高考物理 专题一 力学实验复习题（含解析）.doc

专题一 力学实验1为研究钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数，让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动，用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置，如图7所示。已知钢球在液体中运动时所受阻力f=kv2，闪光照相机的闪光频率为f，图中刻度尺的最小分度为s0，钢球质量为m，则阻力常数k的表达式为 。1k=【解析】钢球从某一高度竖直下落进入液体中先做减速运动，后做匀速运动，由mg= kv2，v=2 s0/t=2 s0f，解得k=。2为了简单测量小木块与水平桌面之间的动摩擦因数，按以下步骤进行：a将一端固定在木板p上的轻弹簧置于水平桌面上，固定木板p，在桌面上标记弹簧自由端位置o，将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至a位置，如图1所示。b将小木块从静止开始释放，小木块运动至b位置静止。c将弹簧移至桌边，使弹簧自由端位置o与桌边缘对齐，如图2所示。固定木板p，使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至c位置，使oc=oa。将小木块从静止开始释放，小木块落至水平地面d处，为o点在水平地面的竖直投影点。若已经测得ob距离为l，oo间竖直高度为h。小木块可看作质点，不计空气阻力。（1）为测量小木块与水平桌面的动摩擦因数，还需要测量的物理量是： 。（2）写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式：= 。2（1）与d点的距离 （2）【解析】由动能定理，,联立接得.3为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题：（1）为了消除小车与水平之间摩擦力的影响应采取的做法是（ ）a.将木板不带滑轮的一端适当垫高，是小车在钩码拉动下恰好做匀速运动b.将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动c.使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动d.使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上（2）在实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为t，且间距s1、s2 、s3、 s4 、s5 、s6已量出，则小车加速度的表达式为a=；（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力f的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条af图线，如图所示。图线是在轨道倾斜情况下得到的（选填或）；小车及车中的砝码总质量m=kg。3（1）c （2） （3）【解析】（1）为了消除小车与水平之间摩擦力的影响应采取的做法，使木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，选项c正确（2）由图像斜率k=2可得小车及车中的砝码的总质量m=1/k=0.5kg4在研究平抛运动实验中，实验室准备了下列器材：铁架台、斜槽、竖直挡板、有水平卡槽的木板（能将挡板竖直固定在卡槽上，且相邻卡槽间的距离相等）、白纸、复写纸、图钉、小球、刻度尺等。i请完成研究平抛运动的实验步骤： （1）按图安装实验装置，保证斜槽末端 ，将 、 用图钉固定在挡板同一面上，再将挡板竖直固定在卡槽上； （2）将小球从斜槽上某位置由静止释放，小球撞击挡板时在白纸上会留下痕迹； （3）将挡板移到右侧相邻的卡槽上竖直固定好，将小球从斜槽上 释放，小球撞击挡板时在白纸上留下痕迹； （4）重复（3）的步骤若干次； （5）整理器材。若相邻卡槽间的距离为l，在白纸上依次选取三个点迹，测得相邻两点迹间的距离分别为h1、h2（h2h1），重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度v0= 。4切线水平 白纸 复写纸 同一位置由静止l【解析】由平抛运动规律，l= v0t，h2-h1=gt2，联立解得小球做平抛运动的初速度v0= l。5如图甲所示，用包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，代替打点计时器当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动测得记号之间的距离依次为20.0 mm,44.0 mm,68.0 mm,92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm，已知电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样，由此研究圆柱棒的运动情况根据以上内容，回答下列问题： (1)毛笔画相邻两条线的时间间隔t_s，图乙中的_端是圆柱棒的悬挂端(填“左”或“右”)(2)根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号d时，圆柱棒下落的速度vd_m/s；圆柱棒竖直下落的加速度a= ms2(结果保留三位有效数字) 5（1） 左（2） 【解析】（1）电动机的转速为1200 r/min，所以周期min=0.05s,圆柱棒竖直自由下落，速度越来越大，因此毛笔所画出的记号之间的距离越来越大，因此左端的记号后画上，所以左端是悬挂端. （2）匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度 6为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力f大小等于力传感器的示数让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t，改变重物质量来改变细绳拉力大小，重复以上操作5次，得到下列表格中5组数据（1）若测得两光电门之间距离为d=05m，运动时间t=05s，则a= m/s2；（2）依据表中数据在坐标纸上画出a-f图象（3）由图象可得滑块质量m= kg，滑块和轨道间的动摩擦因数= g=10ms2）.6(1)4.0 (2)图象如图。