1专题力学实验总复习学生版.docx
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1专题力学实验总复习学生版
力学实验总复习
（一）用DIS测定位移和速度（学生）B
1、（2007）在实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示。
（1）由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为（）
（A）AC段是匀加速运动；DE段是匀速运动。
（B）AC段是加速运动；DE段是匀加速运动。
（C）AC段是加速运动；DE段是匀速运动。
（D）AC段是匀加速运动；DE段是匀加速运动。
（2）在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是_________段中的平均速度。
2、（2002）如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意图，Ａ为光源，Ｂ为光电接收器，Ａ、Ｂ均固定在车身上，Ｃ为小车的车轮，Ｄ为与Ｃ同轴相连的齿轮．车轮转动时，Ａ发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被Ｂ接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内的脉冲数为ｎ，累计脉冲数为Ｎ，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是___________；小车速度的表达式为ｖ＝___________；行程的表达式为ｓ＝__________．
3、（2013普陀一模No.29）（8分）某同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图甲所示。
在小车上固定挡光片（宽度为Δs），在倾斜导轨的A处放置光电门。
让小车从P点静止下滑，再利用光电门记录下挡光片经过A点所经历的时间Δt。
接下来，改用不同宽度的挡光片重复上述实验，最后运用公式
计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自Δs区域内的
，并作出
图像。
（1）当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路；当A、B之间有物体挡光时，电路。
（填“断开”或“接通”）
（2）（多选）该同学测出4组数据，其中第3组数据发生了明显的偏差，如图乙所示。
造成偏差的可能原因是（）
A.小车从图甲中P点上方静止下滑B.小车从图甲中P点下方静止下滑
C.小车从图甲中P点静止下滑D.小车从图丙中P点静止下滑
乙
乙
（3）另一位同学测出如下图所示的6组数据，根据
图线，可知小车的加速度大小约为m/s2，挡光片经过A点时的瞬间速度大小约为
m/s。
（二）用DIS测定加速度（学生）B
1、（2011）如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。
（1）当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间
和
，则小车加速度
。
（2）（多选题）为减小实验误差，可采取的方法是（）
（A）增大两挡光片宽度
（B）减小两挡光片宽度
（C）增大两挡光片间距
（D）减小两挡光片间距
2、如图15-10-3所示，在“测定斜面上下滑物体的加速度”的实验中，我们用传感器结合计算机获得图，通过图像求物体运动的加速度。
在图像上取相距较远的两点A（t1，v1）与B（t2，v2），求出它们所在直线的，即可求得加速度a=。
实验发现，匀变速直线运动物体的v-t图像是，即反映了速度随时间的规律。
图中是DIS实验得出的从斜面下滑的一辆小车的v-t图像，由图可知，小车在AB段的运动可看作_____运动，小车开始运动的时刻是________s，小车在AB段的加速度是__________m／s2，小车在AB段的位移是__________m。
3、如图15-10-4所示，是用DIS测定小车刹车时加速度的实验装置：
（1）信号发射部分和信号接收部分组成________传感器，A应是信号_________部分。
（2）这组传感器所直接测量的物理量是____________。
（3）如图是根据实验数据得到的速度图像，根据图像中数据可求出小车加速度为a=_______m/s2。
4、一个物体做匀加速直线运动。
可以这样测量它的加速度：
将挡光片做成如图15-10-5所示的样子。
挡光片的遮光片有2片，各自的宽度为0.5cm，中间透光部分很长为10cm，通过DIS系统测得的数据如图5所示。
则物体的加速度大小约是________m/s2。
欲提高测量的精确度，可采取的措施是。
（三）描绘平抛运动的轨迹（学生）B
1、（2003）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）时撞开轻质接触式开关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做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。
该实验现象说明了A球在离开轨道后（）
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
2、
（2000）右图为用频闪摄影方法拍摄的研究物体作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，
为A球在光滑水平面上以速度
运动的轨迹；
为B球以速度
被水平抛出后的运动轨迹；
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：
。
3、（2007）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO’＝h（h＞L）。
（1）电热丝P必须放在悬点正下方的理由是：
____________。
（2）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O’C＝s，则小球做平抛运动的初速度为v0________。
