高中物理专题练习-力学实验(含答案)
高中物理专题练习-力学实验(含答案)
高中物理专题练习-力学实验（含答案）(时间：45分钟)1．(江苏单科,11)小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如图甲所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N．请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.图甲(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如图乙所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.两次实验记录的轨迹如图丙所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为________.(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些？________(填写选项前的字母)A．橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B．两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长C．两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大D．两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.图甲2．(江苏单科,11)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律.实验装置如图甲所示,打点计时器的电源为50 Hz的交流电.(1)下列实验操作中,不正确的有________.A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔,压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,…,8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图乙所示.图乙计算相邻计时点间的平均速度v －,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表.请将表中的数据补充完整.位置1 2 3 4 5 6 7 8 v －(cm/s)24.533.837.8____39.539.839.839.8(3)__________________；磁铁受到阻尼作用的变化情况是___________________________________________________________________.(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同.请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？______________________________________________________________________________________________________________________________________.3．(新课标全国卷Ⅱ,22)某同学用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离.(1)物块下滑时的加速度a ＝______ m/s 2,打C 点时物块的速度v ＝______ m/s ；(2)已知重力加速度大小为g ,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是________(填正确答案标号).A ．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角4．(新课标全国卷Ⅰ,22)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20 m).完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为________kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示：序号1234 5m(kg) 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90(4)根据以上数据,；小车通过最低点时的速度大小为________ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2,计算结果保留2位有效数字) 5．(浙江理综,21)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.图甲(1)图甲中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材________；乙同学需在图中选用的器材________.(用字母表示)图乙(2)某同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图乙所示的两条纸带①和②.纸带________的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为________.6．(山东理综,21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示：F(N)00.50 1.00 1.50 2.00 2.50l(cm)l010.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F F O O′.④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为F OA,OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在给出的坐标纸上画出F－l图线,根据图线求得l0＝________cm.(2)测得OA＝6.00 cm,OB＝7.60 cm,则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度,作出F OA和F OB的合力F′的图示.(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.答案1．解析根据力的合成法则及平衡条件解题.(1)作出的图示如图所示.(2)重物受力情况如图所示,由于重力不变,两次实验时,橡皮筋拉力T的方向相同,故水平拉力F大小相等,即F a＝F b.(3)根据题图可知,选项B、D正确,选项A、C错误.(4)橡皮筋拉伸不宜过长,选用新橡皮筋等可减小误差.答案(1)如图所示,(F＝4.6～4.9 N都算对)合(2)F a＝F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋.(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的轻弹簧.)2．解析 (1)在实验时,应用手捏住纸带上端,保持静止,再接通电源,让打点计时器工作,然后迅速释放纸带,故做法不对的是C 、D,所以本题正确选项为C 、D. (2)由v ＝xt 可求v 4＝5.60－4.042×0.02cm/s ＝39.0 cm/s.(3)由纸带上的测量数据可知,磁铁下落的速度逐渐增大,最后匀速下落,所受阻力逐渐增大到大小等于重力.(4)实验结果表明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用,而磁铁在铜管中下落时受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.