1、 专题：力学实验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某同学用如图1所示的装置测定重力加速度：图1(1)电火花计时器的工作电压为_，频率为_(2)打出的纸带如图2所示，实验时纸带的_
2、端应和重物相连接(选填“甲”或“乙”)图2(3)纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为_m/s2.3如图3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3(1)OD间的距离为_cm.(2)如图4是根据实验数据绘出的xt2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44.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置如图5所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细
3、线与托盘连接打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时，在托盘中放入适当的砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点 图5(1)图6给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示根据图中数据计算的加速度a_(保留三位有效数字)图6(2)回答下列两个问题：为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_(填入所选物理量前的字母)A木板的长度LB木板的质量m1C滑块的质量m2 D托盘和砝码的总质量m3E滑块运动的时间t测量中所选定的物理量时需要的实验器材是_(3)滑块与木板间的动摩擦因数
4、_(用被测物理量的字母表示，重力加速度为g)与真实值相比，测量的动摩擦因数_(填“偏大”或“偏小”)5. 利用如图7甲所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度.一斜面上安装有两个光电门,其中光电门2固定在斜面上靠近底端处,光电门1的位置可移动.当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门1至2所用的时间t;改变光电门1的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量1、2之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示.图7甲s/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/(10-3 s)292.9371.54
5、52.3552.8673.8776.4/(ms-1)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图:(1) 若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门2时的瞬时速度v、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是.(2) 根据表中给出的数据,在图乙给出的坐标纸上画出 图线.图7乙(3) 由所画出的图线,得出滑块加速度的大小为a=m/s2(保留两位有效数字).?6请将下列实验步骤或结果补充完整：在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录_改变钩码个数，重复上述步骤图8某同学
6、在如图8所示的坐标系中，根据外力F与弹簧形变量x的数据标出了五个点请你在图中描绘出相应的Fx图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为_N/m.(保留三位有效数字)图97. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图9所示所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据在坐标图10中描点，请作出FL图线图10(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m.(3)试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数
7、据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较优点在于：_.缺点在于：_.8某同学用如图11所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向图11(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N.(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母)A应测量重物M所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C拉线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行
8、多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法9小丽用如图12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12(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
9、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10在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F(N)0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x(102m)0.741.802.803.724.605.586.42用作图法求得该弹簧的劲度系数k_N/m；图13(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图14所示，其读数为_N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图中画出这两个共点力的合力F合；图14(3)由图得到F合_N.
10、11. 为了探究加速度与力的关系，使用如图15所示的气垫导轨装置进行实验其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：图15(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判断调节是否到位？答：_.(2)若取M0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_Am5 gBm15 gCm40 g Dm400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引
