力学实验文档格式.docx
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0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
距离（m）
0.100
0.111
0.135
0.173
0.224
0.289
0.367
0.459
0.564
0.683
0.815
c．该同学判断出滑块沿水平桌面做匀加速直线运动。
d．分别计算出滑块在0.1s内、0.2s内、0.3s内……的位移x。
e．分别计算出位移x与对应时间t的比值
f．以
为纵坐标、t为横坐标，标出
与对应时间t的坐标点，画出
-t图线。
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）根据实验数据，可知t=0时滑块与位移传感器之间的距离d=________m。
（2）该同学在图2中标出了除t=0.4s时的各个坐标点，请你在该图中标出t=0.4s时对应的坐标点，并画出
（3）根据
-t图线可求出滑块的加速度a=________m/s2。
（保留3位有效数字）
（4）若将
-t图线延长，发现图线与
轴有一交点，其原因是______________________。
6、【2014•北京市朝阳区高三年级第一学期期中统一考试】
（3分）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，以下说法正确的是________（多选）。
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧竖直且在钩码静止时读数
C．用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几根不同的弹簧，分别测出一组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比一定相等
7、【2014•北京大学附属中学河南分校届高三第一次月考】
（6分）某同学在探究摩擦力的实验中采取了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是她记录的实验数据。
木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：
实验次数
运动状态
水平拉力F/N
1
静止
3.62
2
4.00
3
匀速
4.01
4
匀加速
5.01
5
5.49
（1）木块与桌面间的最大静摩擦力
一定不小于N；
（2）木块与桌面间的动摩擦因数
；
（3）木块匀加速运动时受到的摩擦力
=N。
考点：
最大静摩擦力和滑动摩擦力
8、【2014•北京市东城区高三第二学期综合练习】
（12分）为了测定木块与长木板之间的动摩擦因数，实验室可以提供如下器材：
A端固定、B端高度可以调节的长木板一块、小木块一个、计时器一个、米尺一把。
已知重力加速度为g。
①填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤：
a.调节长木板B端高度，让木块从板上C点由静止开始下滑到板的底端A处，用计时器记下木块下滑所用的时间t。
b.用米尺测量C与A之间的距离s，则木块下滑的加速度a＝。
c.用米尺测量长木板B端相对于水平桌面的高度h和长木板的总长度l。
根据牛顿第二定律，可求得木块与长木板之间的动摩擦因数的表达式＝____________。
（用实验的测量量表示）
d.改变_____________________________________，重复上述测量和计算，求出的平均值。
②在上述实验中，为减小实验误差，某同学通过改变斜面的倾角θ，测出了多个加速度a1、a2、a3……，并计算出加速度的平均值
，用该平均值计算出动摩擦因数。
你认为该同学的方法是否正确，并说明理由。
9、【2014•北京市海淀区高三上学期期中考试】某同学用两个弹簧测力计、一根橡皮筋、细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材，进行“验证力的平行四边形定则”的实验。
图3所示是该同学依据实验记录作图的示意图。
其中A点是橡皮筋在白纸上的固定点，O点是此次实验中用弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉伸到的位置。
关于此实验，下列说法中正确的是
A．只需记录拉力的大小
B．拉力方向应与木板平面平行
C．图3中F′表示理论的合力，F表示实验测出的合力
D．改变拉力，进行多次实验，并作出多个平行四边形，但每个四边形中的O点位置不一定相同
10、【2014•北京市海淀区高三物理上学期期中反馈】如图甲所示，贴有白纸的木板竖直放置，弹簧测力计A挂于固定在木板上的P点，下端用细线挂一重物M。
某同学用此实验装置来验证“力的平行四边形定则”，并依据实验记录作出图乙。
关于此实验下列说法正确的是
A．应测量重物M所受的重力B．拉线方向应与木板平面平行
C．图乙中F′表示理论合力，F表示实验测出的合力
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
【答案】：
ABC
【解析】
11、（18分）
【2014•北京市昌平区二模】图5为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。
盘和重物的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。
实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端定滑轮的高度，使细线与长木板平行。
接下来还需要进行的一项操作是（填写所选选项的序号）。
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在盘和重物的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
B．将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去盘和重物，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
C．将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及盘和重物，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。
②实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是。
A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
③图6是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6。
已知相邻的计数点之间的时间间隔为T，关于小车的加速度a的计算方法，产生误差较小的算法是 。
A．
B．
C．
D．
12、【2014•北京市东城区普通校2013-2014学年高三第二学期联考】像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。