答案 (1)CD (2)39.0 (3)逐渐增大到39.8 cm/s 且增加的越来越慢 逐渐增大到等于重力 (4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用,磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用3．解析 根据纸带数据可知,加速度a ＝（x CD ＋x DE ）－（x AB ＋x BC ）4T2＝3.25 m/s 2；打C 点时物块的速度v C ＝x BD2T ＝1.79 m/s(2)由牛顿第二定律得加速度a ＝g sin θ－μg cos θ,所以要求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是斜面的倾角.答案 (1)3.25 1.79 (2)C4．解析 (2)由图(b)可知托盘称量程为10 kg,指针所指的示数为1.40 kg(4)由多次测出的m 值,利用平均值可求m ＝1.81 kg.而模拟器的重力为G ＝m 0g ＝9.8 N,所以小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为F N ＝mg －m 0g ≈7.94 N ；根据径向合力提供向心力,F N －m 车g ＝m 车v 2R ,即7.94 N －(1.40－1.00)×9.8 N ＝0.4v 2R ,解得v ≈1.4 m/s. 答案 (2)1.40 (4)7.9 1.45．解析 (1)“验证机械能守恒定律”一般采用重锤自由落体运动,使用纸带法测速度,所以要用到重锤和电火花打点计时器,即A 、B ；“探究加速度与力、质量的关系”实验一般以小车为研究对象,需改变小车质量,要用到纸带法测加速度,所以需要电火花计时器、小车、钩码,即B 、D 、E.(2)纸带①各点读数依次为29.10 cm 、30.70 cm 、32.40 cm 、34.20 cm 、36.10 cm 、38.10 cm,相邻相等时间间隔位移之差Δx1＝0.1 cm,而②纸带各点读数依次为27.40 cm、29.00 cm、30.65 cm、32.65 cm、34.10 cm、35.90 cm,相邻的相等时间间隔的位移差Δx2＝0.05 cm,由a＝ΔxT2可知①纸带加速度大,且可算得a＝ΔxT2＝0.1×10－20.022m/s2＝2.5 m/s2.答案(1)AB BDE(2)①(2.5±0.2) m/s26．解析(1)做出F－l图象,如图甲所示,求得直线的截距即为l0,可得l0＝10.0 cm(2)可计算橡皮筋的劲度系数k＝FΔx＝2.50.05N/m＝50 N/m若OA＝6.00 cm,OB＝7.60 cm,则橡皮筋的弹力为F＝kΔx＝50×(6.00＋7.60－10.00)×10－2 N＝1.80 N则此时F OA＝F＝1.80 N(3)F OB＝F OA＝1.80 N,两力的合力F′如图乙所示.(4)通过比较F′和F O O′的大小和方向,可得出实验结论.答案(1)10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)如图乙所示(4)F O O′。
高中物理高考复习力学实验讲解及练习题(含答案)
高考复习力学实验题参考答案与试题解析一．实验题（共17小题）1．（2016•天津）某同学利用图1示装置研究小车的匀变速直线运动．①实验中，必要的措施是AB ．A．细线必须与长木板平行B．先接通电源再释放小车C．小车的质量远大于钩码的质量D．平衡小车与长木板间的摩擦力②他实验时将打点机器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图2所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，则小车的加速度a= 0.80 m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度v B= 0.40 m/s．（结果均保留两位有效数字）【解答】解：①A、为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带；故AB正确；C、本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可；故C错误；D、由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力；故D错误；故选：AB；②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02=0.1s；根据逐差法可知，物体的加速度a===0.80m/s2；B点的速度等于AC段的平均速度，则有：v===0.40m/s；故答案为：①AB；②0.80；0.40．2．（2016•高港区校级学业考试）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会再纸带上打出一系列的小点，（1）若实验时用到的计时器为电磁打点计时器，打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直（选填“水平”或“竖直”）线上，以减少摩擦阻力；（2）实验过程中，下列说法正确的是CDA、接通电源的同时要立刻释放重物B、选取纸带时要选取第1个点与第2个点之间的距离接近4mm且清晰的纸带C、释放重物之前要让重物靠近打点计时器D、为了使实验数据更加准确，可取多次测量结果的平均值（3）为了测得重物下落的加速度，还需要的实验仪器是 CA、天平B、秒表C、米尺．【解答】解：（1）电磁式打点计时器需要用低压交流电压；安装打点计时器时要注意让上下限位孔在同一竖直线上，从而减小阻力；（2）A、应先接通电源，稳定后再释放纸带，故A错误；B、选择纸带时应选择点迹清楚，前两个点间距接近2mm的纸带，故B错误；C、释放重物时，应让重物靠近纸带；故C正确；D、为了使实验数据更加准确，可取多次测量结果的平均值；故D正确；故选：CD．（3）据运动学公式得：△x=at2，a=，为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有：米尺，用来测量计数点之间的距离．该实验中不需要天平，通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔，所以也不需要秒表．故选：C．故答案为：（1）竖直；（2）CD；（3）C．3．（2017春•涞水县校级月考）某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图1所示．（1）以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：①实验操作：接通电源，释放纸带，让重锤自由落下，实验结束关闭电源．②取下纸带，取其中的一段标出计数点如图2所示，测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm，x2=4.14cm，x3=5.69cm，x4=7.22cm，x5=8.75 cm，x6=10.29cm，已知打点计时器的打点间隔T=0.02s，则重锤运动的加速度计算表达式为a= ，代入数据，可得加速度a= 9.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．【解答】解：（1）①实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，实验结束，应立即关闭电源．②根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，有：x6﹣x3=3a1（2T）2…①x5﹣x2=3a2（2T）2…②x4﹣x1=3a3（2T）2…③a=…④联立①②③④解得：a=；代入数据解得：a=9.60m/s2．答案：（1）①接通电源，实验结束关闭电源；②，9.60．4．