十七.力学实验.doc

注意事项1.互成角度的两个共点力的合成测力计使用前要校准零点弹簧伸长方向和所测拉力方向应一致,并与木板平行在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取600-1200为宜.2 测定匀变速直线运动的加速度去掉前面几个不稳定的计时点在无法知第一个计算点的速度是否为0时。不可用V计算速度先打点后拉纸带3验证牛顿第二定律.平衡摩擦力时，应取下砂和砂桶 ，使细线不受拉力实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板平行小车和码砝的质量之和必须远远大于砂和砂桶的总质量小车开始释放时应尽量靠近打点记时器，而且先通电再放小车4动量守恒的验证入射小球的质量要大于被碰小球的质量入射球半径等于被碰球半径入射小球每次必须从斜槽上同一高度处由静止滑下斜槽未端的切线方向水平两球碰撞时，球心等高或在同一水平线上实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变5 研究平抛物体的运动固定白纸的木板要竖直斜槽未端要切线水平，要在白纸上准确记下槽口位置小球每次从槽上同一位置由静止滑下6验证机械能守恒定律打点计时器应该竖直固定在铁架台，纸带也应竖直悬挂，纸带上最初两点间的距离约为2毫米最佳不必测重锤的质量，但重锤越重越好先合上电源，再松开纸带7 用单摆测定重力加速度小球摆动时，最大偏角应小于100小球应在竖直面内振动，不要转成圆锥摆应从摆球通过平衡位置时开始计时摆长应为悬点到球心的距离8测定金属的电阻率此金属丝电阻较小，用安培表外接法测L时应测接入电路的电阻丝的有效长度闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电路处于最安全位置电流不宜过大，防止升温9 用伏特表和安培表测电源的电动势和内电阻电路应采用安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联闭合开关前，应把滑动变阻器的滑动触头置于使电阻最大处10描绘小电珠的伏安特性曲线合上开关前，应调节滑动变阻器，使小电珠的电压为0，自然要用分压法调节过程中不要超过额定功率和电表量程小电珠的电阻太小，用安培表外接法11把电流表改装为电压表测内电阻时，干路上的滑动变阻器的电阻要比支路上的电阻箱的电阻大得多测内电阻时，合上开关前，干路上的滑动变阻器的电阻置于最大处12测定玻璃的折射率玻璃砖两个界面不平行，不影响实验测定插大头针要垂直纸面；入射角一般300600之间在确定光路时，两枚大头针不宜插得太近力学实验一.读数1螺旋测微器读数 mm,游标卡尺读数 mm2读出下面图中游标卡尺与螺旋测微器的读数, 游标卡尺读数为 mm，螺旋测0 1 2 3 4 5 60 5 10 15 20甲乙51002025301510微器读数为 mm。3游标为10分度的卡尺测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图甲所示，可读出圆柱的直径为 mm；用螺旋测微器测定某物体的厚度如图乙所示，则该物体的厚度为 mm。201015乙052520051001甲4下图为电压表和电流表示意图，指针位置如图所示。若使用的是0-3V量程，读数为_V。若使用的是0-15V量程，读数为_V。 若使用的是0-0.6A量程，读数为_A。若使用的是0-3A量程，读数为_A。0123051015V00.20.40.60123二.验证力的平行四边形法则1探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指()A使两分力与合力满足平行四边形定则B使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C使两次橡皮筋伸长的长度相等D使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变2.在“验证力的平行四边形定则”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，细绳的另一端都有绳套(如图2所示)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某同学认为在此过程中必须注意以下几项：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在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 图2其中正确的是()3关于验证平行四边形定则的实验，请回答下列问题：(1)在该实验中，合力与分力的概念是一种_的科学思想方法(2)某同学在做该实验时，弹簧测力计平行于木板如图3放置，然后记录力的大小和方向，请你指出这样操作的问题：_.图3(3)某同学完成该实验后得到的图形如图3所示，图上所画的四个力中，由一个弹簧测力计拉橡皮条得到的力是_4图4为“探究求合力的方法”的实验装置(1)下列说法中正确的是()A在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化B弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90(2)弹簧测力计的指针如图4(b)所示，由图可知拉力的大小为_ N.5请完成以下两小题某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_a测量细绳的长度 b测量橡皮筋的原长c测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ _三.研究运变速直线运动1.图1如图1所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知()A在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大B在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小C纸带甲的加速度比乙的大D纸带甲的加速度比乙的小2图1(a) 图1(b)某同学在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50 Hz，在实验中得到一条点迹清晰的纸带，他把某一点记作O，再选依次相邻的6个点作为测量点，分别标以A、B、C、D、E和F，如图1(a)所示(1)如果测得C、D两点相距2.70 cm，D、E两点相距2.90 cm，则在打D点时小车的速度是_m/s.(2)该同学分别算出打各点时小车的速度，然后根据数据在vt坐标系中描点(如图1(b)所示)，由此可求得小车的加速度a_ m/s2.3 图3某同学让重锤做自由落体运动，利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速度该同学在实验中得到6条纸带，如图3所示为其中一条，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T0.02 s其中1、2、3点相邻，4、5、6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点x1是1、3两点的距离，x3是4、6两点的距离，x2是2、5两点的距离(1)测x1、x2、x3后，点2速度的表达式v2_.