当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用如下图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，下图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）。
可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。
①在某次测量中，用游标卡尺测量窄片K的宽度，游标卡尺如下图所示，则窄片K的宽度d=mm（已知L>
>
d），光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×
10-2s，t2=2.0×
10-2s；
②用米尺测量两光电门的间距为L=0.4000m，则小车的加速度大小a=m/s2（保留二位有效数字）；
③该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，需要的操作；
④某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a-F图像。
如下图中的实线所示。
试分析：
图像不通过坐标原点O的原因是；
曲线上部弯曲的原因；
为了既能改变拉力F，又保证a-F图像是直线，可以进行这样的操作。
最后的0代表精确度不能省略。
②经过两个光电门的速度分别为
，此过程为匀变速直线运动，位移
13、【2014•北京市海淀区高三上学期期中考试】
（7分）某同学用如图9所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：
（1）该同学在实验前准备了图9中所示的实验装置及下列辅助器材：
A．交流电源、导线
B．天平（含配套砝码）
C．秒表
D．刻度尺
E．细线、砂和小砂桶
其中不必要的器材是（填代号）。
（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。
其中一部分纸带上的点迹情况如图10甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，测得A点到B、C点的距离分别为x1=5.99cm、x2=13.59cm，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB=m/s；
小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s2。
（结果保留三位有效数字）
（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图10乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是，图线在末端弯曲的原因是。
14、【2014•北京市海淀区高三物理上学期期中反馈】用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力。
（1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：
将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图乙，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止。
请问这位同学的操作是否正确？
如果不正确，应当如何进行？
答：
。
（2）如果这位同学先如
（1）中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是下图中的（将选项代号的字母填在横线上）。
（3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。
下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。
若用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度，则其计算式：
a=。
根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为m/s2（结果保留两位有效数字）。
15、【2014•北京市海淀区高三物理上学期期中反馈】如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。
不计空气阻力及一切摩擦。
（1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足_______；
要使小车所受合外力一定，操作中必须满足__________。
实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t。
改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线。
下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________。
（2）如图甲，抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－
的图线如图乙所示。
实验中测得两光电门的距离L＝0.80m，砂和砂桶的总质量m1＝0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，则图线的斜率为_______（结果保留两位有效数字）；
若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
16、【2014•北京市名校联盟高三试卷】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=0．5m，运动时间t=0．5s，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=10m／s2）
【答案】
（1）4.0
（2）图像如下（3）
（3）根据牛顿第二定律可得
，即
图像斜率表示
，整理得
，当加速度等于0时，则有
探究加速度和力的关系
17、【2014•北京市通州区高三摸底考试】某实验小组利用如图8所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。
（1）在实验中必须消除摩擦力的影响，通常可以将木板适当倾斜，使小车在不受拉力作用时能在木板上近似做运动。
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验需通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。
若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选组会比较合理。
（填选项前的字母）
A．10g～40gB．200g～400gC．1000g～2000g
（3）图9中给出的是实验中获取的纸带的一部分，A、B、C、D、E是计数点，每相邻两计数点间的时间间隔是0.1s，由该纸带可求得打点“C”时小车的速度vc＝m/s，小车的加速度a=m/s2。
（保留三位有效数字）
，
，加速度
.
