力学实验(较难)

力学实验(较难)1 / 81．学习了同一直线的二力的合成知识后，小林想如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角，那么合力F 的大小与两个分力F 1、F 2的大小，是否还有F 等于F 1＋F 2的关系呢？于是他应用教材中学过的方法，对此进行了探究.（1）如左图所示，橡皮筋原长为AB ，通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F 1和F 2，使橡皮筋伸长到C ，记录此时F 1、F 2的大小。

撤去力F 1和F 2后，用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F 的作用，为了使这个力F 的作用效果与那两个力F 1、F 2的作用效果 ，应使橡皮筋 ，记录此时F 的大小.12分析实验数据可知，当两个力不在一条直线上时，其合力大小F F 1—F 2，且在F 1、F 2大小不变的情况下，合力F 的大小随着F 1与F 2夹角的增大而 .2．小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。

于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。

于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表。

请回答下列问题：(1)要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、_____________； (2)从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由__________决定；(3)实验发现，小球只能摆动一段时间。

你认为造成小球停下来的原因可能是__________；(4)摆钟是利用本实验的原理制成的。

某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调__________ (选填“长”或“短”)。

3．小明要测量某矿石的密度．器材有：矿石块、天平（含砝码）、烧杯、适量的水、细线．测量过程如下：（1）调节天平平衡时，发现指针偏向分度盘的右侧，如图甲所示，此时应将平衡螺母向________________ 调．（2）天平平衡后，小明开始测量矿石块的质量．请指出图乙中小明的错误操作________________ ．正确操作后，平时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示，则矿石块的质量为________________ g．（3）接着小明在烧杯中倒入适量的水，称出烧杯和水的总质量m1；如图丁所示，手提细线使矿石块浸没在水中并保持静止（水无溢出且矿石块不接触烧杯）．天平平衡后，砝码与游码的总示数为m2；则矿石密度的表达式：ρ=_____ （用m0、m1、m2、ρ水来表示）．4．联合国定义每年3月22日为国际水资源日（world water day），为了配合节约用水活动的开展，某学校课外兴趣小组对我市的供水系统和供水水质的物理参数进行了如下实验测量．（一）测自来水的密度（1）某同学将天平放在水平台面上，横梁静止时，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央刻度线处，该同学使用天平时操作的错误之处是 ________________．（2）在老师的指导下，该同学重新正确调节至天平平衡，将盛有适量自来水的杯子放在调节好的天平左盘内，测出总质量为122.6g，再将杯子中的一部分自来水倒入量筒中，如图甲所示，则量筒中自来水的体积为________________ cm3．再将盛有剩余自来水的杯子放在天平盘内，改变砝码的个数和游码的位置使天平横梁再次在水平位置平衡，此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，则杯子及杯内剩余自来水的质量为________________ g．（3）根据上述实验数据，计算自来水的密度为________________ kg/m3．（二）测量水龙头打开后的出水速度（1）首先老师告诉同学们流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，若水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v，管内通道的横截面积为S．如图丙所示，取一段管道AB，水从B端流到A端所用时间为t，则AB间水柱的长度l=________________ ，根据流量的定义，Q=________________ ．（以上两空要求用S、v、t中的字母表示）．（2）某同学根据流量的导出公式设计了如下测量水龙头出水速度的实验方案：①测出水龙头出水口的内壁直径d②打开水龙头使水以适当的速度匀速流出，用容器接水并同时开始计时，测出经过一段时间t后容器内水的体积V．③由流量的导出公式算出自来水龙头出水速度表达式为________________ ．（用d、t、π、V表示）5．某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：力学实验(较难)3 / 8（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是 。

（2）如图，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为29.9 N 。

（3）如图，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 cm 。

（4）计算得到大气压强的数值为 Pa 。

（5）小组中有的同学测量值偏大，有的同学测量值偏小，分析实验过程中导致误差的因素： ①小宇实验数据总比真实值小原因可能是 ； ② 小华实验数据总比真实值大原因可能是 。

