装的是位移传感器的_(选填“发射器”或“接收器”)部分。在保持小车的_不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图乙所示的aF关系图线。(2)分析发现图线在纵轴上有明显的截距(OA不为零)，这是因为_ _。(3)图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_。A实验的次数太多B小车与轨道之间存在摩擦C钩码的总质量明
3、显地大于小车的总质量(4)释放小车之前就启动记录数据的程序，在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大，BC曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为_。解析：(1)小车上安装的是位移传感器的发射部分。利用控制变量法探究加速度和力的关系，需要保持小车的总质量不变。(2)小车在不受绳子拉力的作用下已经有加速度，说明平衡摩擦力过度，重力的分力大于滑动摩擦力，即轨道左侧垫起高度太大。(3)设小车的质量为M，钩码的质量为m，由实验原理得mgMa，加速度为a，而实际上a，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M远大于m造成的，A、B错误，C正确。(4)根据上述a变形得ag，当mM时，ag。答案：(1
4、)发射器总质量(2)轨道左侧垫起高度太大(平衡摩擦力过度)(3)C(4)ag3某实验小组用如图甲所示的实验装置来测量物体从高处下落时所受到的空气阻力。实验时，将直径为d、质量为m的小钢球从某高度下落，小钢球先后通过光电门A、B，数字计时器测出钢球通过光电门A、B的时间分别为tA、tB。(1)用游标卡尺测量钢球的直径如图乙所示，其读数为_ mm。(2)用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出光电门之间的距离为H，当地的重力加速度为g，可求出钢球下落过程中受到空气的平均阻力F_(用题中所给物理量符号来表示)。解析：(1)游标卡尺精度为 mm0.05 mm，则读数为11 mm
5、150.05 mm11.75 mm。(2)钢球下落过程中的加速度为a，根据牛顿第二定律mgFma解得Fmgm。答案：(1)11.75(2)mgm4图甲是验证机械能守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度为_ mm。(2)在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使气垫导轨水平，可采取的措施是_。A调节P使轨道左端升高一些B调节P使轨道左端降低一些C遮光
6、条的宽度应适当大一些D滑块的质量增大一些(3)正确进行实验操作，测出滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，已知重力加速度为g。现将滑块从图示位置由静止释放。若滑块经过光电门2时钩码未着地，测得两光电门中心间距L，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，则验证机械能守恒定律的表达式是_。若滑块经过光电门2时钩码已着地，为验证机械能守恒定律，已测得钩码初始位置离地的髙度h，还需测量的一个物理量是_。解析：(1)游标卡尺的分度值为0.05 mm，读数为13 mm0.0510 mm13.50 mm。(2)因为发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，说明左低右高，因此可以调节P使轨道左端升高一些，故选A。(3)滑块经过两个光电门的速度分别为和，因此可得mgL(mM)(mM)，即mgL(mM)d2()。因为滑块经过光电门2时钩码已着地，所以为验证机械能守恒定律，还需知道钩码着地瞬间的速度，因此需要测量遮光条通过光电门2的时间。答案：(1)13.50(2)A(3)mgL(mM)d2()遮光条通过光电门2的时间