（2016春•哈尔滨校级期中）某同学进行“验证力的平行四边形定则“实验，试完成主要步骤：（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点的位置O点、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向（2）用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条与细绳套的结点拉到同一位置O ，记下细绳的方向（如图丙中的Oc）．如乙图所示，读得弹簧测力计的示数F= 4.0N（3）如丙图所示，按选定的标度作出了力的图示，请在图丙中：a．按同样的标度作出力F的图示b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′（4）关于该实验注意事项，下列说法中正确的是 BA．实验中所用的两根细绳越短越好B．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行C．每次实验中两个分力间的夹角必须大于90°．【解答】解：（1）如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向，（2）如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向，由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N；（3）a、按力的图示方法作出力F的图示如图所示；b、根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示．（4）A、拉橡皮条的细绳要适当长一些，以方便画出力的方向，故A错误；B、测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C、在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须大于90°，故C错误；故选：B故答案为：（1）两细绳套的方向；（2）同一位置O；4.0N；（3）如图所示；（4）B．5．（2016春•衡阳校级期末）“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）本实验采用的科学方法是 BA．理想实验法 B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置及两弹簧秤对应的读数，他还应该记录下两细线的方向．（3）图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧秤拉力的合力的图示，F′为用一个弹簧秤将结点拉至同一点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是F′．【解答】解：（1）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法．故选：B．（2）当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时，必须记录下两弹簧秤读数，及两细线的方向，O点的位置；（3）图乙中的F与F′中，F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与AO共线的是 F′．故答案为：（1）B；（2）两细线的方向；（3）F′．6．（2016春•临沂校级期末）在“探究求合力的方法”实验中，可以设计不同的方案探究．以下是甲、乙两位同学设计的两个实验方案，（1）甲同学设计的方案如图1，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套．实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．①某同学在做该实验时认为：A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好B．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，橡皮条方向必须在两细绳夹角的角平分线上D．拉力F1和F2的夹角越大越好其中正确的是AB （填入相应的字母）②若某次测量中两个弹簧测力计的读数均为4N，且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则不能（选填“能”或“不能”）用一个量程为5N的弹簧测力计测量出它们的合力，理由是：合力为4N＞5N，超出了弹簧测力计的量程．（2）乙同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法，如图2所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的是AD ．A．实验需要测量橡皮筋的长度以及橡皮筋的原长B．为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C．以OB、OC为两邻边做平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且两者长度相等D．多次实验中O点不必是同一位置．【解答】解：（1）①A、在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些，故A正确；B、作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，故B正确；C、橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力与拉力的夹角应适当大些，但橡皮条方向不必须在两细绳夹角的角平分线上，故C错误；D、两个拉力的夹角过大，合力会过小，量取理论值时相对误差变大，夹角太小，会导致作图困难，也会增大偶然误差，故D错误．故选：AB．②两力均为4N，且相互垂直，则其合力大小为F=4N＞5N，合力超过了弹簧秤的量程，故弹簧秤无法测出物体所受的合力，故不能使用．（2）A、需要知道橡皮筋的伸长量才能表示橡皮筋的弹力，故应该测量橡皮筋的原长，故A正确；B、为了减小误差，橡皮筋的伸长量应该大些，故应选择劲度系数稍小的橡皮筋，故B错误；C、由于橡皮筋的弹力与它的长度不成正比，所以OB、OC弹力的合力方向与以OB、OC为两邻边做平行四边形的对角线不重合，故C错误；D、不同的O点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点，所以即使O点不固定，也可以探究求合力的方法，故D正确．故选：AD．故答案为：（1）①AB；②不能；合力为4N＞5N，超出了弹簧测力计的量程；（2）AD．7．（2016•广州二模）用图甲所示装置“探究加速度与力、质量的关系”．请思考并完成相关内容：（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是 BA．连着砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动B．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动C．取下砂桶，适当调整木板右端的高度，直到小车缓慢沿木板做直线运动（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a= 1.60 m/s2（计算结果保留三位有效数字）．（3）一组同学在保持木板水平时，研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到如图丙中①所示的a﹣F图线．则小车运动时受到的摩擦力f= 0.10 N；小车质量M= 0.20 kg．若该小组正确完成了步骤（1），得到的a﹣F图线应该是图丙中的②（填“②”、“③”或“④”）．【解答】解：（1）平衡摩擦力时，取下砂桶，适当当调整木板右端的高度，直到小车被轻推后沿木板匀速运动，故B正确．