第五讲物理实验2.doc

热点类型2、力学类实验主要实验：实验一、研究匀变速直线运动 实验二、探究弹力和弹簧伸长的关系实验三、研究力的平行四边形定则 实验四、验证牛顿运动定律实验五、探究动能定理 实验六、验证机械能守恒定律 x012345622.530.037.545.052.5y/mm60.0典型例题1、做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是 m/s2（保留两位有效数字）。ACODPEB【变式题】（2006年上海）伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律。伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示。图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示 。P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示 。例题2、（2002年广东）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。实验步骤：如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。由已知量和测得量表示的角速度的表达式为=_ _。式中各量的意义是：_。某次实验测得圆盘半径r=5.5010-2m，得到的纸带的一段如图所示。求得的角速度为_。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11单位：cm【变式题】打点计时器图11（2001年全国）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_。为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有 。用测得的量及加速度a表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为f =_ 。 图2（单位：cm）5.125.746.417.057.688.339.618.9510.26打点计时器纸带图1纸带运动方向7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31图2单位：cm2（2003年江苏）实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2）3（2005年上海）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制定计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下：A有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。B他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。C在相同的实验条件下，同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，图（a）是对应的位移-时间图线。然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度-时间图线，如图（b）中图线1、2、3、4、5所示。D同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。回答下列提问：与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是_，_。图（a）中的AB段反映了运动物体在做_运动，表中X处的值为_。图（b）中各条图线具有共同特点：“小纸杯”在下落开始阶段做_运动，最后“小纸杯”做_运动。比较图（b）中的1和5，指出在1.01.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：_。时间（s）1.02.01.0s(m)t(s)0 0.5 1.0 1.52.0AB图（a）v(m/s)t(s)0 0.5 1.0 1.5图（b）54321下落距离（m）0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4472.0X例3、1【济宁市】11（6分）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为的交流电源上，实验时得到一条纸带，他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明，第六个点下标明，第十一个点下标明，第十六个点下标明，第二十一个点下标明。测量时发现点已模糊不清，于是他测得长为，长为，长为，则打点时小车的瞬时速度大小为_，小车运动的加速度大小为_。（保留三位有效数字）2【日照市】12（4分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为E，频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已各重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为EP，重锤动能的增加量为EK。根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a，它和当地的重力加速度g进行比较，则ag（填大于，等于，小于）。3【苍山县】11（3分）在用图示装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是： _（填字母代号） A通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 B通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值 C通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 4【莱阳一中】一轻弹簧其弹力与弹簧伸长后的实际长度的关系为F=(200x- 40)(式中各物理量均取国际单位制单位)，则弹簧的劲度系数为 ，弹簧的原长为 5【莱阳一中】16如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔为T=0.10s，其中S1=705cm、S2=768cm、S3=831cm、S4=895cm、S5=958cm、S6=1020cm，则打A点时小车瞬时速度的大小是 ms，小车运动的加速度大小是 ms2(计算结果保留两位有效数字)6【潍坊市】11 (4分)小华在竖直悬挂的弹簧下端加挂钩码，测量一轻弹簧的劲度系数，根据所测实验数据，在弹力F跟弹簧长度L关系的坐标系中描点如图所示全过程未超过弹簧的弹性限度 (1)请根据已描出的点作出FL图象；(2)由图象知弹簧的劲度系数K=Nm.7【潍坊市】12(6分)如图a所示，在“用DIS系统测量小车加速度”的实验中，将长为1m的水平轨道一端垫高1Ocm形成斜面从斜面顶端由静止释放质量为05kg的小车后，得到图b所示的v-t图象(小车与轨道末端碰撞后立刻停下)，若g取1Oms2则小车在下滑过程中 (1)加速度大小为 ms2； (2)受到的平均阻力大小为 N8【济南市】11. (6分) 在