（3）在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角，小球落点与O’点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cos为横坐标，得到如图（b）所示图像。
则当＝30时，s为________m；若悬线长L＝1.0m，悬点到木板间的距离OO’为________m。
4、（2013浦东一模No.27）（6分）研究小球平抛运动的性质实验过程中，用如图所示的装置。
（1）（多选题）该实验装置中，关于DIS传感器作用的叙述，以下说法正确的是（）
A．光电门传感器的作用是测量小球的直径
B．光电门传感器的作用是测量小球的速度
C．安置在底板上的碰撞传感器的作用是测量小球的水平位移
D．安置在底板上的碰撞传感器的作用是测量小球的平抛时间
（2）如图所示，利用数码相机的连拍功能记下了作平抛运动的小球的三个位置Ａ、Ｂ和C.闪光间隔时间为1/30ｓ.在实验中用光电门传感器测出小球抛出时的初速0.492m/s。
则该地的重力加速度为________m/s2。
（已知背景方格纸均为正方格）
5、（2013黄浦一模No.27）如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。
离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：
（1）B球进入水平轨道后将做________________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可
以得出的结论是：
________________________________________________。
（2）若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为________m/s。
（g取10m/s2，结果保留两位小数）
6、（2012闵行二模No.28）（6分）如图是利用DIS实验研究平抛运动的实验装置，该装置在斜槽导轨水平槽口装有光电门传感器，在底板内装有碰撞传感器。
（1）请回答：
光电门传感器的作用是：
______________________，_______________________。
碰撞传感器的作用是：
______________________，
（2）该
实验中，需要人工测量或读出的数据是：
_______________________________________、_______________________________________。
（3）在该实验的数据处理与分析时，将计算机根据测量数据自动计算出的水平射程与____________________________相比较，即可验证平抛物体在水平方向是否做惯性运动。
7、（2012浦东二模No.27）（6分）如图所示为某一个平抛运动实验装置，让小球从斜槽导轨的水平槽口抛出，利用安置在槽口的光电门传感器测量小球平抛运动的初速度v0，利用安置在底板上的碰撞传感器测量小球的飞行时间t0并显示在计算机屏幕上，落地点的水平距离d由底座上的标尺读出。
（1）（多选题）控制斜槽导轨的水平槽口高度h，让小球从斜槽的不同高度处滚下，以不同的速度冲出水平槽口在空中做平抛运动．以下说法正确的是（）
（A）落地点的水平距离d与初速度v0成正比
（B）落地点的水平距离d与初速度v0成反比
（C）飞行时间t0与初速度v0成正比
（D）飞行时间t0与初速度v0大小无关
（2）小球从高为h的水平槽口抛出时初速度v0，落地点的水平距离为d。
如果小球的初速度变为1.25v0，落地点的水平距离不变，那么水平槽口的高度应该变为________h。
8、（2011虹口一模No.29）29.（6分）图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。
图甲（b）是该装置一次实验的数码连拍照片，同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹。
（1）由图甲（b）的数码连拍照片分析可知，做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是_______________________________。
（2）现在重新设计该实验，如图乙所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。
现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气阻力，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能（每隔相同的时间自动拍摄一次）拍摄下来，如图丙所示。
则小球的影像P在屏上移动情况应当是图丙中的___________（选填“（c）”或“（d）”）。
（3）如果图乙中小球A水平抛出的初速度为lm/s，SP=L=0.5m，经过0.2s小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为Q，则Q点沿着屏幕向下运动的速度大小为___________m/s。
（四）研究共点力的合成（学生）B
1、（2013徐汇一模No.26）（6分）在“共点力合成”实验中，
（1）通过本实验可以验证共点力合成时遵循的法则是法则。
（2）在实验过程中要注意：
细绳、弹簧秤应与水平木板保持，弹簧秤伸长的方向与细绳要。
（3）如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F’为实验测得的合力。
可以判断同学的实验结果是明显错误的。
2、（2012黄埔、嘉定二模No.27）（多选）在“研究共点力的合成”实验中，需要将橡皮筋的一端固定在A点，用两个弹簧秤（量程均为5N）通过细绳互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点。
关于这一实验过程，下列操作正确或设计能实现的是（）
（A）实验前，先将所用的弹簧秤竖直提起，挂钩上无任何重物，检查读数是否为零
（B）将结点拉到位置O时，拉力F1、F2要适当大些
（C）拉橡皮筋时，橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近且平行于木板
（D）可以通过操作使两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，然后再用其中一个弹簧秤来测量出它们的合力，与用作图法求出的合力进行比较。
