專題二力學(xué)實驗題巧練(二)精編

1、力學(xué)實驗題巧練(二)(建議用時：40分鐘)1某課外科技活動小組學(xué)習(xí)了平行四邊形定則后，利用DIS實驗裝置研究“力的合成與分解”，如圖所示A、B為兩個相同的雙向力傳感器，該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正， 受到壓力時讀數(shù)為負(fù).A連接質(zhì)量不計的細(xì)繩，可沿固定的板做圓弧形移動.B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長 0.3 m的桿.將細(xì)繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架.保持桿在水平方向，按如下步驟操作： 0 占 測量繩子與水平桿的夾角/ 對兩個傳感器進(jìn)行調(diào)零；AOB = 0; 用另一繩在 O點懸掛一個鉤碼，記錄兩個傳感器讀數(shù)； 取下鉤碼，移動傳感器 A改變B角重復(fù)上述實驗步驟，得到如下表格F14.0042.320

2、4.008F23.4721.1643.46003060150(1) 根據(jù)表格，A傳感器對應(yīng)的表中力為 (選填Fi ”或F2”).鉤碼質(zhì)量為kg(保留1位有效數(shù)字).(2) 本實驗中多次對傳感器進(jìn)行調(diào)零，對此操作說明正確的是 .A .因為事先忘記了調(diào)零B 何時調(diào)零對實驗結(jié)果沒有影響C.為了消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響D 可以完全消除實驗的誤差2在“探究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示.A 5乙u3/(ms J2O0.25 him丙3如圖甲所示，用橫梁、彈簧和多個已知質(zhì)量且質(zhì)量相等的鉤碼探究在彈性限度內(nèi)彈 簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系.m.F/NO 12345 xfctu

3、(1) 把彈簧上端固定在橫梁上，下端懸吊不同重力的鉤碼，用刻度尺測量有關(guān)長度，實 驗中需要測量的物理量有：(填入字母序號)(2) 關(guān)于實驗注意事項，以下哪項是沒有必要的? A .懸吊鉤碼后，在鉤碼靜止后再讀數(shù)B 盡量減小彈簧和橫梁之間的摩擦C.彈簧的受力不超過它的彈性限度圖乙是彈簧彈力 F與彈簧伸長量x的F x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為N/m.圖線不過原點的原因是4. h 丄4= R嚴(yán)某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計了一個研究小物體自由下落時機(jī)械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中 A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器實驗時測得小物體上寬 度為d的擋光片通過 A處傳感器的擋光時間為 ti

4、,通過B處傳感器的擋光時間為 t2,重力加 速度為g.為了證明小物體通過 A、B時的機(jī)械能相等，還需要進(jìn)行一些實驗測量和列式證明.(1)下列必要的實驗測量步驟是 .A用天平測出運(yùn)動小物體的質(zhì)量mB .測出A、B之間的豎直距離hC.測出小物體釋放時離桌面的高度HD 用秒表測出運(yùn)動小物體由 A至U B所用時間 t若該同學(xué)用d和ti、t2的比值分別來反映小物體經(jīng)過 A、B光電門時的速度，并設(shè)想 如果能滿足關(guān)系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機(jī)械能是守恒的.5. (2015廈門質(zhì)檢)關(guān)于驗證機(jī)械能守恒定律的實驗請回答下列問題:(1)利用打點計時器打出紙帶，請將下列步驟按合理順序排列 (填選項前字母

5、)A 釋放紙帶B 接通電源C.取下紙帶D .切斷電源在打出的紙帶上選取連續(xù)的三個點A、B、C,如圖所示.測出起始點0到A點的距離為So, A、B兩點間的距離為B、C兩點間的距離為S2,根據(jù)前述條件，如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式，即驗證了物體下落過程中機(jī)械能是守恒的(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，使用 交流電的周期為T).(3) 下列敘述的實驗處理方法和實驗結(jié)果，正確的是 .A .該實驗中不用天平測重物的質(zhì)量，則無法驗證機(jī)械能守恒定律B .該實驗選取的紙帶， 測量發(fā)現(xiàn)所打的第一點和第二點間的距離為1.7 mm ,表明打點計時器打第一點時重物的速度不為零C.為了計算方便，本實驗中選取一條理想紙帶