（3）m=0.25 =0.2【解析】 7用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。（1）对于实验的操作要求，下列说法正确的是 （ ） a应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 b斜槽轨道必须光滑 c斜槽轨道末端可以不水平 d要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些（2）根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图乙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为，p1、p2和p3是轨迹图线上的3个点，p1和p2、p2和p3之间的水平距离相等。若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，重力加速度为g。可求出小球从p1运动到p2所用的时间为 ，小球抛出后的水平速度为_。7（1）ad（2）2. 3【解析】由4l=gt2，解得小球从p1运动到p2所用的时间为t=2.由6l=v0t解得小球抛出后的水平速度为v0=3.8.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力f成正比，即f=kx。用如图所示的实验装置可以测量出它的劲度系数k的值。下面表格是橡皮筋受到的拉力f与伸长量x的实验记录。（1）请在图所示的坐标系中作出f-x图象。（2）由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k= n/m。8.（1）图象如图。（2）3.1102【解析】由胡克定律，f=kx，f-x图象的斜率等于该橡皮筋的劲度系数，k=3.1102n/m。9某学习小组利用自行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”人骑自行车在平直的路面上运动，当人停止蹬车后，由于受到阻力作用，自行车的速度会逐渐减小至零，如图所示在此过程中，阻力做功使自行车的速度发生变化设自行车无动力后受到的阻力恒定在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车，需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s，为了计算自行车的初速度，还需要测量_（填写物理量的名称及符号）设自行车受到的阻力恒为f，计算出阻力做的功及自行车的初速度改变人停止蹬车时自行车的速度，重复实验，可以得到多组测量值以阻力对自行车做功的大小为纵坐标，自行车初速度为横坐标，作出w一v曲线分析这条曲线，就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系在实验中作出w一v图象如图所示，其中符合实际情况的是 （2）某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，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，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。上图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个打点（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)。回答下列两个问题：（a）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l b、木板的质量m1 c、滑块的质量m2 d、托盘和砝码的总质量m3 e、滑块运动的时间t（b）测量（a）中所选定的物理量时需要的实验器 。（c）滑块与木板间的动摩擦因数 （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” ）。9（1）c （2）0.495与0.497m/s2 偏大【解析】（1）设人停止蹬车后自行车滑行的时间和位移分别为和，由动能定理可得，；所以，由此式可知，还应测出人停止蹬车后自行车滑行的时间t；摩擦力做功为，动能的变化为，显然作出w一v图象是开口向上抛物线，所以选项c正确。（2）利用“逐差法”求加速度，将前面的6个计数点间的距离（说明加速度在0.495与0.497m/s2之间都正确）滑块的质量m2，托盘和砝码的总质量m3，由对整个系统由牛顿第二定律得，所以，因此要测量动摩擦因数，还必须知道滑块的质量m2和托盘和砝码的总质量m3，测量质量的的实验器材是天平；因为除滑块的质量m2摩擦力外，还有其宾阻力，绳与滑轮还有摩擦，所以与真实值相比，测量的动摩擦因数偏大.10 某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是： 按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量 m = 0.20 kg，钩码总质量 m = 0.05 kg释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为50hz），打出一条纸带（1）他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示把打下的第一点记作 0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点（图中未画出），用刻度尺测得各计数点到 0点距离分别为 d1 = 0.004 m，d2 = 0.055 m，d3 = 0.167 m，d4 = 0.256 m，d5 = 0.360 m，d6 = 0.480 m，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度 g = 9.8 m/s2，算出从打 0点到打“5”点这一过程中合力做功 w = j，把打“5”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得 ek = j（结果保留三位有效数字）（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做