3、（2103松江一模No.29）（6分）如
图所示，某小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。
A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时
读数为负。
A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动。
B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆。
将细绳连接在杆右端O点构成支架。
保持杆在水平方向，按如下步骤操作：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ
②对两个传感器进行调零
③用另一绳在O点悬挂在一个钩码，记录两个传感器读数
④取下钩码，移动传感器A改变θ角
重复上述①②③④，得到图示表格a。
（1）根据表格a，A传感器对应的是表中力（填“F1”或“F2”）。
钩码质量为kg（保留1位有效数字）。
F1
1.103
…
F2
…
…
…
θ
30°
60°
…
（2）某次操作中，有同学使用相同器材实验，但将传感器调零后再接上支架，其后按①③④步骤重复实验，得到图示表格b，则表格空缺处数据应接近。
F1
1.001
0.580
…
1.002
…
F2
－0.868
－0.291
…
0.865
…
θ
30°
60°
…
150°
…
表b
（五）研究有固定转动轴的物体的平衡条件（学生）B
1、（2003）如图所示，在“有固定转动轴物体的平衡条件”实验中，调节力矩盘使其平衡，弹簧秤的该数为_________N。
此时力矩盘除受到钩码作用力
和弹簧拉力
外，主要还受_____力和_____力的作用，如果每个钩码的质量均为0.1kg，盘上各圆的半径分别是0.05m、0.10m、0.15m、0.20m（取
），则F2的力矩是_______
。
有同学在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距。
检查发现读数和计算均无差错，请指出造成这种差距的一个可能原因，并提出简单的检验方法（如例所示，将答案填在下表空格中）
可能原因
检验方法
例
力矩盘面没有调到竖直
用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角。
说明力矩盘不竖直。
答
2、（2010）卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G．
（1）（多选题）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（）
（A）减小石英丝的直径
（B）增大T型架横梁的长度
（C）利用平面镜对光线的反射
（D）增大刻度尺与平面镜的距离
（2）已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m、m`的球，位于同一水平面内．当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m`连线长度为r，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=．
3、（2000）用右图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。
（1）在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的（）
（A）判断力矩盘是否处在竖直平面。
（B）判断横杆MN是否严格保持水平。
（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小。
（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心。
（2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧秤示数为牛。
（3）现同时撤去B、C两处的钩码，而改用一根细线悬挂5牛的钩码，为使力矩盘仍然保持原平衡状态，且弹簧秤示数不变，试在图中用直线画出该细线在力矩盘上的悬挂位置。
4、（2012徐汇二模No.27）（4分）在验证“有固定转动轴的物体的平衡条件”实验中，某同学操作步骤如下：
（1）①将力矩盘的金属轴O固定在铁架台上，把力矩盘套在轴上并使盘面保持竖直。
同时在铁架台上固定一横杆。
力矩盘上画上若干同心圆，供确定力臂时参考；
②将钉子固定在力矩盘的四个任意位置上，四个钉子上分别用细线悬挂不同个数的钩码；
③当力矩盘在这四个力的作用下处于平衡状态时，测出各个力的力臂，将力和力臂的数据记录在数据表中；
④改变钉子的位置，重复实验一次。
改正其中的错误：
_________________________________________________。
（2）如果实验结果中顺时针力矩与逆时针力矩不相等，有明显误差，其原因可能为
________________________________________________________。
（六）用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系（学生）C
1、（2009）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是。
②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，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
2、（2013宝山一模No.28）（8分）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。
实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。
在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a~F关系图线。
（1）小车上安装的是位移传感器的__________部分。
（2）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为____________。
（3）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（单选）（）
