1、专题限时集训(十)B第10讲力学实验(时间：40分钟)1下列有关课本的实验描述中，正确的是()A. 在“研究匀变速直线运动”的实验中，应该先接通电源，再释放小车B在“验证力的平行四边形定则”的实验中，标记拉力方向时，要用铅笔紧靠细绳沿绳移动铅笔画出C在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，作出弹力和弹簧长度的关系图像也能求弹簧的劲度系数D在“探究动能定理”的实验中，需要平衡摩擦力E. 在“验证牛顿运动定律”的实验中，不需要平衡摩擦力F在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以由公式vgt求出打某点时纸带的速度2小翔利用如图109甲所示的装置，探究弹簧弹力F与伸长量L的关系，由实验绘出F与L的关系图线
2、如图乙所示，该弹簧的劲度系数为_N/m.甲乙图1093如图1010所示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下列说法正确的是()图1010A用该装置可以测出滑块的加速度B用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足mMC可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足mMD可以用该装置探究动能定理，但不必满足mM4某研究性学习小组进行了如下实验：如图1011甲所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红
3、蜡块做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 m/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻R的坐标为(4，6)，此时R的速度大小为_ m/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是_(R视为质点)甲乙图10115小丽用如图1012甲所示的装置验证“力的平行四边形定则”用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：甲乙图1012(1)如图甲所示，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；(2)卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两个弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录
4、细绳套AO、BO的_及两个弹簧测力计相应的读数图中B弹簧测力计的读数为_N；(3)小丽在坐标纸上画出两个弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图所示，请在图中作出FA、FB的合力F；(4)已知钩码的重力，可得弹簧所受的拉力F如图乙所示，观察比较F和F，得出结论6利用如图1013所示的装置可以做力学中的一些实验，小车的质量为M，钩码及盘的质量为m.图1013(1)以下说法正确的是()A在利用该装置“研究匀变速直线运动”的实验中，应该先接通电源，再释放小车B在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，要使细线的拉力等于钩码及盘的总重力，应该满足的条件是M远大于mC在利用该装置来“探究物体的加速
5、度与质量的关系”时，可以通过图像法处理数据，画出am图像即可确定加速度与质量的关系D在利用该装置来做“探究功与速度变化的关系”实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动，这样做的目的是为了平衡摩擦力(2)在利用该装置来“验证小车与钩码组成的系统机械能守恒”时为尽可能消除摩擦力对小车的影响，则小车质量和钩码及盘的质量关系应该满足_7在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，O为第一个点，如图1014所示相邻计数点间的时间间隔为T.(1)纸带的_端(填“左”或“右”)与重物相连；(2)打点器打下计数点B时，重物的速度vB_；(3)某同学
6、根据v2gx2计算出B的动能Ek，根据Epmgx2计算出重力势能的减少量，二者恰好相等，于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”，该同学的实验方案是合理？_；简述理由：_.图10148用如图1015甲所示的实验装置验证牛顿第二定律(1)平衡摩擦力，并用实验装置验证牛顿第二定律取下沙桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器的电源，_(选填“静止释放”或“轻推”)小车，让小车拖着纸带运动如果打出的纸带如图乙所示，则应_(选填“增大”或“减小”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹_，平衡摩擦力才完成(2)某同学实验时得到如图丙所示的aF图像，则该同学验证的是在_条件下，_成正比甲乙
