力学实验专题二 文档.doc

力学实验专题训练（二） 姓名：1.(2012上海徐汇区期末测试)（6分）学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b）所示。图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题：0.400.801.201.6000.51.5h / (10-1) mEp Ek E / (10-2) J丙甲乙1.0（b ）（a ）接数据采集器JJv0 = 0定位挡片（1）在定量研究机械能守恒定律之前需要进行定性研究的实验，实验中用到图中的定位挡片，它的作用是_。（单项选择）（A）保证小球每次从同一高度释放。（B）保证小球每次摆到同一高度。（C）观察受到阻挡后小球能否摆到另外一侧接近释放时的同一高度。（D）观察受到阻挡前后小球在两侧用时是否相同。（2）图（a）所示的实验装置中，传感器K的名称是_。（3）图（b）的图像中，表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是_（按顺序填写相应图线所对应的文字）。l光电门1光电门2定滑轮砝码挡光条滑块气垫导轨s2（2012黄冈中学9月月考）（12分）如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空。实验步骤如下：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s。将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间t1和t2。用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为Ek1= 和Ek2= 。在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少Ep= 。（重力加速度为g）如果满足关系式 ，则可认为验证了机械能守恒定律。（1）实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案.A用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度；B用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v=计算出瞬时速度；C根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过h=计算出高度h；D用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确，正确的是 .（填入相应的字母）（2）某同学按照正确操作选的纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm），重锤的质量为m=0.1kg，重力加速度g=9.80m/s2.根据以上数据当打点计时器打到D点时，重物重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J.（要求计算数值保留三位有效数字）OABCD23.47E19.4115.7412.469.56（3）实验中误差产生的原因 .(写出两个原因)（4）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度.从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以 为纵轴，以 为横轴，根据实验数据作出图线.若在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律.（5）该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量，依据第（2）问中选取的纸带可计得重力加速度g m/s2.3.（2012上海宝山高三期末）（6分）在用单摆测重力加速度的实验中（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？将所选用的器材的字母填在题后的横线上。（A）长1m左右的细绳； （B）长30m左右的细绳；（C）直径2 cm的铅球； （D）直径2cm的铁球；（E）秒表； （F）时钟；（G）最小刻度是厘米的直尺； （H）最小刻度是毫米的直尺。所选择的器材是_。（2）实验时摆线偏离竖直线的要求是_，理由是_。ABLT2 x1x2y1y2O（3）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T2L图线，如图所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g= 。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是 的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。4（2012上海奉贤区期末调研） (6 分)在“用单摆测定重力加速度”实验中，若均匀小球在垂直纸面的平面内做小幅度的摆动，若悬点到小球顶点的绳长L，小球直径为d ，将激光器与传感器左右对准，分别置于摆球的平衡位置两侧，激光器连续向左发射激光束。在摆球摆动过程中，当摆球经过激光器与传感器之间时，传感器接收不到激光信号。将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号I随时间t变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的绳长L不变，改用直径2d的另一均匀小球进行实验，则图中的t0将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。则当地的重力加速度大小的计算公式g= （用上述已知的物理量表示）。5.（2009江苏物理11）（10分）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（ms-2）0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.（3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。6.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。盘边缘上固定一竖直的挡光片。盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图1 所示。图2为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上。若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮住的时间。挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图3所示。圆盘直径用游标卡尺测得，结果如图4所示。由图可知，（l）挡光片的宽度为_mm。（2）圆盘的直径为_cm。（3）若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms，则圆盘转动的角速度为_弧度/秒（保留3位有效数字）。7某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz（1）实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。（2）图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离5及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中v2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力是 测量点 S/cmr/(ms-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C D7.150.54E9.410.60打点计时器小车8（5分）在“探究功与速度变化的关系”的实验中，打点计时器在纸带上打下一系列点。（1）下列叙述正确的是( )ABA.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中橡皮筋拉伸的长度必须保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水平D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出（2）为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D中应该选用_点的速度才最符合要求.如果实验得到的Wv2图象如图所示，原因可能是_。9（1）某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力砝码和砝码盘的总质量，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离为s。该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？ _ （填“需要”或“不需要”）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图所示d=_ mm。某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的当光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则该实验要验证的表达式是_ 。（2）下图所示是某同学为了利用平抛运动测动摩擦因数的实验装置，其中滑块的质量为m（可视为质点）。第一次实验时，将滑槽固定于水平桌面的右端。滑槽的末端与桌面的右端对齐并与桌面相切，滑块从滑槽的最高点由静止释放滑下，滑块打在正前面的竖直挡板上，留下印迹。然后将竖直挡板水平面右等间距移动，同时又垂直于纸面向里等间距移动，如此操作记下若干个点。如图甲所示；第二次实验时，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块再次从滑槽的最高点静止释放滑下，重复上面的操作，记下若干个点。如图乙所示（已知重力加速度为g）。在某次实验中不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图丙所示，图中每个小方格的国这长为a，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点。小球抛出后的水平速度为 _ 。为了测量摩擦因数，需要测量的物理量是：_ ；则滑块与桌面间的动摩擦因数=_ 。（用测量的物理量表示）10.（18分）. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，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，细绳的另一端都有绳套实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.(1)某同学在做该实验时认为：A拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果更好B拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是_(填入相应的字母)(2)若两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则_(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由是_ 11.(5分）为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数u(设u为定值