力学实验复习 (含答案).docx

力学实验复习一、核心内容为打点计时器的使用及纸带的数据处理：（一）、通过纸带来考查刻度尺的读数。（二）、通过纸带求解瞬时速度:方法：v n=（三）、通过纸带求加速度方法：（1）利用Sn-Sn-1=at2来求解：（任意相邻相等时间内的位移差相等）。（2）利用逐差法求加速度： （3）利用v-t图线求加速度1、（2012年广州一模）如图a是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带打点计时器电源频率为50Hz A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点， F点由于不清晰而未画出试根据纸带上的数据，推测F点的位置并在纸带上标出，算出对应的速度vF = m/s（计算结果保留两位有效数字）图是某同学根据纸带上的数据，作出的vt图象根据图象，t时的速度v0= m/s、加速度a = m/s2（计算结果保留两位有效数字） 2、（揭阳一模2013）（1）某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a ；b 。该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h1、h2、h3、h4、h5若打点的周期为T，则打E点时速度为vE = ；若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 g= m/s23一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图K511所示由于底片保管不当，其中位置4处被污损若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为_m/s2.位置4对应的速度为_m/s，能求出4的具体位置吗？_.求解方法是：_(不要求计算，但要说明过程)图K511二、实验：验证牛顿运动定律（一）研究方法：控制变量法 （二）注意：（1）平衡摩擦力：（2）应满足砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量（三）处理数据的方法：图象法（3）画aF， a关系图象4、（）某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系。 实验装置主要部件为位移传感器的发射器和接收器，分别固定在轨道右端和小车上；通过传感器测定两者间位移变化，从而测出小车的加速度。（1）在该实验中采用的方法是_：保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，用传感器测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。该实验小组在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图 (b)所示，可知在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的图线是_ (选填“”或“”)。（2）随着钩码的数量逐渐增大，图(b)中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_A小车与轨道之间存在摩擦 B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大 D所用小车的质量太大三探究动能定理5、探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图1所示，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、；(3)作出Wv草图；(4)分析Wv图象如果Wv图象是一条直线，表明Wv；如果不是直线，可考虑是否存在Wv2、Wv3、W等关系以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是_A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、.所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、B小车运动中会受到阻力，补偿的方法可以使木板适当倾斜C某同学在一次实验中，得到一条记录纸带纸带上打出的点，两端密、中间疏出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算6、为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Epkx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m)运动来探究这一问题为了研究方便，把小铁球O放在水平桌面上做实验，让小铁球O在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功 该同学设计实验如下：首先进行如下图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球O，静止时测得弹簧的伸长量为d.在此步骤中，目的是要确定物理量_，用m、d、g表示为_ 接着进行如上图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小铁球O压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球O被推出去，从高为h的水平桌面上抛出，小铁球O在空中运动的水平距离为L.小铁球O的初动能Ek1_. 小铁球O的末动能Ek2_.(用m、h、L、g表示) 弹簧对小铁球O做的功W_.(用m、x、d、g表示) 对比W和Ek2Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即在实验误差允许范围内，外力所做的功等于物体动能的变化 四、验证机械能守恒定律7、用如图a所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律如图b给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示已知m150 g、m2150 g，则(结果均保留两位有效数字) (1)在纸带上打下计数点5时的速度v_m/s；(2)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量Ek_ J，系统势能的减少量Ep_J；(取当地的重力加速度g10 m/s2)(3)若某同学作出v2h图象如图c所示，则当地的重力加速度g_m/s2.8、（2010.海南）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：(1)实验步骤：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于lm ，将导轨调至水平；用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读出_mm；由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离_m；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；从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间和；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。(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式：滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为_和_。当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为_和_。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_(重力加速度为)。(3)如果_，则可认为验证了机械能守恒定律。五验证动量守恒定律9如图1211所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通过仅测量_(填选项前的符号)，间接地解决这个问题A小球开始释放高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的射程(2)图1211中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_(填选项前的符号)A用天平测量两个小球的质量m1、m2B测量小球m1开始释放高度hC测量抛出点距地面的高度HD分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE测量平抛射程OM，ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞那么还应满足的表达式为_(用(2)中测量的量表示)(4)经测定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图1212所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1p1_11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1p211_.实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为_(5) 有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为_cm.六探究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的关系10、(1)在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是()A弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等(2) 某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把LL0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是图中的() 11为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象从图象上看，该同学没有完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为_这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为_N/m，乙弹簧为_N/m.若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧_(填“甲”或“乙”)七、验证力的平行四边形定则12、（深圳二模1304）根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验.如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋 的一端固定在A点，另一端B连结两条轻绳，跨过定滑轮后各栓一细绳套，分别 挂上3个钩码和4个钩码（每个钩码重lN)，调整滑轮的位置，稳定后结点B位 于O处，记下_和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码.如图乙所示，取某单位长度表示lN，用力的图示作出两条轻绳的拉力F1和F2;再用一把弹簧测力计把结点万也拉至O处，记下测力计的读数=_N，取下测力计.在图丙作出F1和F2的合力F及拉力的图示.(图作在答题卡上）对比F和F的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是_(填一个原因）13做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图乙所示。（12分） 甲 乙（1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法_。（2）关于这个实验，以下说法中正确的是_。A小球释放的初始位置越高越好 B每次小球要从同一高度由静止释放C实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D小球的平抛运动要靠近木板但不接触（3）在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是（ ）（4）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图甲所示.在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1=10.20 cm，h2=20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1=x2=x=12.40 cm，g取10 m/s2，则物体平抛运动的初速度v0的计算式为_（用字母h1、h2、x，g表示），代入数据得其大小为_m/s. 力学实验复习 参考答案1（1）如图，vF=7.010-m/s； 2.010-m/s、5.0m/s2评分说明：每对一项给2分2（1） a 打点计时器应该接交流电源（2分） b 开始时重物应该靠近打点计时器（2分） （其他的说明，若正确也给分） （2分） 9.4 （2分）3、3.010-2(2.810-2-3.110-2均可),9.010-2,能, 利用(x6- x4) (x4 x2)=4at2可求出4、(1)控制变量； (2)C5解析由于选用同样的橡皮筋，并且每次实验中橡皮筋拉伸的长度相同，因此每条橡皮筋对小车做的功都相同，故A正确；小车在运动中受到的阻力，采取平衡摩擦力的方法补偿，让木板固定有打点计时器的一端适当抬高，使重力的下滑分力与摩擦力平衡，故B正确；纸带上的点两端密、中间疏，说明小车先在橡皮筋拉力作用下加速，后在阻力作用下减速，故C正确；由于橡皮筋松驰后，小车做匀速运动，此时的速度是橡皮筋对小车做功后的最大速度，故求速度应该用做匀速运动的那一段纸带的数据，而不应该用从第一点到最后一点的数据来计算，故D错误答案D 6【解析】在图甲所示的步骤中，目的是确定弹簧的劲度系数k.由平衡条件得：在图乙所示的实验中，小铁球的初动能Ek10.又根据小球做平抛运动得：mgkd即khgt2Lvt所以Ek2mv2m(L)2弹簧对小铁球做的功等于弹性势能的减少所以Wkx2.【答案】弹簧劲度系数k07.8. （1）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度替代瞬时速度， 滑块通过光电门1的速度 滑块通过光电门2的速度 系统的总动能分别为（2）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（3）如果满足关系式，即系统重力势能减少量等于动能的增加量，则可认为验证了机械能守恒。9（1）C（2）ADE（3）10.（1）AB（2）C(3)(4) 14, 2.9 11.01 (5)76.911弹簧超出了弹