（2）根据△x=aT2，运用逐差法得，a===1.60m/s2．（3）根据图①知，当F=0.10N时，小车才开始运动，可知小车运动时受到的摩擦力f=0.10N，图线的斜率表示质量的倒数，则m=kg=0.20kg．平衡摩擦力后，a与F成正比，图线的斜率不变，故正确图线为②．故答案为：（1）B；（2）1.60；（3）0.10，0.20，②．8．（2016秋•天津月考）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图（1）所示的装置，计时器打点频率为50Hz．（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图（b）所示，自A点起，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为0.85 m/s，小车的加速度为5 m/s2．（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持拉力F恒定不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车质量M恒定不变．（3）该同学通过数据的处理作出了a﹣F图象，如图（c）所示，则①图中的直线不过原点的原因是平衡摩擦力过度．②此图中直线发生弯曲的原因是不满足m＜＜M ．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论得出：v E== m/s=0.85m/s小车的加速度为a== m/s2=5m/s2（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持小车的质量M不变．（3）图中当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高．设小车的加速度为a，绳子拉力为F，以砂和砂桶为研究对象得：mg﹣F=ma以小车为研究对象F=Ma解得：a=故：F=Ma=所以要使得绳子拉力等于砂和砂桶的重力大小，必有m＜＜M，而不满足m＜＜M时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小．故图象弯曲的原因是：未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．故答案为：（1）0.85；5；（2）拉力F恒定；小车质量M恒定；（3）平衡摩擦力过度，不满足m＜＜M．9．（2016秋•濮阳月考）为了探究物体的加速度与质量的关系时，某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置．装置中有电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码（总质量用M表示）、砂和砂捅（总质量用m表示）、刻度尺等，请回答下列问题：（1）为了完成本实验，下列实验器材中必不可少的是CD ．A．低压直流电源 B．秒表 C．天平（附砝码） D．低压交流电源（2）实验误差由偶然误差和系统误差，本实验中纸带与打点计时器、小车与长木板之间的摩擦和阻力对实验的影响属于系统误差．为了使实验结果更贴近结论，应尽量地减少摩擦阻力的影响，即按如图的方式将长木板的一端适当垫高，以平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，取下沙桶并将纸带穿过打点计时器，使小车带动纸带在长木板上做匀速直线运动．（3）探究小车的加速度与其质量的关系时，可以通过改变小车中砝码的个数来改变小车的质量．在完成本实验时，为了使沙桶的总重力近似地等于小车的牵引力，则沙桶的总质量与小车的总质量的关系应满足M ＞＞m ．（4）该实验小组的同学在某次测量时，得到了如图所示的纸带，其中0、1、2为相邻的三个计数点，且相邻两计数点的打点频率为f，0、1两点间的距离用x1表示.1、2两点间的距离用x2表示，则该小车加速度的表达式a= （x2﹣x1）f2m/s2．如果f=10Hz，x1=5.90cm，x2=6.46cm，则加速度的值应为a= 0.56 m/s2（保留两位小数）（5 ）在完成以上操作后，将得到的数据用图象进行处理，则小车的加速度的倒数关于小车的质量M的函数图象符合实际情况的是 C ．【解答】解：（1）本实验中需测小车质量，则需要天平，电磁打点计时器需要低压交流电源，故选：CD．（2）平衡摩擦力时，把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动即可；（3）根据实验误差的来源，在 M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．（4）根据△x=aT2得：a==（x2﹣x1）f2=（6.46﹣5.90）×102×10﹣2 m/s2=0.56 m/s2；（5）根据牛顿第二定律得：a=，则=M+，则以为纵轴，以总质量M为横轴，作出的图象为一倾斜直线，且纵坐标不为0，故C正确，ABD错误．故选：C故答案为：（1）CD；（2）M＞＞m；（3）（x2﹣x1）f2；0.56；（4）C．10．（2016春•锦州期末）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同．（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 1.6m/s．（g=9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 1.5 m/s；B点的竖直分速度为 2 m/s；平抛运动的初位置坐标（﹣1，1）（如图丙，以O点为原点，水平向右为X轴正方向，竖直向下为Y轴的正方向，g取10m/s2）．【解答】解：（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：x=v0t将x=32cm，y=19.6cm，代入解得：v0=1.6m/s．（3）由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有：△y=gT2，由图可知△y=2L=10cm，代入解得，T=0.1sx=v0T，将x=3L=15cm，代入解得：v0=1.5 m/s，竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：v By==2 m/s．故从抛出到B点所用时间为：t=故从抛出到B点的水平位移为：x=v0t=1.5×0.2m=0.3m，故从抛出到B点的竖直位移为：y=gt2=所以x′=5L﹣x=0.25﹣0.3m=﹣0.05m=L，y′=5L﹣y=0.25﹣0.2m=0.05m=L，平抛运动的初位置坐标为（﹣1，1）．故答案为：（1）水平，初速度相同；（2）1.6；（3）1.5，2，（﹣1，1）．11．（2016春•衡阳校级期末）（1）“研究平抛物体的运动”实验的装置如图1所示，在实验前应ABC A．将斜槽的末端切线调成水平B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C．小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（2）物体做平抛运动的规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直方向做自由落体运动．为了研究物体的平抛运动，可做下面的实验：如图2所示，用小锤打击弹性金属片，A球水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球总是同时落地．则这个实验 BA．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律．【解答】解：（1）A、实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，故A正确；B、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故B正确；C、小球每次必须从斜面上同一位置由静止开始释放．