专题十二力学实验含模拟题.docx
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专题十二力学实验含模拟题
专题十二 力学实验
1.（2014·盐城测试）如图甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE.用两根弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示.
（1）实验时要记录拉力F1、F2的大小，并在白纸上记录 ，以及O点的位置。
（2）实验中，不必要的是 。
A.选用轻质小圆环
B.弹簧测力计在使用前应校零
C.撤去F1、F2，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点
D.用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直
（3）图丙中的F'是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示.F与F'中，方向一定沿GO方向的是 。
2.（2014·南师附中）某实验小组采用如图所示的装置研究小车运动变化的规律.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，小车拖动纸带运动，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）设钩码质量为m1、砝码和小车总质量为m2，重力加速度为g，则小车的加速度为a= （用题中所给字母表示）。
（2）下图是某次实验中得到的一条纸带，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点对应的测量值xC和速度计算值vC填在下表中的相应位置.
计数点
x/cm
s/cm
v/（m·s-1）
O
1.00
0.30
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）实验小组通过绘制Δv2-s图线来分析运动规律（其中Δv2=v2-
，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是O点对应时刻小车的瞬时速度）.他们根据实验数据在图中标出了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Δv2-s图线.
（4）实验小组绘制的Δv2-s图线的斜率k= （用题中所给字母表示），若发现该斜率大于理论值，其原因可能是 。
3.（2014·徐州三模）如图甲所示为利用气垫导轨探究“在外力一定的条件下，物体加速度与质量的关系”的实验装置.实验步骤如下.
甲
乙
①气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平;
②用游标卡尺测出挡光条的宽度为l;
③由导轨上的标尺读出两光电门中心之间的距离为s;
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动后释放滑块，要求砝码落地前挡光条已经通过了光电门2;
⑤从数字计时器（图中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为Δt1和Δt2;
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量为M;
⑦改变滑块的质量重复步骤④⑤⑥进行多次实验.根据上述实验完成下列问题:
（1）关于实验操作，下列说法中正确的是 。
A.应先接通光电门后再释放滑块
B.调节气垫导轨水平时，应挂上砝码
C.应调节定滑轮使细线和气垫导轨平行
D.每次都应将滑块从同一位置静止释放
（2）用测量物理量的字母表示滑块的加速度a= 。
（3）由图乙中画出的
-M图线（实线），可得到砝码和砝码盘的总重力G= N.
（4）在探究滑块加速度a和质量M间的关系时，根据实验数据画出如图乙所示的
-M图线，发现图线与理论值（虚线）有一定的差距，可能原因是 。
4.（2014·淮安调研）如图甲所示，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A的下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一个质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方.系统静止时C、D间的高度差为h.先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停下.
（1）整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两计数点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz.由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a= m/s2;B刚穿过D时的速度大小v= m/s（结果保留两位有效数字）。
甲乙
丙
（2）若用该装置验证机械能守恒定律，则需验证等式 是否成立.还可运用图象法加以验证:
改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出v2-h图线如图丙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g= ，代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是否守恒（均用题中所给物理量的字母表示）。
（3）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法.
。
5.（2014·盐城三模）为测量木块与木板间的动摩擦因数，将木板倾斜，木块以不同的初速度沿木板向上滑到最高点后再返回，用光电门测量木块来回的速度，用刻度尺测量向上运动的最大距离，为确定木块向上运动的最大高度，让木块推动轻质卡到最高点，记录这个位置，实验装置如图甲所示.