6．小明所在的研究性学习小组利用自行车进行探究活动。

（1）小组成员分别用不同的方法测量出了自行车后轮的周长为180cm 。

请你说出其中的一种测量方法： 。

（2）小明骑车在学校操场百米跑道上沿直线匀速前进，小亮测出自行车后轮转50圈用时30s 。

小明骑车的速度是多大? 7．（2009•株洲）流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积，用字母Q 表示．流量在生产和生活中有广泛的应用，如每到汛期，监测湘江的流量是抗洪防汛的重要工作．（1）如图所示，水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动，设水流速度为v ，管内通道的横截面积为S ．取一段管道AB ，水从B 端流到A 端所用时间为t ，则AB 间水柱的长度l= ，体积V= （要求用S 、v 、t 表示）．根据流量的定义Q=V/t 可得Q=vS ，它表示流量等于流速与横截面积的乘积．（2）打开水龙头，自来水通过导管流过如图所示的玻璃管．待水流稳定后，比较图中1、2两处的流速， 处的流速较大；比较C 、D 玻璃管中的水面高度， 管中的水面较高．（3）打开水龙头后，只要水流不散开，就可以观察到水柱越来越细，如图所示．请你指出产生这种现象的原因： ．（提示：流量不变）（4）利用流量Q=v S ，请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案．要求： ①列出主要的操作步骤；②说明需要测量的物理量；③写出出水速度的表达式．8．实验桌上有如下器材：天平一架、刻度尺一把、足够深的大水槽一个、底面积为S 的细长平底试管一支、足量的水与细沙、小汤匙一个。

要求从实验桌上选择适当的器材，设计一个实验证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比。

” 请写出实验步骤并画出实验数据记录表。

（5分）9．在课外实践活动中，用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况，照相机每隔0.2s 曝光一次．（1）小芳所在的兴趣小组拍下的照片如图所示，可以看出小球在做 （匀速/变速）直线运动，其理由是 ．若测得纸锥在A 、B 两位置间的实际距离为 6.40cm ，则此过程中，纸锥的速度为 cm/s ．（2）图中四个速度随时间的关系图像，能反映出该小球下落运动的是 ．（选填图中的选项字母） 10．在一次研究性学习活动中，某小组同学对“运动物体所受空气阻力与运动速度的关系”，进行了探究，探究过程如下：A ．他们计划从物体自由下落的距离与下落的时间关系上入手进行探究，并设计了这样的实验：取一些相同“一次性纸杯”作为研究对象，用“频闪摄影”的方法测量“一次性纸杯”在空气中自由直线下落时的下落距离和下落时间的一些数据。

B ．在相同条件下，同学们进行了以下实验：实验1：测量一只“一次性纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下面的表格中，并画出了“下落距离一——时间”图线，如下右图中的图线1：实验2：将4只“一次性纸杯”叠放在一起，测出它们在不同时刻下落的距离，画出“下落距离一——时间”图线，如下右图中的图线2；实验3：将9只“一次性纸杯”叠放在一起，测出它们在不同时刻下落的距离，画出“下落距离一——时间”图线3。

请回答下列问题： (1)图中的图线l 、2、3具有一些共同特点，“一次性纸杯”在开始下落阶段的运动速度是_____(填“变化”或“不变”)的。

最后阶段“一次性纸杯”做_________运动。

(2)分析右图中的图线1，推算表格中x 的值应为_________m 。

(3)分析比较图线l 、2、3，在最后阶段，图线________对应的“一次性纸杯”速度最小，图线__________对应的“一次性纸杯”受到的空气阻力最大。

11．有两个同学，用下面的方法来测量小钢球运动的平均速度。

在水平桌面上的一条直线上标出A 、B 、C 三个点，拿一把分度值为1mm 的米尺紧靠直线，A 、B 、C 三点在米尺上对应的读数如图20所示。

当小钢球贴着米尺运动经过A 、B 、C 三点时，两同学用手表记下了小钢球经过A 、B 、C 三点时对应的时刻，如图所示。

力学实验(较难)5 / 8则小钢球在运动过程中：（1）AB 路程是 cm; AC 路程是 cm.（2）平均速度分别为：v AB = m/s; v AC = m/s 。

12．如图所示为某辆赛车启动过程的频闪照片，该赛车从赛道的起点处（车头所对的零刻度线位置）由静止开始出发，同时，照相机开始拍照（如图甲所示），以后赛车沿直线向右运动的过程中，照相机每隔0.2s 曝光一次（如图乙所示）。

仔细观察频闪照片，如果赛车照此规律从起点运动1.0s 到达E 处(E 处图中未画出)。

请你认真思考后完成下列问题：（1）填写表格中所缺的两个数据（不需要估读）（2）汽车从B 点到D 点的平均速度是 m/s 。

（3）我们判断从A 到D 过程，汽车做 运动。

13．今年小明家种植柑橘获得了丰收。

小明想：柑橘的密度是多少呢？于是，他将柑橘带到学校实验室，用天平、杯子来测量柑橘的密度。

他用天平测出一个柑橘的质量是114g ，测得装满水的杯子的总质量是360g ；然后借助牙签使这个柑橘浸没在杯中，当杯子停止排水后再取出柑橘，接着用抹布把杯子外壁的水擦净，再测得杯子的总质量是240g 。

请根据上述实验过程解答下列问题： （1）杯中排出水的质量是多大？（2分） （2）这个柑橘的体积是多大？（2分） （3）这个柑橘的密度是多大？（2分）（4）小明用这种方法测出的这个柑橘的密度与它的实际密度比较，是偏大还是偏小？为什么？（2分） 14．（10分）2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。