故C正确；D、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点放，故D错误．故选：ABC．（2）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，不能说明水平方向上的运动规律，故B正确，ACD错误．故答案为：（1）ABC；（2）B．12．（2016•花溪区校级三模）为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图1所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，我们把橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据如下．请）实验中木板略微倾斜，这样做 C （填答案前的字母）A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大橡皮筋对小车的弹力C．是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动（2）据以上数据，在坐标纸中作出W﹣v2图象．（3）根据图象2可以做出判断，力对小车所做的功与力对小车所做的功与．【解答】解：（1）装置探究橡皮筋做功与小车速度的关系，应平衡摩擦力，使得橡皮筋做功等于合外力做功，以及能够使橡皮筋松弛后小车做匀速运动，故C正确，ABD错误．故选：C．（2）根据描点法作出图象，如图所示：（3）W﹣v2图象是一条过原点的倾斜的直线，根据图象可知，力对小车所做的功与小车速度平方成正比．故答案为：（1）C；（2）W﹣v2图象如图；（3）小车速度平方成正比．13．（2016•蔡甸区校级一模）某学习小组用图甲所示的实验装置探究“动能定理”．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．（1）某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d= 2.30 mm．（2）下列实验要求中不必要的一项是 A （请填写选项前对应的字母）．A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使A位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调至水平D．应使细线与气垫导轨平行（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是 C （请填写选项前对应的字母）．A．作出“t﹣F图象”B．作出“t2﹣F图象”C．作出“t2﹣图象”D．作出“t=3s图象”【解答】解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；（2）A、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A不必要；B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B是必要的；C、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；本题选不必要的，故选：A．（3）根据牛顿第二定律得：a=，那么解得：t2=所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出图象或作出t2﹣图象，故C正确．故选：C故答案为：（1）2.30；（2）A；（3）C14．（2015春•菏泽期末）为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，采用了如图所示实验装置．请回答下列问题：（1）为了减小小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是 CA．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动（2）若实验中所用小车的质量为200g，为了使实验结果尽量精确，在实验室提供的以下四种规格钩码中，应该挑选的钩码是 AA．10g B．20g C．30g D．50g（3）某实验小组挑选了一个质量为50g的钩码，在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0cm；打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则拉力对小车做的功为0.196 J，小车动能的增量为0.144 J．（g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字）【解答】解：（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是，将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故C正确．故选：C．（2）本题要用钩码的重力代替小车所受到的合力，钩码质量应远小于小车的质量．故选10g的钩码较好，故A正确．故选：A（3）从打下第一点到打下第N点拉力对小车做的功：W=mgs=50×10﹣3×9.8×0.4J=0.196J；小车的动能增量为：△E k=Mv2=0.2×1.22J=0.144J．故答案为：（1）C；（2）A；（3）0.196，0.14415．（2016•北京）利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验．①为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的 A ．。
高考物理实验专题复习：力学实验题.docx
高考物理实验专题复习：力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。
二、纸带（一）匀加速直线运动（用纸带计算瞬时速度和加速度）1.（9分）某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。
他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带。
他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。
（保留三位有效数字）参考答案1.（每）；旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm（用纸带计算瞬时速度和加速度，分析由于电源频率引起的误差）2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。
、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：（1） __________________________________计算VF的公式V F = ;（2）以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象，利用图象求得其加速度a =m/s2；（3）如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比（选填：偏大、偏小或不变）。
参考答案 4. （12 分）（1）* =<10? （2）=0.425±0.005m/s2；图略（3）偏小（纸带的迁移）3、（本题满分13分（1）（3分）图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图，由图可知此工件的直径应为mm o2（10分）如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。