（1）本实验中，下列操作合理的是 。
A.遮光条的宽度应尽量小些
B.实验前将轻质卡置于光电门附近
C.为了实验成功，木板的倾角必须大于某一值
D.光电门与轻质卡最终位置之间的距离即为木块向上运动的最大距离
（2）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，其读数为 mm。
（3）改变木块的初速度，测量出它向上运动的最大距离与木块来回经过光电门时速度的平方差，结果如下表所示，试在图丙坐标纸上作出Δv2-x的图象，经测量，木板倾角的余弦值为0.6，重力加速度取g=9.80m/s2，则木块与木板间的动摩擦因数为 （结果保留两位有效数字）。
序号
1
2
3
4
5
x/cm
16.0
36.0
60.0
70.0
88.0
Δv2/（m2·s-2）
0.04
0.09
0.15
0.19
0.22
（4）由于轻质卡的影响，使得测量的结果 （填“偏大”或“偏小”）。
专题十二 力学实验
1.
（1）两个力的方向
（2）D （3）F'
解析:
（1）力是矢量,既有大小,又有方向,因此除了需要记录拉力F1、F2的大小,还要记录这两个力的方向.
（2）本实验的目的是探究求合力的方法,因此应在任意情况下探究两个分力与合力的关系,故选项D错误;选用轻质小圆环是为了减小竖直方向偏移的误差,合力与分力之间是等效替代的关系,撤去F1、F2,改用一个力拉小圆环,仍使它处于O点,以确保等效,弹簧测力计在使用前校零是为了使力的大小读数准确,故选项A、B、C是必要的.
（3）当用一个弹簧测力计拉小圆环时,因圆环为轻质小圆环,故弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力平衡,其方向一定与橡皮条的拉力方向相反,即一定沿GO方向的是F'.
2.
（1）
（2）6.00 0.54
（3）说明:
该点坐标为（5,0.20）
（4）
木板的左侧垫得过高
解析:
（1）因为平衡了摩擦力,所以根据牛顿第二定律有m1g=（m1+m2）a,得a=
.
（2）C点坐标从直尺上直接读出,C点速度为vC=
=
×10-2m/s=0.54m/s.
（3）由2as=v2-
所以Δv2=2as,描点、连线,画出来应该是一条过原点的倾斜直线.
（4）由Δv2=2as知,斜率为2a.若该斜率大于理论值,说明加速度偏大,原因是平衡摩擦力时倾角太大.
3.
（1）AC
（2）
（3）2.5（2.3~2.7均可） （4）没有选取滑块和砝码一起作为研究对象（或M没有包含砝码和砝码盘的质量）
解析:
（1）先接通光电门后释放滑块,以确保滑块经过光电门时,光电门能正常工作,故选项A正确;挂上砝码后,滑块受拉力作用,因此在调节气垫导轨时应不挂砝码,故选项B错误;调节定滑轮使细线和气垫导轨平行目的是使得滑块所受拉力与运动方向相同,故选项C正确;由于两光电门记录的是滑块通过它们的时间,不需要每次经过时速度相等,因此无需从同一位置静止释放,故选项D错误.
（2）根据匀变速直线运动规律有2as=
-
=
-
解得a=
.
（3）在
-M图象中,图线的斜率表示滑块所受作用力的倒数,即为
因此有G=
=2.5N（2.3~2.7N均可）.
（4）图象出现了纵截距,原因是没有选取滑块和砝码一起作为研究对象（或M没有包含砝码和砝码盘的质量）
4.
（1）4.8 2.64
（2）mgh=
（2M+m）v2
（3）适当增大C、D间的高度差;适当增加金属片C的质量;保证打点计时器的两限位孔在同一竖直线上.
解析:
（1）根据逐差法（x4+x3）-（x2+x1）=4aT2,由题意知T=0.1s,代入数据可求得a=4.8m/s2;由图乙的末端知B穿过D时的速度v=
m/s=2.64m/s.
（2）从开始释放到B运动到D处时,A、B、C组成的系统机械能守恒,可得mgh=
（2M+m）v2;v2-h图线的斜率为
=
解得g=
.（3）本实验需测量CD间的高度差,所以适当增大该高度差,可减小测量误差;保证打点计时器的两限位孔在同一竖直线上,可减小摩擦力带来的误差等.
5.
（1）AC
（2）3.700 （3）如图 0.011
（4）偏大
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