6、，然后通過對紙帶的測量、分析，求出 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?，再代入表達(dá)式：mgh = *mv2進(jìn)行驗證1 2D .本實驗中，實驗操作非常規(guī)范，數(shù)據(jù)處理足夠精確，實驗結(jié)果一定是 mgh略大于？mv2,1 2不可能出現(xiàn)mv略大于mgh的情況6. (2015合肥二檢)(1)圖甲為某同學(xué)做“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖，一端 帶有定滑輪的木板直接放在水平桌面上，細(xì)線與長木板平行.在研究小車(含砝碼)質(zhì)量不變，加速度和作用力的關(guān)系時，他先后五次改變砂和砂桶的總質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度 a.在第一次測量時，砂和砂桶的總質(zhì)量為mj,小車質(zhì)量 M = 20m1,以后每次在砂桶里增加質(zhì)量為m1m的砂子，已知

7、m = 3.若把砂和砂桶的總重力作為小車所受合力F的大小，按這五組數(shù)據(jù)畫出的a- F圖象可能是下列圖乙中的 .(2)第(1)題圖象中圖線不過坐標(biāo)原點的原因是 ，若對此采取了糾正，該實驗還存在一個較大的系統(tǒng)誤差，是由砂和砂桶的總重力不等于小車受到的拉力引起的.設(shè)砂和砂桶的總重力為 F測，小車真正受到的拉力為F真.若定義|F測-F真x 100%為拉力測量的F真百分誤差，現(xiàn)要求百分誤差不大于5%,則當(dāng)小車的總質(zhì)量為 200 g時，砂和砂桶的總質(zhì)量最大不能超過g.7某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究合力做的功與動能改變量的關(guān)系”的實驗，他通 過成倍增加位移的方法來進(jìn)行驗證方法如下：將光電門固定在水平軌道上

8、的B點，用重遮光條 小車物通過細(xì)線拉小車，保持小車 (帶遮光條)和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門 的距離進(jìn)行多次實驗，每次實驗時要求小車都由靜止釋放I 23 (cm)h L J J l. J J L J J L L J |l L 1 J 1 J 1 1 1 1 I L J JII I I II | i i II |iiiirrBr|0 10 20乙d =cm.t,小車到光電門的距離為s,通過描點則所作圖象關(guān)系是時才能符(1) 用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則A s t A B C.&(2) 如果每次實驗時遮光條通過光電門的時間為 作出線性圖象來反映合力做的功與動能改

9、變量的關(guān)系， 合實驗要求.B. s t2C. s -1 1 D.F列實驗操作中必要的是 .調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運(yùn)動必須滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量必須保證小車由靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放(2015武漢市武昌區(qū)高三調(diào)研)如圖所示，上、下兩個完全相同的圓弧軌道分別固定在豎直板上的不同高度處，軌道的末端水平，上軌道可上下平移， 在兩軌道相對于各自軌道末端高度相同的位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關(guān)控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球 A、B，斷開開關(guān)，兩個小球同時開始運(yùn)動.離開圓弧軌道后，A球做平拋運(yùn)動，B球進(jìn)入一個光滑的水平軌道，則：(1)B球進(jìn)入水平軌道后將做

10、運(yùn)動；改變上軌道的高度，多次重復(fù)上述實驗過程，總能觀察到 A球正好砸在B球上，由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是：(2)某次實驗恰按圖示位置釋放兩個小球，兩個小球相碰的位置在水平軌道上的P點處,已知固定在豎直板上的方格紙的正方形小格邊長均為9 cm,則可計算出 A球剛到達(dá)P點時的速度大小為 m/s.(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 )力學(xué)實驗題巧練(二)1.解析：(1)A傳感器中的力均為正值，故A傳感器對應(yīng)的是表中力Fi，平衡時，mg=F1 sin B,當(dāng) =30時，F(xiàn)1 = 4.004 N，可求得 m0.2 kg.(2)在掛鉤碼之前，對傳感器 進(jìn)行調(diào)零，目的是消除橫桿自身重力對結(jié)果的影響，故

11、C正確.答案：(1)F10.2(2)C2 解析：（1）兩處錯誤是打點計時器應(yīng)該接交流電源，開始時小車應(yīng)該靠近打點計時器.（2）Ve=h5 h3戈2尸，根據(jù)公式v2 v2= 2ax可知，題圖丙中圖線的斜率等于2a 得 a= 5.4 m/s2h5 h32T答案：（1）打點計時器應(yīng)該接交流電源開始時小車應(yīng)該靠近打點計時器 5.43 .解析：（1）根據(jù)實驗原理，實驗中需要測量的物理量有彈簧的原長、彈簧受不同外力所對應(yīng)的長度.（2）胡克定律只在彈性限度內(nèi)才成立；實驗時應(yīng)在鉤碼靜止、形變量穩(wěn)定時 讀數(shù)；彈簧和橫梁之間的摩擦力對本實驗沒有影響，所以選B.（3）根據(jù)題圖乙中圖線的斜率等于k,取題圖象中（0.5