2024年高考物理预测题-力学实验(附答案)
2024年高考物理预测题-力学实验一、填空题1．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中某同学进行实验的主要步骤是：a．如图甲所示将橡皮筋的一端固定在木板上的A点另一端拴上两根绳套每根绳套分别连着一个弹簧测力计。
b．分别沿着两个方向同时拉弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉到某一位置将此位置标记为O 点读取此时弹簧测力计的示数分别记录两个拉力F1、F2的大小。
用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点并分别将其与O点连接表示两拉力的方向。
c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
（1）实验中确定分力方向时图甲中的b点标记得不妥其原因是。
（2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示其中是F1和F2合力的实际测量值。
（3）在该实验中下列说法正确的是____（单选）；A．拉着细绳套的两只弹簧测力计稳定后读数应相同B．分别沿两个方向同时拉弹簧测力计时两绳套之间的夹角越小越好C．测量时弹簧测力计外壳与木板之间不能存在摩擦D．测量时橡皮条、绳套和弹簧测力计应贴近并平行于木板（4）若只有一个弹簧测力计为了完成该实验至少需要（填“2”“3”或“4”）次把橡皮筋的活动端拉到O点。
二、实验探究题2．某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系” 装置如下图所示。
主要实验步骤如下：A．按图示安装实验装置适当调节长木板的倾角以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；B．调整定滑轮及力传感器相连的细线使其竖直；C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶再由静止释放小车记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度a′并计算出小车的加速度a；D．在沙桶中加入细沙多次重复步骤C；E.根据实验数据在坐标纸上作出a−F的图像。
根据以上实验过程回答以下问题：（1）实验中手机、沙桶和细沙的质量（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
（2）每次实验中小车的加速度a是沙桶加速度a′的倍。
高中物理力学实验专题复习有答案
实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打点纸带研究物体的运动。
2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法Δx＝aT2。
3．掌握使用速度—时间图像求加速度的方法。
4．掌握使用逐差法计算匀变速直线运动加速度的方法。
二、实验原理1．实验原理图2．打点计时器(1)电磁打点计时器：6 V以下交流电源。
(2)电火花计时器：220 V交流电源。
(3)当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。
若交流电的频率变化，对应打点时间间隔也会发生变化。
3．处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。
计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。
4．匀变速直线运动的判断(1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动。
(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v-t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。
5．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度v n＝x n＋x n＋12T来计算。
6．利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻计数点之间的时间间隔)，求出a1＝x4－x1 3T2，a2＝x5－x23T2，a3＝x6－x33T2，然后取平均值，即a＝a1＋a2＋a33＝x4＋x5＋x6－(x1＋x2＋x3)9T2，即为物体的加速度。
在数据处理时可以对纸带重新分段，把6段距离分为“前三”和“后三”，“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差，时间间隔为3T。
(2)图像法利用v n＝x n＋x n＋12T求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v-t图像，用v-t图像的斜率求物体运动的加速度。
高考物理实验复习力学实验(含三年真题及部分答案)
高考实验专题复习一力学实验（附参考答案）实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验，是力学实验的基础，通过熟练掌握打点计时器的使用，为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:（一）打点计时器的使用（二）毫米刻度尺的使用（三）速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差.三、经典讲练【例题】（2010广东理综）如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.（1）已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为⑵ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距x= ;C点对应的速度是（计算结果保留三位有效数字）.fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故：s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm；0.100m/s邻两计数点间还有 4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题：① 为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________（3）滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）.与真实值相比，测量的动摩擦因数 _____________ （填偏大”或偏小”）解析：⑴ 逐差法"求解：S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律，m 3g- ym g=（m 2+m 3）a答案 （1）0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 （2）①CD ②天平 （3）网_（m2+m3）a 偏大m 2g五、真题训练1. （2013浙江）如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上。
高考物理专项复习《力学实验》含答案
高考物理专项复习《力学实验》含答案1．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。
理论与实验都表明k=Y SL，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________A．N B．m C．N/m D．Pa（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图（a）和图（b）所示，刻度尺的读数为___________cm，螺旋测微器的读数为___________mm。