（A）小车与轨道之间存在摩擦
（B）释放小车之前就启动记录数据的程序
（C）实验的次数太多
（D）钩码的总质量明显地大于小车的总质量
在多次实验中，如果钩码的总质量不断地增大，BC曲线将不断地延伸，那么该曲线所逼近的渐近线的方程为__________。
3、（2013徐汇一模No.27）（6分）在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。
（1）位移传感器（B）属于。
（填“发射器”或“接收器”）
（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是。
（3）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是；符合乙组同学做出的实验图像的是。
（七）用单摆测定重力加速度（学生）B
1、（2008）在“用单摆测重力加速度”的实验中。
（1）某同学的操作步骤为：
a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上
b．用米尺量得细线长度l
c．在细线偏离竖直方向5位置释放小球
d．用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到周期T＝t/n
e．用公式g＝42l/T2计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比_________（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）。
（2）已知单摆在任意偏角时的周期公式可近似为T’＝T0[1＋asin2（/2）]，式中T0为偏角趋近于0时的周期，a为常数。
为了用图像法验证该关系式，需要测量的物理量有_________；若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图像中的横轴表示_________。
2、（2006）有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂成．两个单摆摆动平面前后相互平行．
（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0ｓ和49.0s，则两单摆的周期差ΔT＝s；
（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：
把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差．若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165s，则在短摆释放s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向（填方向）通过（填位置）；
（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是
。
3、（2013虹口一模No.26）（6分）在用单摆测重力加速度的实验中：
（1）
实验时必须控制摆角在______________以内，并且要让单摆在
平面内摆动；
（2）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出L-T2图线，如图所示，再利用图线上任意两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=______________。
（3）若该同学测量摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，则以上述方法算得的g值和真实值相比是______________的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
4、（2013奉贤一模No.28）“利用单摆测重力加速度”的实验如图甲，实验时使摆球在垂直于纸面的平面内摆动，在摆球运动最低
点的左右两侧分别放置一激光光源、光敏电阻（光照时电阻比较小）与某一自动记录仪相连，用刻度尺测量细绳的悬点到球的顶端距离当作摆长，分别测出L1和L2时，该仪器显示的光敏电阻的阻值R随时间t变化的图线分别如图乙、丙所示。
（1）根据图线可知，当摆长为L1时，单摆的周期T1为，当摆长为L2时，单摆的周期T2为。
（2）请用测得的物理量（L1、L2、T1和T2），写出当地的重力加速度g=。
5、（2013黄浦一模No.28）用滴水法可以测定重力加速度的值，装置如图所示：
（1）下列操作步骤的正确顺序为______________（只需填写步骤前的序号）
①仔细调节水龙头和挡板的位置，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时，下一个水滴刚好开始下落；
②用秒表计时：
当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、…”，一直数到“n”时，计时结束，读出秒表的示数为t。
次数
高度h/cm
空中运动
时间t′/s
1
20.1
0
0.20
2
25.20
0.23
3
32.43
0.26
4
38.45
0.28
5
44.00
0.30
6
50.12
0.32
③用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h；
④在自来水龙头下安置一块挡板Ａ，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上。
（2）写出用上述步骤中测量的量计算重力加速度g的表达式：
g=__________。
（3）为了减小误差，改变h的数值，测出多组数据，记录在表格中（表中t′是水滴从水龙头口到Ａ板所用的时间，即水滴在空中运动的时间）。
利用这些数据，以_______为纵坐标、以________为横坐标做图，求出的图线斜率的大小即为重力加速度g的值。
（八）观察水波的干涉现象（学生）B
1、如图所示，实线表示两个相干波源S1、S2发出的波的波峰，则图中的______点为振动加强的位置，图中的点为振动减弱的位置。
2、在波的干涉实验中，下列说法正确的是（）
A.支架上两个小
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