11、力对应的加速度，求得的加速度的表达式为_(用t1、t2、D、x表示)12某同学采用如图16所示的装置探究“物体质量一定时，其加速度与所受合外力的关系” 图16(1)该同学是采用vt图象来求加速度的图17是实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个点没有画出打点计时器接在频率为50 Hz的交变电源上打点计时器打C点时，小车的速度为_m/s.(结果保留两位有效数字)图17(2)其余各点的速度都标在了vt坐标系中，如图18甲所示t0.1 s时，打点计时器恰好打B点请你将(1)中所得结果标在图甲所示坐标系中(其他点已标出)，并作出小车运动的vt
12、图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字)图18(3)该同学最终所得小车运动的aF图线如图乙所示，从图中我们可以看出图线是一条过原点的直线根据该图线可以确定下列判断中错误的是_A本实验中小车的质量一定时，其加速度与所受合外力成正比B小车的加速度可能大于重力加速度gC可以确定小车的质量约为0.50 kgD实验中配重的质量m远小于小车的质量M13. 如图19甲所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实验装置图.图中A为小车,B为装有砝码的托盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50 Hz交流电源.小车的质量为m1,托盘(及砝
13、码)的质量为m2.图19甲(1) 下列说法中正确的是.A. 每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力 B. 实验时应先释放小车后接通电源C. 本实验m2应远大于m1 D. 在用图象探究加速度与质量关系时,应作a- 图象(2) 实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象.可能是图19乙中的图线.(填“”、“”或“”)?图19乙(3) 如图19丙所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小为m/s2.(结果保留两位有效数字)?图18丙14某研究性学习小组进行了如下实验：如图20甲所示，在一端封闭的光滑
14、细玻璃管中注满清水，水中放一个红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2015为了探究恒力作用时的动能定理，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：数据组123456v/(ms1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.07
15、50.1110.1630.442(1)一同学根据表中数据，作出xv图象如图21甲所示观察该图象，该同学作出如下推理：根据xv图象大致是一条抛物线，可以猜想，x可能与v2成正比请在图乙所示坐标纸上选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想图21(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2的关系是_16某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”如图22所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小，小车
16、中可以放置砝码图22(1)实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；将小车停在C点，_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；在小车中增加砝码，或_，重复的操作(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|vv|是两个速度传感器记录速度的平方差的绝对值，可以据此计算出动能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功表格中的E3_，W3_.(结果保留三位有效数字)(3)根据下表，请在图23中的方格纸上作出EW图线数据记录表次数M/kg|vv|/m2s2
17、E/JF/NW/J10.5000.7600.1900.4000.20020.5001.650.4130.8400.42030.5002.40E31.220W341.0002.401.202.4201.2151.0002.841.422.8601.43图2317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24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
18、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2418“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图25所示的甲或乙方案来进行图25(1)比较这两种方案，方案_ _好些(选填“甲”或“乙”)，理由是_(2)如图26是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T0.1 s，该纸带是采用_(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的简要写出判断依据_图26图27(3)同学们利用方案甲得到的另一纸带算出相应点的速度，作出v2h图象如图27所示图象说明机械能守恒定律_(选填“正确”或“错误”)若你认为实验验证了机械能守恒定律，则根据
19、图象求出当地的重力加速度g_ m/s2(结果保留两位有效数字)若你认为实验没有验证机械能守恒定律，请说明理由_19某实验小组利用光电计时器探究物块沿倾斜气垫导轨下滑过程中重力做功与动能的关系，装置如图28甲，让小物块从倾斜气垫导轨顶端滑下若测得小物块通过A、B光电门的时间分别为t1和t2，A、B之间的距离为L，遮光板的宽度为d，斜面的倾角为.重力加速度为g.图28(1)图乙表示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度d.由此读出d_ mm.(2)探究小物块沿倾斜气垫导轨下滑过程中重力做功与动能的关系，实验数据满足的关系式为_(用实验测定的物理量对应的字母表示)20.用如图29实验装置验证m1、m2组
20、成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图30中给出的是实验中获取的一条纸带；已知所用打点计时器电源的频率为50 Hz,0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示已知m150 g、m2150 g，则(g取9.8 m/s2，所有结果均保留三位有效数字)图29(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5_ m/s；(2)在打点05过程中系统动能的增量Ek_ J，系统势能的减少量Ep_ J，由此得出的结论是_； 图30(3)若某同学作出v2h图象如图31，则当地的实际重力加速度g_