（3）小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图（c）所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m，这种橡皮筋的Y值等于___________（结果保留两位有效数字）。
（4）图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98（11.96~12.00均正确） 3.999（3.998~4.000均正确）319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度，不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】（1）[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m，L的单位m，S的单位是m2，所以Y的单位是N/m2，也就是Pa，故D项正确。
（2）[2][3]刻度尺从零开始，橡皮筋的尾部接近12.00，则读数估读为11.98 cm；螺旋测微器固定部分读数3.5 mm，转动部分读数为49.9，故读数为3.5 mm＋49.9×0.01 mm=3.999 mm。
（3）[4]根据胡克定律F=kx可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯（4）[6]当弹力超过其弹性限度时，胡克定律不再适用，即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律，故图线发生弯曲。
高考复习(物理)专项练习：力学实验【含答案及解析】
专题分层突破练16力学实验A组1.(2021浙江衢州高三二模)(1)图甲中,探究求合力的方法、研究平抛运动两实验均需使用的器材是(填写器材名称)。
甲(2)在探究求合力的方法实验中,通过对拉的方法来选择两个弹簧测力计。
方案一为两弹簧测力计竖直悬挂在铁架台上对拉,方案二为两弹簧测力计置于水平桌面对拉,下列说法正确的是。
A.弹簧测力计使用前必须进行调零B.实验时,两个弹簧测力计的量程需一致C.若方案一的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用D.若方案二的两弹簧测力计读数相等,则可正常使用(3)在探究求合力的方法的实验中,某实验小组使用的弹簧测力计量程为0~5.00 N,将橡皮条一端固定,先用两只弹簧测力计将橡皮条另一端拉到某一位置,标记为O点,紧靠细绳标记A、B两点,并记录弹簧测力计读数;然后用一只弹簧测力计将其拉至O点,标记紧靠细绳的C点,并记录弹簧测力计读数,该小组完成的部分实验数据记录在图乙中。
乙①按实验要求完成作图。
②结合图乙,分析实验过程与结果,下列措施对减小实验误差有益的是。
A.适当增加橡皮条的原长B.适当增大两细绳的夹角C.增大A、B两点到O点的距离D.增大弹簧测力计的拉力2.(2021江西赣州高三一模)图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。
实验步骤如下:甲乙①用天平测量物块和遮光片的总质量m'、重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d,用刻度尺测量两光电门之间的距离s;②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字计时器分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间Δt A和Δt B,求出加速度a;④多次重复步骤③,求a的平均值a;⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
回答下列问题:(1)下列说法正确的是。
A.此实验需要平衡摩擦力B.此实验需要遮光片的宽度d尽量小些C.此实验需要满足m'远大于mD.此实验需要两光电门之间的距离s尽量小些(2)测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的读数如图乙所示,其读数为 cm。
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高中物理专题练习-力学实验(含答案)1．(10分)(1)①下图中游标卡尺游标尺的每小格比主尺的每小格小________ mm；该游标卡尺的读数应为________mm.②螺旋测微器的读数应为________mm.(2)如图,某实验小组用光电门、小车等实验器材探究小车加速度与合外力的关系.①某次实验中挡光片经过光电门的挡光时间为t,已知小车出发位置与光电门距离为L,挡光片宽度为d,则小车的加速度a＝________.②保证实验顺利完成,且结果精确,试举出两个需要注意的问题.______________________________________________________________________________________________________________________________________.2．(10分)在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中.(1)某同学采用如图甲所示的装置进行实验,________(选填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力,________(选填“需要”或“不需要”)测量小车的质量.甲(2)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带,如图乙所示.在纸带上,连续5个点为一个计数点,相邻两个计数点之间的距离见下表,并画出对应的图线(其中横坐标数值表示第几个0.1 s,纵坐标对应的是该0.1 s内物体的位移)如图丙所示.则小车的速度随时间________(选填“是”或“不是”)均匀变化；整个过程中小车的平均加速度为________m/s2.(保留两位有效数字)乙丙时间t/(×0.1 s)12345 6相邻计数点的1.452.453.464.445.456.46距离x n/cm3．(10分)平放置的木板上固定有一张白纸, 一橡皮筋的一端固定在白纸上的O点,另一端A拴两个细绳套.(1)下面为实验的一些操作步骤：①比较F′和F的大小、方向是否近似相同；②过P点用统一标度作出F、F1、F2的图示；③用一个弹簧测力计钩住细绳套,拉A至某点P,在纸上标出P点,记下拉力F的方向和大小；④用平行四边形定则作出F1、F2的合力F′；⑤用两个弹簧测力计互成角度分别拉住两个细绳套,拉A至同样的位置P,在纸上记下两个力F1、F2的方向和大小.这些实验步骤的合理顺序为________________.(2)对于该实验,下列说法正确的是________.A．两细绳套必须等长B．若将细绳换成橡皮筋,对实验结果有影响C．记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线D．实验中,把橡皮筋的另一端拉到P点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大(3)假如在上述实验步骤⑤中,使其中一个弹簧测力计拉力F1的大小不变,逐渐增大F1方向与合力方向之间的夹角,且保证两个弹簧测力计之间的夹角小于90°.为了使橡皮条仍然伸长到P点,对另一只弹簧测力计的拉力F2的大小和方向与原来相比,下面说法中正确的是________.A．F2一直变大,与合力方向的夹角一直增大B．F2一直变大,与合力方向的夹角先变大后变小C．F2一直变小,与合力方向的夹角一直减小D．F2先减小后增大,与合力方向的夹角先减小后增大4．(10分)某课外兴趣小组利用如图所示的实验装置研究“加速度与合外力的关系”.