专题一：力学实验答案

1、专题一：力学实验实验1:研究匀变速直线运动I. 研究小车匀速直线运动的实验装置如左图所示其中斜面倾角0可调，打点计时器的工作频率为50HZ,纸带上计数点的间距如右图所示，右图中每相邻两点之间还有4个记录点未画岀。 部分实验步骤如下：A. 测量完毕，关闭电源，取出纸带B. 接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C. 将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D. 把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写） 右图中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为 V5=_ 为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a

2、=2. 某同学在做”探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以。、 A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数 点间还有四个点未画出，打 点计时器所用电源的频率是50Hz。0ABTc3 1 S 'D1 &E1 S6FTIss如果测得C、D两点间距S4=2.70cm, D E两点间距S5=2.90cm,则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为，小车的速度值吓=m/so （保留三位有 效数字） 该同学分别算出其它速度： VA=0.220m/s, v B=0.241m/s, vc=0.258m/s, v E=0.300m/s，

3、请设计实验数据记录表格填入框中，并在坐标系中作岀小车运动的vf图像，设0点 为计时起点。 由所做vf图像判断，小车所做的运动为。t/s0.10.20.30.40.5v/m/s r r r r h r r rr ;r r rr1! Frrrrr rrr'r-iiii* T T t > 1 u1 1 4 F丁门廿i i i k_ 'J 】i r v i 1 1 1 T " 1 1 I j - H iiii1 1 T T 1_ " T _. L .1TP'b IPS h * i亠"J 丄JiliaJ "亠J j J J - J J

4、 J !I R F 1j j ii j aiiiiH ： L 1 Ji 1- IL > t 1 J L i ' iJ. 小L L ” L IL Ok L I亠L L J L L L LiL t L U h t L L. L Il.4.i L 亠1 1 -i_b巧 U u亠 I AfloatJ J J JI1 m-J j j x4 4*L _-J -H-* !* ,af r* 0 F Mr T , ri1 r r p rr r卡v r r r z mi11f1 1V11111114Mi|.Till t 1 r i T T T T1 I « H1 r r f r1 r r

5、r r h r r r r r f rr rrr8"f f rd 1 ii .1長y I"寸产| 产答案： Vd =，+S5, 0.280D 2Tv(m/s)时间t(s)0.10.20.30.40.5速度V (m/s)0.2200.2410.2580.2800.300匀加速直线运动迁移:1. 如图所示，质量 m = 100g的小乍放在倾角为37°勺斜面上，小车后面与打点计时器的纸 带相连。开始小车停在靠近打点汁时器的位置，启动打点计时器，释放小车，小车由静止开始沿斜面向下运动。实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图中所示，已知每两计数点间时间间隔T =

6、 0. Iso分析纸带可求得：C点速度大小Vc=m/s ;小车运动的加速度定m/s2;小车与斜面间的动摩擦因数“=fl A J rfftA By-7.212.0C16.M21.6(已知 sin37 ° =0.6,cos37 ° =0.8,g = 10m/s2)答案：1.44; 4.8; 0. 150实验2:验证牛顿第二定律1. 探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示： 若要探究小车的加函度与合力的关系，应保持 不变，分别改变施加在小车上的拉力F,测岀相对应的加速度 a。 把带有滑轮的长木板右端垫高，在没有牵引的情况下让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动，打点计

7、时器在纸带上打岀一系列计时点，如果计时点间距，就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡。 实验过程中，下列做法正确的是A.先接通电源，再使纸带运动B.先使纸带运动，再接通电源C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 实验中使用50Hz交变电流作电源，在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有 4个点没有画出，测量了C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示。则C点的速度vc= _ m/s，纸带的加速度a=m/s2o （结果保留三位有效数字） 右图为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量 的关系”时所得的实验图象，横坐标 m为小

8、车上破码的质量.设图中直线的斜率为 k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成 立，则小车受 到的拉力为，小车的质量为.rS1-97弘乙答案：小车质量1k相等AD1.07 3.10bF = m'=Ck实验3:探究动能定理1.某实验小组采用如图所示的装置探究“探究做功和物体动能变化间的关系”，图中桌面水 可放置磋码，实验中小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面平放置，小车大虑计射器制动装置实輪小辛敢带 实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得 到的aF图像，可能是下图中的图线实验的部分步骤如下:a. 在小车放入秩码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细绳连接小车和钩码;b.