21、 m/s2. 图31专题：力学实验参考答案1ACD解析 打点计时器刚接通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
22、入重物下落过程动能的增量Ekmv2中，也会推导出Ekmv2mggt2mgh，从而产生错误的实验结论，选项F错误2解析：(1)交流220 V,50 Hz(2)开始打点时，速度小，点距近，故乙端与重物相连接(3)x23x785aT2，a m/s29.4 m/s2.答案：(1)交流220 V50 Hz(2)乙(3)9.43解析：由题图O、D点对应的数值可以读出OD之间的距离为1.20 cm.物体做匀变速直线运动，位移和时间之间的关系为xv0tat2，可见在xt2图象中的斜率表示加速度的一半，可得大小为0.467 m/s2.答案：(1)1.20(2)加速度的一半0.4674解析：(1)0.495 cm
23、，a m/s20.495 m/s2.(2)由牛顿第二定律得解得：.由上式可知，需要测量m2、m3，测量器材为天平(3)动摩擦因数.由于纸带对滑块也有阻力，实验中认为滑块受到的阻力全部来自滑动摩擦力，造成滑动摩擦力偏大，故的测量值偏大答案：(1)0.495 m/s20.497 m/s2(2)CD天平(3)偏大5. (1) =-at+v或s=-at2+vt(2) -t图线如图所示(3) 2.06解析：实验中需要测弹力大小，而弹力大小等于钩码重量，因此需记录钩码总重量Fx图线见答案图由Fkx得：k19.6 N/m.答案：钩码个数(或钩码总质量、钩码总重量)Fx图线如图所示19.67解析：(1)用平滑
24、的曲线将各点连接起来，如图所示：(2)弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L05102 m5 cm.劲度系数为图象直线部分的斜率，k20 N/m.(3)记录数据的表格如下表：次数123456弹力F/N弹簧的长度L/102 m弹簧的伸长量x/102 m(4)优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响缺点是：弹簧与刻度尺及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大答案：(1)见解析(2)520(3)见解析(4)避免弹簧自身所受重力对实验的影响弹簧与刻度尺及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差增大8解析：(1)弹簧测力计读数为3.6 N，可以不估读(2)验证力的平行四边形定则，需要分别测
25、量各个力的大小和方向，所以A是必要的；根据仪器使用常识，弹簧测力计在使用前需校零，B是必要的；实验中力必须在同一平面内，C也是必要的；实验是验证三个力的关系，只要测出三个力就可以了，所以不需要固定O点位置，D选项不必要，本题应选D.答案：(1)3.6(2)D(3)改变弹簧测力计B拉力的大小；减小重物M的质量(或将弹簧测力计A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)9解析：(1)描点作图见答案图象的斜率为弹簧的劲度系数k N/m54 N/m.(2)读数精确到0.1 N，读数时要估读到0.01 N，读为2.10 N.(3)由平行四边形定则做平行四边形的对角线，两分力方向已知，已知
26、一个力的大小，利用比例计算如图，F12.10 N，长2.1 cm，F22.50 N，长2.5 cm，F合长3.3 cm，则F合3.3 N.10答案：(1)如图所示54(说明：2内都可)(2)2.10(说明：有效数字位数正确，0.02内都可)作图见解析(3)3.3(说明：0.2内都可)11答案：(1)取下牵引砝码，M放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间t都相等(2)D(3)a12解析：(1)相邻计数点间时间间隔T0.1 s，由匀变速直线运动的特点可知：vCBD0.44(m/s)(2)如图所示，在vt图线中，图线的斜率大小等于小车运动的加速度
27、大小，即在图线上取两点，根据a可得a1.0 m/s2.(3)根据牛顿第二定律可得aF，则在质量一定时，a和F成正比，A正确；为了让配重的重力近似等于小车所受的合力，则配重质量应远小于小车质量，D正确；由图线可知，图线斜率大小表示小车质量M的倒数大小，即M0.50 kg，C正确；由于细线上的拉力是由配重所受的重力提供的，所以二者运动的加速度不可能大于重力加速度g，B错误答案：(1)0.44(2)vt图线见解析1.0(0.951.1都算对)(3)B13. (1) D(2) (3) 0.50或0.49 14D解析 红蜡块在y方向做匀速直线运动 ，由yvyt得，运动的时间为t2 s，红蜡块在x方向做匀
28、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15解析：(1)作出xv2的图线如图所示(2)由图可以看出，滑块滑行的最大距离x与滑块初速度平方v2成正比，即：xv2.答案：(1)见解析(2)xv216解析：(1)在实验过程中拉力对小车和传感器做功使小车和传感器的动能增加，所以需要测量小车和传感器的总质量；通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；(2)通过拉力传感器的示数和AB长用WFL可计算拉力做的功；(3)利用图象法处理数据，由动能定理Wm(vv)可知W与E成正比，作图可用
29、描点法答案：(1)小车接通电源后释放小车改变钩码数量(2)0.6000.610(3)如图所示17(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；(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18解析：若机械能守恒定律成立，则有mghmv2，即v22gh，v2h图象为过原点的直线，其斜率k2g.根据题图得k m/s219.6 m/s2，则g9.8 m/s2.答案：(1)甲因为这个方案摩擦阻力小、误差小、操作方便(2)乙物体运动的
30、加速度比重力加速度小很多(3)正确9.819. 解析：(1)图乙读数为55 mm0.0120.0 mm5.700 mm.(2)利用动能定理得mgLsinm2m2得：gLsind2.答案：(1)5.700(5.6985.702均正确)(2)gLsind220. 解析：(1)v5 m/s2.40 m/s.(2)在打点05过程中系统动能的增量Ek(m1m2)v0.576 J系统势能的减少量Epm2gh05m1gh050.588 J.由此得出：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒(3)由mghmv2可知，v2h图象的斜率为当地重力加速度g，由题图可知，g m/s29.70 m/s2.答案：(1)2.40(2)0.5760.588结论见解析(3)9.70