(2)该同学测得的数据是x14.00 cm，x219.30 cm，x38.72 cm，根据数据求出重力加速度g_ m/s2(保留三位有效数字)(3)测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是_4图4在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图4所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB_ m/s.CE间的平均速度为_ m/s；(2)以打B点时为计时起点，建立vt坐标系如右图所示请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；(3)根据图线可得小车运动的加速度为_ m/s2.5在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50，图为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻两点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图5所示图5(1)小车做什么运动？(2)若小车做匀变速直线运动，那么当打第3个计数点时小车的速度为多少？小车的加速度为多少？四.验证牛顿运动定律1 在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中正确的是() A平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车2 在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足Mm的条件，结果得到的图象应是下图中的()3.图3如图3所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有() A当m1m2、F12F2时，x12x2 B当m1m2、F12F2时，x22x1C当m12m2、F1F2时，x12x2 D当m12m2、F1F2时，x22x14 “验证牛顿运动定律”的实验，主要的步骤有：A将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在光滑的水平长木板上；B打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，夹上夹子，让它们同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小；C分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系；D在小车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳；E在小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着数目不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量上述实验步骤，正确的排列顺序是_5.图5如图5所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为砂桶和砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6 V，G是电键，请指出图中的三处错误：(1)_；(2)_；(3)_6 “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图6所示(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图349所示计时器打点的时间间隔为0.02 s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 (ms2)0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出aF的关系图象(3)根据提供的实验数据作出的aF图线不通过原点，请说明主要原因五.研究平抛运动1下面是利用教材中的装置做“研究平抛物体的运动”的实验步骤，在这些实验步骤中有错误或不足，需要修改的是，将这些实验步骤按正确的顺序排列为.A.从斜槽上某一点释放小球，它离开槽后在空中做平抛运动.在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到孔的边缘，然后在白纸上记下孔中央的位置；B.以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸上标出O点的位置；C.取下白纸，在纸上画出与竖直线Oy垂直的水平线Ox；D.用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来，就得到了平抛运动的轨迹.由于确定各点位置时有误差，所画的曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保证曲线光滑，不能有小范围的凸起和凹陷.E.从斜槽上不同点释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点；F.在曲线上取几个点(不必是步骤A、E中确定的点)，测出它们的坐标x、y，分别求出小球的初速度，最后算出平均值作为实验测出的平抛运动的初速度；G.靠目测在纸上画出过O点向下的竖直线Oy；H.将白纸用图钉钉在竖直的木板上，在木板上的左上角固定斜槽.2在做“研究平抛物体的运动”的实验中，让小球依次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能够准确地描绘出运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有( )A.通过调节，使斜槽的末端的切线保持水平B.每次释放小球的位置必须相同C.每次必须由静止释放小球D.小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触E.记录小球位置用的凹槽每次必须严格地等距离下降F.将球位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 图33在“研究平抛物体的运动”的实验中，某同学记录了运动轨迹上三点A、B、C，如图3所示，以A为坐标原点，建立坐标系，各点坐标值已在图中标出，求：(1)小球平抛初速度大小；(2)小球做平抛运动的初始位置坐标.4某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图所示在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动.在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节.在木板上固定一张白纸.该同学在完成装置后进行了如下步骤的实验：A.实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且abbc，如图.量出ab长度L20.00 cmB.