1、专题限时集训(十)A第10讲力学实验(时间：40分钟)1在做“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是()A时间间隔 B瞬时速度C加速度 D某段时间内的位移图1012在“探究恒力做功和物体动能变化关系”的实验中，某同学的实验方案如图101所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，正确的措施是：_(选出所有正确选项)A取下钩码，抬高滑板一端，让小车匀速下滑，平衡摩擦力B实验中要保持钩码质量远大于小车的质量C实验中要保持钩码质量远小于小车的质量D要先接通电源，然后释放小车图1023在“验证力的平行
2、四边形定则”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，细绳的另一端打好绳套，如图102所示，实验中用两个弹簧分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，以下步骤正确的是()A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计拉力方向与木板平面平行，且弹簧测力计中的弹簧不能与其外壳接触D同一次实验中，O点位置允许变动E实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一弹簧测力计的拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点4某同学利用如图103甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验甲乙丙图103(1)他通过实验得到如
3、图乙所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图线由此图线可得该弹簧的原长L0_cm，劲度系数k_N/m.(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度L_cm.5某实验小组利用如图104所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒本次实验中已测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上的遮光条由图示初始位置到光电门的距离s.图104(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，其方法是：接通气源，将滑块置于气垫导轨任意位置上，(未挂钩码前)若_，则说明导轨是水平的(2)如图105所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm；实验时挂上钩码，
4、将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，则可计算出滑块经过光电门时的瞬时速度图105(3)本实验通过比较_和_在实验误差允许的范围内相等(用物理量符号表示)，即可验证系统的机械能守恒6借助计算机，力传感器的挂钩与其他物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：将滑块平放在长木板上，用力传感器沿长木板水平拉滑块，改变拉力直到将滑块拉动；再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线分别如图106甲、乙所示甲乙图106(1)由图乙知：在t1t2这段时间内，滑块的运动状态是_
5、(选填“运动”或“静止”)，滑块受到的最大静摩擦力为_(选填“F1”或“F2”)(2)结合甲、乙两图，_(选填“能”或“不能”)得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论7在验证机械能守恒定律的实验中，两个实验小组的同学分别采用了如图107甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验甲乙图107(1)在甲图中，下落物体应选择密度_ (选填“大”或“小”)的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是m1_ m2(选填“”“”或“(2)天平(3)甲 乙中还受细线与滑轮间阻力的影响解析 (1)甲实验中为减小空气阻力对实验结果的影响，应减小重物受到的空气阻力与重物重力的比值，即选
6、用密度较大的物体；乙实验验证两个物块组成的系统机械能守恒，释放重物后应使质量为m2的物块向上加速运动，所以m1m2.(2)方案乙中还需要用天平测量两个物块的质量(方案甲不需测量重物的质量)(3)乙方案中滑轮与绳间的摩擦力会影响实验结果，而两个方案中影响结果的其他因素相差不大，所以甲方案更合理8(1)4.0(2)如图所示(3)0.250.2解析 (1)由dat2，解得加速度a4.0 m/s2；(2)图像如图所示；(3)由牛顿第二定律得Fmgma，解得aFg，即图像的斜率k，横轴截距F0mg，由图像得斜率k4.0 kg1，横轴截距F00.5N，所以滑块质量m0.25 kg，动摩擦因数0.2.9(1
7、)0.480.79(2)没有满足Mm(3)甲(4)解析 (1)vCBD m/s0.48 m/s；a m/s20.79 m/s2；(2)Mm时，amg，a图像是一条直线；不满足Mm时，amgmg，即加速度要比Mm时小，a图像将向下弯曲；(3)如上所述，不满足Mm时，amg，变形后有M，可见M图线是一条交于纵坐标正半轴的直线，且图像的斜率表示，即k，所以吊盘和盘中物块的总质量m.专题限时集训(十)B1ACD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
8、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Ekmv2mggt2mgh，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
9、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)4(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
10、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码及盘的总重力，应该满足的条件是M远
11、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；(3)根据v2gx2计算得到的动能是
12、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)0.883.53 m/s2(2)物体质量物体所受合力(3)8.16解析 (1)vBAC m/s0.88 m/s；a m/s23.53 m/s2；(2)本题是把砝码、砝码盘和小车作为整体来分析的，整体所受的合力等于砝码和砝码盘的重力，该合外力是变化的，而整体的总质量保持不变；(3)设挂在砝码盘中的砝码质量为m，砝码盘质量为m0，设小车及其上面的砝码的质量为M，依题意(Mmm0)为一定值，对砝码盘、砝码和小车构成的整体，由牛顿第二定律有(mm0)g(Mmm0)a，变形得am
13、gm0g，实验中若将mg视为拉力，则aFm0g，可见aF图像的斜率k表示，截距b表示m0g，可见m0.由aF图像得k2.5，b0.2，所以m08.16 g.9(1)2.25(2)0.225(3)A、B间的距离lAF(4)A、B间的距离L、滑块的质量MFL(5)能解析 (1)主尺读数2 mm，精确度0.05 mm，游标尺读数0.0550.25 mm，所以遮光板宽度为2.25 mm；(2)v m/s0.225 m/s；(3)若已知遮光条刚开始运动时与光电门的距离L，则由2aLv20可以得到a；实验中由传感器得出遮光条受到的拉力，本题不是用钩码的重力表示拉力，无需满足Mm；由a和a得FF，处理数据时应作出F图像；(4)若已知遮光条刚开始运动时离光电门的距离L，拉力做功可以表示为FL；若已知遮光条的质量，其动能变化量可以表示为Mv2M；动能定理表达式为FL；(5)系统重力势能的减少量为mgL，系统动能增加量为(Mm)v2(Mm)，若两者在误差允许范围内相等，则系统的机械能守恒