7、丙图10159如图1016所示，某实验小组在实验室中利用水平气垫导轨和两个光电门1和2、光电计时器验证滑块M和钩码m组成的系统机械能守恒，已知遮光条的宽度为d，先后通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，滑块运动通过光电门2时，钩码未落地图1016(1)本实验中需要用到的器材有_(填字母序号)A天平B刻度尺C打点计时器D秒表 E测力计(2)验证本系统机械能守恒的原理表达式为_(用已知量和能直接测量的量表示)(3)下列因素中可能增大实验误差的是_(填字母序号)A气垫导轨未调水平B滑块质量M和钩码质量m不满足mMC遮光条宽度太小D两个光电门间距过小专题限时集训(十)B1ACD解析 打点计时器刚接通
8、电源时振动频率不稳定，所以使用打点计时器的实验中应该先接通电源后释放重物，选项A正确；在“验证力的平行四边形定则”的实验中，标记拉力方向时，要用铅笔紧靠细绳在纸上记下相距较远的两点即可确定拉力的方向，选项B错误；弹力F和弹簧长度L的关系Fkxk(LL0)，即FL图像的斜率仍表示弹簧的劲度系数，选项C正确；在“探究动能定理”“验证牛顿运动定律”的实验中，摩擦力对实验结果影响很大，必须平衡摩擦力，选项D正确，选项E错误；在“验证机械能守恒定律”的实验中，即使本实验过程机械能并不守恒，如果将由公式vgt求出打某点时纸带的速度，代入重物下落过程动能的增量Ekmv2中，也会推导出Ekmv2mggt2mg
9、h，从而产生错误的实验结论，选项F错误2125 N/m解析 由FkL结合图像知，弹簧的劲度系数与图线的斜率相等，解得弹簧劲度系数k125 N/m.3AB解析 利用两个光电门可以记录滑块两个不同位置时的瞬时速度v1和v2，再测出这两个位置的间距l，就可利用公式vv2al计算出滑块的加速度a；用该装置探究牛顿第二定律时，拉力FMamg，只有当mM时，拉力Fmg，若用该装置验证机械能守恒定律，只需验证mgl(mM)(vv)，所以不需要满足mM，若用该装置探究动能定理，需要满足mM，以保证拉力近似等于沙桶的重力，从而验证mglM(vv)45D解析 红蜡块在y方向做匀速直线运动 ，由yvyt得，运动的时
10、间为t2 s，红蜡块在x方向做匀加速直线运动，xat2，加速度为a2 m/s2，x方向的速度为vxat4 m/s，此时红蜡块的速度为v5 m/s；消去时间t得xy2，图像D正确5(2)方向11.40(3)如图所示解析 (2)用两个弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O时，应记录细绳套AO、BO的方向及两个弹簧测力计相应的读数；B弹簧测计力的读数为11.40 N；(3)以FA、FB为邻边作出平行四边形，画出对角线F，如图所示6(1)ABD(2)mM解析 (1)在利用打点计时器做实验时，都应该先接通电源，再释放小车，选项A正确；在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，要使细线的拉力等于钩
11、码及盘的总重力，应该满足的条件是M远大于m，选项B正确；在利用该装置来“探究物体的加速度与质量的关系”时，可以通过图像法处理数据，画出a关系即可确定加速度与质量的关系，选项C错误；在利用该装置来做“探究功与速度变化的关系”实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动，这样做的目的是为了平衡摩擦力，选项D正确(2)在利用该装置来“验证小车与钩码组成的系统机械能守恒”时为尽可能消除摩擦力对小车的影响，则钩码重力应该远远大于摩擦力，小车质量和钩码的质量关系应该满足mM.7(1)左(2)(3)不合理理由略解析 (1)先通过打点计时器的那端计时点密集，纸带左端与重物相连；(2)vB；
12、(3)根据v2gx2计算得到的动能是重物不受阻力下落到B点时的动能(理论值)，由于空气阻力的存在，实际动能比上述计算得出的动能的数值小，所以实验方案不合理8(1)轻推减小间隔均匀(2)小车质量一定小车的加速度与其受到的合力解析 验证牛顿第二定律实验中，要先平衡摩擦力，即把木板不带滑轮的一端垫高，轻推小车，让小车拖着纸带运动，若纸带上打出的点间隔均匀，则表明是匀速运动，若点还不均匀，则要继续调整木板的倾角，直到纸带上的点间隔均匀为止该实验采用控制变量法研究aF关系时，要保证小车的质量不变研究aM关系时，则要保证小车所受的外力不变9(1)AB(2)mgsAB(Mm)(3)AD解析 (1)对滑块和钩码组成的系统，滑块移动一段距离xAB过程中，系统减少的重力势能为EpmgxAB，系统增加的动能为Ek(Mm)v(Mm)v，因此需用天平测量滑块的质量，用刻度尺测量两个光电门之间的距离x.(2)由第(1)问知，当EpEk时，说明运动过程中系统的机械能守恒，即EpmgxAB，mgxAB(Mm)(vv)，由v1、v2，代入前式得mgxAB(Mm)(3)气垫导轨未调水平，两个光电门间距过小，遮光条宽度太大等可能增大实验误差