探究加速度与合外力关系实验分析
18、【2014•北京101中学2014届高三年级第三次月考】
（6分）为验证动能定理，某同学设计了如下实验.将一长直木板一端垫起，另一端侧面装一速度传感器，让小滑块由静止从木板h高处（从传感器所在平面算起）自由滑下至速度传感器时，读出滑块经此处时的速度v，如图所示。
多次改变滑块的下滑高度h（斜面的倾角不变），
对应的速度值记录在表中：
下滑高度h/m
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
速度v/m·
s-1
0.633
0.895
1.100
1.265
1.414
（1）要最简单直观地说明此过程动能定理是否成立，该同学建立了以h为纵轴的坐标系，你认为坐标系的横轴应该是什么？
_______________________________________________.
（2）已知当地重力加速度g，若要求出滑块与木板间的动摩擦因数，还需测出______________（写出物理量及符号）；
则计算滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为__________________。
19、【2014•北京市朝阳区一模】某实验小组采用如图3所示的装置探究“合力做功与动能变化的关系”。
打点计时器工作频率为50Hz。
实验的部分步骤如下：
a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；
b．在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；
d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作
①在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做____功（填“正”或“负”）；
②图4是某次实验时得到的一条纸带，他们在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v。
请将C点对应的测量和计算结果填在下表中的相应位置。
图4
计数点
x/cm
s/cm
v/（m·
s-1）
O
1.00
0.00
A
2.34
1.34
0.38
B
4.04
3.04
0.46
C
5.00
D
8.33
7.33
0.61
E
10.90
9.90
0.70
③实验小组认为可以通过绘制
图线来分析实验数据（其中
，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，vO是O点对应时刻小车的瞬时速度）。
他们根据实验数据在图5中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出
图线。
④实验小组计算了他们绘制的
图线的斜率，发现该斜率大于理论值，其原因可能是___________________。
（2）①正；
②6.00；
0.54；
③答案见下图。
④木板的左侧垫的过高。
研究动能定理。
20、【2014•北京市海淀区高三二模】
（18分）
（1）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，实验装置如图甲所示。
实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0……
①实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是（填写字母代号）。
A.为了释放小车后小车能做匀加速运动
B.为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.为了使小车获得较大的动能
②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=m/s（保留3位有效数字）。
③几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度vm的数据，并利用数据绘出了图丙给出的四个图象，你认为其中正确的是。
③橡皮筋对小车做的功W与小车的动能关系知：
W=
，即有：
，根据数学知识可知D正确．
本题考查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。
21、【2014•北京101中学2014届高三年级第三次月考】
（9分）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）请指出该同学在实验操作中存在的错误：
（2）若所用交流电的频率为50Hz，该同学经正确操作得到如图所示的纸带，把第一个点记做O，第一、第二点间的距离约为2mm，另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，且A、B、C、D各点到O点的距离分别为12.29cm、15.55cm、19.20cm、23.23cm。
根据以上数据知，从O点到C点，重物的重力势能的减少量等于________J，动能的增加量等于________J。
（已知所用重物的质量为1.00kg，当地重力加速度g＝9.80m/s2，取三位有效数字）
（3）重力势能的减少量动能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”）的原因是。
22、【2014•北京市东城区普通校2012-2013学年第一学期联考】在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如下图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：
cm）
（1）这五个数据中不符合有效数字读数要求的是 点读数。
（填A、B、C、D或E）
（2）实验时，在释放重锤 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（3）该实验中，为了求两点之间重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值，这个g值应该是：
A．取当地的实际g值；
B．根据打出的纸带，用Δs＝gT2求出；
C．近似取10m/s2即可；
D．以上说法都不对。
（4）如O点到某计时点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为 。
（5）若重锤质量m=2.00×
kg，重力加速度g=9.80m/
，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为J，而动能的增加量为J（均保留3位有效数字）。
验证机械能守恒
23、【2014•北京市海淀区零模】某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。
①在实验所需的物理量中,需要直接测量的是，通过计算得到的是。
（填写代号）
A．重锤的质量
B．重锤下落的高度
C．重锤底部距水平地面的高度
D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②在实验得到的纸带中，我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。
图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点。
设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是。
A．vF=g（nT）B．vF=
C．vF=
D．vF=
③若代入图乙中所测的数据，求得
在误差范围内等于（用已知量和图乙中测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒。
即使在操作及测量无误的前提下，所求
也一定会略（选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。
④另一名同学利用图乙所示的纸带，分别测量出各点到起始点的距
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