9、 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，断开开关；c. 改变钩码或小车中秩码的数量，更换纸带，重复第二步的操作 如图a所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻 计数点间的时间间隔为7则打c点时小车的速度为.要验证合外力的功与动能变化的关系，除钩码和祛码的质量、位移、速度外，还要测 岀的物理量有：某同学用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：a.b. 实验小组根据实验数据绘出了图b中的图线（其中 V2=v2-Vo2），根据图线可获得的结论是. J/mW-三二三二二二答案

10、:接通电源释放小车,Ax, + Ax,七心击旦 小车的质量2Ta.平衡摩擦力 b.重物的重力远小于小车的总重力小车初末速度的平方差与位移成正比（或合外力做功等于物体动能的变化）2. 在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小。穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为 T,实验的部分步骤如下：拉力传感器纸带打点计时器 平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器打岀一系列的点.量。量小车和拉力传感器的总质量彤，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在

11、打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后，打岀一 条纸带，关闭电源. 在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图所示，在纸带上按打点先后顺序依次取0、A, B aD、e等多个计数点，各个计数点到。点间的距离分别用、办he、h。、力口？?表示，则小车和拉力传感器在计时器打下点时的动能表达式为若拉力传感器的读数为凡计时器打下，点到打下点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为.攀同学以4点为起始点，以0点到各个计数点动能的增量为纵坐标，以，点到各 个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45。的直线，由此可以得到的结论是10 A B C5E1J ?,? ? .?(&

12、quot;A施“hf答案：间距相等释放小车"二打；F0队外力所做的功，等于物体动能的变化量实验4:验证机械能守恒定律1. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kgo若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点 A、3、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02 s）,那么, 采用如图所示的装置，下列物理量需要测量的是_£_、通过计算得到的是_Q_ （填写代号）A. 重锤质量B. 重力加速度C. 重锤下落的高度D. 与下落高度对应的重锤的瞬时速度 纸带的0

13、 端与重物相连； 打点计时器打下计数点B时，物体的速度VR=0.98m/s ; 从起点0到打下计数点B的过程中重力势能减少量是AEp=0.49J,此过程中物体动能 的增加量AE/=Q.48,T （取g=9.8m/s2）; 通过计算，数值上 AEp >& （填”或“ V'）,这是因为阻力对重物做负功; 实验的结论是在误差范围内，重物自由下落的过程中，机械能守恒。 某同学利用他自己实验时打岀的纸带，测量岀了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离算岀了各计数点对应的速度v,以h为横轴，以上疽为纵轴画岀了如右下图2所示的图线。图线未过原点。的原因是先释放重物，再接通计时器电源。

14、2. 利用如图所示的装置可以做力学中的一些实验，够吗已知交流电的频率为小车质量为质量为mo 如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是-要 使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M秫（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”） 在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示。为小车开始运动打下的第一点，A、 B、 C为过程中的三个相邻的计数点。相邻的计数点之间有四个点没有标岀，有关数据如图所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的

15、关系式组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力对小车的影响，则小车质量和钩码的质量关系应该满足M次填"大于”、“远大于”、“小于，或“远小于，）答案：平衡摩擦力M>>初（或小车质量 M远大于钩码质量 m）_Mf2（h"J 200M?（或小车质量M远小于钩码质量m）实验5:探究弹力与弹簧伸长量的关系i.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系. 将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在方向（填“水平”或“竖直”） 弹簧自然悬挂，待弹簧 时，长度记为乙o ；弹簧下端挂上底码盘时，长度记为Lx；在祛码盘中每次增加10 g码，弹簧长度依次记为

16、3;至乙 6,数据如下表:代表符号L°L<Li乙2侦如L5L6数值（cm）25.3527.3529.3531.3033.435.3537.4039.30表中有一个数值记录不规范，代表符号为.由表可知所用刻度尺的最小分度oa 上图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是眩码的质量，横轴是弹簧长度与 由上图可知弹簧的劲度系数为N/m ；通过上图和表可知彼码盘的质量为答案：竖直静止，L3 mmLx4.9 10实验6:探究弹力与弹簧伸长量的关系1."验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，0为橡皮筋与细线的结点，0B和。C为细线。图乙是在白纸上根据实验结果画出力的图示。做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置0,此时需要记录的是0点位置， 某同学已作出F1、尸2和实验测量值F'的图示，请在图乙中作出F1、尸2合力理论值F的图示 图乙中的F与F'两力中，方向一定沿方向的是 -年 本实验采用的科学方法是。A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 建立物理模型法 实验中可减小误差的措施有：A.两个分