(1)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可使木板适当倾斜来平衡摩擦力,则下面操作正确的是()A．不挂钩码,放开没有纸带的小车,能够自由下滑即可B．不挂钩码,轻推没有纸带的小车,小车能够匀速下滑即可C．不挂钩码,放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D．不挂钩码,轻推拖着纸带的小车,小车能够匀速下滑即可(2)该小组同学实验时先正确平衡摩擦力,并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力,改变钩码的个数,确定加速度a与细线上拉力F的关系,下列图象中能正确表示该同学实验结果的是________.(3)在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,某次实验中一段纸带的打点记录如图所示,则小车运动的加速度大小为________ m/s2.(保留3位有效数字)5．(10分)某学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系.装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持铝箱总质量不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组a、F 值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮绳子的拉力),不计滑轮的重力.(1)某同学根据实验数据画出了a－F关系图线如图乙所示,则由该图象可得铝箱总质量m＝________,重力加速度g＝________(结果保留两位有效数字).(2)当砂桶和砂的总质量M较大导致a较大时,实验得到的加速度a的值可能是________.(填选项前的字母)A．12.0 m/s2B．10.0 m/s2C．5.0 m/s2D．6.0 m/s26．(10分)(1)某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律,进行如下操作：①用天平测定小球的质量为m＝10.0 g；②用游标卡尺测出小球的直径为d＝10.0 mm；③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为h＝80.90 cm；④电磁铁先通电,让小球吸在下端；⑤电磁铁断电,小球自由下落；⑥在小球经过光电门的时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为t＝2.50×10－3s,由此可算得小球经过光电门时的速度为________m/s.⑦计算此过程中小球重力势能的减少量为________J,小球动能的增加量为________J.(g取10 m/s2,结果保留三位有效数字)(2)另一同学用上述实验装置通过改变光电门的位置,用h表示小球到光电门时的下落距离,用v表示小球通过光电门的速度,根据实验数据作出了如图乙所示的v2－h图象,则当地的实际重力加速度为g＝________m/s2.7．(10分)用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知m1＝50 g、m2＝150 g ,则(计算结果保留两位有效数字)①在纸带上打下记数点5时的速度v＝________m/s；②在记数点0～5过程中系统动能的增量ΔE k＝________J.为了简化计算,设g＝10 m/s2,则系统势能的减少量ΔE P＝________J；③在本实验中,若某同学作出了v22－h图象,如图所示,h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g＝________m/s2.答案力学实验专练1．解析(1)①20分度的游标卡尺,游标尺每格0.95 mm,比主尺每格小0.05 mm.游标卡尺读数13 mm＋16×0.05 mm＝13.80 mm.②螺旋测微器读数0.5 mm＋14.1×0.01 mm＝0.641 mm.(2)①由v2＝2aL,v＝dt可知a＝d22Lt2.②实验之前要平衡摩擦力,以保证钩码的重力充当合外力；钩码质量应远小于小车质量,以保证钩码重力近似等于小车受到的拉力；挡光片尽量窄一些,L距离尽量大一些,以保证利用光电门所求得的速度更加接近瞬时速度.答案(1)①0.05(2分)13.80(2分)②0.641 mm(0.641或0.642均正确)(2分)(2)①d22Lt2(2分)②实验之前要平衡摩擦力；钩码质量应远小于小车质量；挡光片尽量窄一些,L距离尽量大一些(举出两个即可得2分)2．解析(1)本实验的目的是探究小车速度随时间的变化规律,故不需要平衡摩擦力,也不需要测量小车的质量.(2)由题图知,小车的速度随时间是均匀变化的,可求小车的加速度x6－x1＝5aT2,解得加速度a≈1.0 m/s2.答案(1)不需要(2分)不需要(2分)(2)是(2分) 1.0(0.95～1.1均可)(4分)3．解析(1)由“验证力的平行四边形定则”实验的操作步骤可知,顺序应为③⑤②④①；(2)实验中,为了防止超过弹簧测力计的量程,在把橡皮筋的另一端拉到P点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大.(3)F1与F2的合力不变,做出力的矢量三角形,当F1大小不变,而逐渐增大F1方向与合力方向之间的夹角时,F2一直变大,与合力方向的夹角先变大后变小,但题干中界定了两弹簧测力计之间的夹角小于90°,所以F2方向与合力方向的夹角是一直变大的,故B、C、D错误,A正确.答案(1)③⑤②④①或⑤③②④①(4分)(2)D(4分)(3)A(2分)4．解析(1)平衡摩擦力时,使重力沿斜面方向的分力等于摩擦力,不挂钩码,轻推拖着纸带的小车,小车能够做匀速直线运动,则摩擦力得到平衡.选D.(2)因为拉力是由传感器测出,已经平衡了摩擦力,则加速度与拉力的关系图线是过原点的倾斜直线,即加速度与拉力成正比.选A.(3)根据Δx＝aT2,运用逐差法得,a＝x CE－x AC4T2＝7.50 m/s2.答案(1)D(3分)(2)A(3分)(3)7.50(4分)5．解析(1)铝箱所受的合力即为绳的拉力与重力的合力,绳的拉力等于力传感器示数的一半,对铝箱根据牛顿第二定律得F2－mg＝ma,即a＝12m F－g,根据图象可得m＝0.20 kg,g＝9.8m/s2.(2)根据牛顿第二定律可得a ＝M －m M ＋mg <g ,所以只有选项C 、D 正确. 答案 (1)0.20 kg(4分) 9.8 m/s 2(4分) (2)CD(2分)6．解析 (1)小球经过光电门时的速度为v ＝d t ＝4.00 m/s,小球重力势能的减少量为ΔE p ＝0.01×10×(0.809 0－0.005) J ＝0.080 4 J,小球动能的增加量为ΔE k ＝12m v 2＝0.080 0 J.(2)小球下落过程中机械能守恒,有mgh ＝12m v 2,整理得v 2＝2gh ,由图象得g ＝9.7 m/s 2.答案 (1)4.00(2分) 0.080 4(2分) 0.080 0(3分) (2)9.7(3分)7．解析 (1)v 5＝x 462T ＝0.480.2 m/s ＝2.4 m/s ；(2)在0～5过程中系统动能的增量ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 25＝12×0.2×2.42 J ≈0.58 J ； 系统重力势能的减小量为(m 2－m 1)gh ＝0.1×9.8×(0.384＋0.216) J ≈0.59 J ；(3)根据系统机械能守恒有(m 2－m 1)gh ＝12(m 1＋m 2)v 2,则12v 2＝m 2－m 1m 1＋m 2gh ,知图线的斜率k ＝m 2－m 1m 2＋m 1g ＝5.821.20,解得g ＝9.7 m/s 2. 答案 (1)2.4(3分) (2)0.58(2分) 0.59(2分) (3)9.7(3分)。