12、, 0）和（3.5, 6）兩個點，利用 F = kA x,可得k= 200 N/m ;圖線不 過原點是由于彈簧具有自重，使得彈簧不加外力時就有形變量.答案：（1）彈簧原長、彈簧受不同外力所對應(yīng)的長度B （3）200 彈簧存在自重4 .解析：（1）本實驗需要驗證小物體由A運(yùn)動到B過程中，小物體減少的重力勢能mghAB和增加的動能m（vB vA）在誤差允許范圍內(nèi)是否近似相等，即1（vB vA） ghAB，故無需測量小物體的質(zhì)量和小物體釋放時離桌面的高度H , A、C項錯誤；需要測量 A、B之間的豎直距離，B項正確；速度是通過光電門測量的，因此無需用秒表測出運(yùn)動小物體由A到B所用時間A t, D項錯

13、誤.（2）由題意知小物體經(jīng)過兩光電門的速度分別為d和d，代入2（vb vA）疋ghAB可知，如果能滿足 d d勺2gh即可證明小物體自由下落過程中機(jī)械能守恒.答案：（1）B（2）（d/t2）2（地）2 2gh5.解析：（1）打點計時器使用時，先接通電源，后釋放紙帶；計時器不能長時間持續(xù)工作，使用完畢應(yīng)立即關(guān)閉電源，故操作次序應(yīng)為BADC.（2）由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可知，紙帶上打B點時重物的速度vb= s1s2,重物帶動紙帶由 O運(yùn)動到B過程中，重物減少的重力1 o勢能為mg（ + S,重物增加的動能為mvB，驗證機(jī)械能守恒定律，二者應(yīng)在誤差允許的范 圍內(nèi)近似相等，將Vb代入整理可得：8g（s

14、+ sjt2=（6+ S2）2.（3）由8g（s+ sjt2=（自+切2可知， 驗證機(jī)械能是否守恒與重物質(zhì)量無關(guān)，A項錯誤；若紙帶從靜止開始運(yùn)動，紙帶在 0.02 s內(nèi)的位移h = ?gt22 mm；若初速度不為零，則位移應(yīng)大于2 mm, B項錯誤；易知C項錯誤；實驗中，不可避免地要克服摩擦力做功，因此勢能的減少量 mgh 定大于動能的增加量mv2,D項正確.答案：（1）BADC （2）8g（s0+ 3）T2=（S1+ S2）2（3）D6 .解析：（1）設(shè)小車與桌面之間的動摩擦因數(shù)為11,由牛頓第二定律可得 F 卩Mg= Ma,解得a = M ig A、B錯.若F較大時，不滿足 M? m,此時

15、應(yīng)用牛頓第二定律求解加速 度時，繩子的彈力 F不可近似認(rèn)為等于砂和砂桶的重力，而是小于砂和砂桶的重力，故加 速度值與a= mM3 ig相比減小，C對，D錯.（2）由于未平衡摩擦力，故導(dǎo)致砂與砂桶重力 較小時，小車未加速運(yùn)動，a F圖象上表現(xiàn)為不過原點，與橫軸有一定截距；由題意可知F測=mg,設(shè)整體的加速度為 a,由于摩擦力已被平衡，故繩的拉力為F真，由牛頓第二定律Mmg|F測一F 真IMmgmg-M + m可得F 真= Ma, mg- F亠ma，解得：F亠M+m，由題意可知百分誤差 訶X 100% =x 100% w 5%，代入質(zhì)量 M = 200 g,解得：mW 10 g.MmgM + m答

16、案：（1）C （2）沒有平衡小車所受的摩擦力107. 解析：由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為：10 mm + 0.05x 15 mm= 1.075 cm.（2）由題意可知，該同學(xué)是通過成倍改變位移來改變做功的，設(shè)重物對小車的拉力為 對小車有：s*孑，則D正確.（3）由可知，公式中的 F是指小車所受到的合力，而且在整個實驗過程中保持不變， 所以在該實驗中不需要平衡摩擦力；同理可知，重物與小車質(zhì)量的大小關(guān)系也不會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響；若小車釋放速度不為0,則會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，選項C正確.答案：（1）1.075（2）D（3）C& 解析：（1）觀察到A球正好砸在B球上，說明兩球在水平方向上，在相等的時間內(nèi)，運(yùn)動的位移相等，又因為 B球進(jìn)入水平軌道后將做勻速直線運(yùn)動，從而說明A球（或平拋運(yùn)1動）的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動.（2）