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1hC.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2h10.00 cmD.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3h30.00 cm图4则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小v0m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby m/s.(已知重力加速度为g10 m/s2，空气阻力不计).5如图5所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球.AA为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC为C球自由下落的运动轨迹.通过分析上述三条轨迹可得出结论： . 图56如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后( C )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动 图6六.验证机械能守恒定律1利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中，下面叙述正确的是()A应该用天平称出物体的质量B应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带C操作时应在接通电源的同时放开纸带D打点计时器应接在电压为46 V的直流电源上2某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是()A把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源B将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度C先释放纸带，再接通电源D更换纸带，重复实验，根据记录处理数据3.如图3所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断正确的是()A能判定位置“1”是小球释放的初始位置B能求出小球下落的加速度为C能求出小球在位置“3”的速度为 图3D如果已知d和T的数值，就能判定小球下落过程中机械能是否守恒4光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器，它由光电门和计时器两部分组成，光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管，发出的光束很细)，如图4中的A和A，另一臂的内侧附有接收激光的装置，如图中的B和B，当物体在它们之间通过时，二极管发出的激光被物体挡住，接收装置不能接收到激光信号，同时计时器就开始计时，直到挡光结束光电计时器停止计时，故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落，如图4所示，图4(1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律，则要测量的物理量有_(每个物理量均用文字和字母表示，如高度H)(2)验证机械能守恒定律的关系式为_5.如图5所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1m2.现要利用此装置验证机械能守恒定律(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有_(在横线上填入选项前的编号)物块的质量m1、m2；物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间； 图5绳子的长度(2)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：绳的质量要轻；在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；两个物块的质量之差要尽可能大以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_(在横线上填入选项前的编号)(3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：_.七.研究动量守恒定律1在“验证动量守恒定律”的实验中，入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，这是为了使()A小球每次都能水平飞出槽口 B小球每次都以相同的速度飞出槽口C小球在空中飞行的时间不变 D小球每次都能对心碰撞2图2某同学用图2所示的装置通过半径相同的A、B两球(mAmB)的碰撞来验证动量守恒定律图中PQ是斜槽，QR为水平槽实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点实验中，对入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是()A释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越3. 图3某同学用如图3所示装置来验证动量守恒定律，让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞(1)实验中必须要求的条件是_A斜槽必须是光滑的 B斜槽末端的切线必须水平Cm1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 Dm1每次必须从同一高度处滚下(2)实验中必须测量的物理量是_A小球的质量m1和m2 B小球起始高度hC小球半径R1和R2 D小球起飞的时间tE桌面离地面的高度H F小球飞出的水平距离s4. 图4在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，小球的半径为r，各小球的落地点如图126所示，下列关于这个实验的说法正确的是()A入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下C要验证的表达式是m1m1m2D要验证的表达式是m1m1m2E要验证的表达式是m1(2r)m1(2r)m25图5(a)如图5(a)所示,气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图5(b)为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分， 图5(b)在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证八.用单摆测定重力加速度1在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议：A适当加长摆线B质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大D当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止