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1、專題08 力學(xué)實(shí)驗(yàn) 1、甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)圖1(1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材_；乙同學(xué)需在圖中選用的器材_(用字母表示)圖2(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶和.紙帶_的加速度大(填“”或“”)，其加速度大小為_【解析】(1)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”一般采用重錘自由落體運(yùn)動(dòng)，使用紙帶法測速度,所以要用到重錘和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，即A、B；“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)一般以小車為研究對象，需改變小車質(zhì)量，要用到紙帶法測加速度，所以需要電火花計(jì)時(shí)器、小

2、車、鉤碼，即B、D、E.(2)紙帶相鄰相等時(shí)間位移之差x10.1 cm,而紙帶的x20.05 cm，由a可知紙帶加速度大，且可算得a m/s22.5 m/s2.【答案】(1)ABBDE(2)(2.50.2) m/s22、某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點(diǎn)，光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測出，取v作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小Ep與動(dòng)能變化大小Ek，就能驗(yàn)證

3、機(jī)械能是否守恒。(1)Epmgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到 之間的豎直距離。A鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用Ekmv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為 cm。某次測量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.010 0 s，則鋼球的速度為v m/s。(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：Ep(102 J)4.8929.78614.6919.5929.38Ek(102 J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的Ep與Ek之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請說明理由。

4、(4)請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議?！窘馕觥?1)鋼球下落高度h，應(yīng)測量釋放時(shí)鋼球心到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心之間的豎直距離，故選B。(2)遮光條的寬度d1.50 cm，鋼球的速度v1.50 m/s(3)不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成Ek小于Ep，但表中Ek大于Ep。(4)分別測出光電門和球心到懸點(diǎn)的長度L和l，計(jì)算Ek時(shí)，將v折算成鋼球的速度vv?！敬鸢浮?1)B(2)1.501.50(3)不同意理由見解析(4)見解析3、某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另

5、一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖(a)(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n1，2，3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余Nn個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對于其起始位置的位移s，繪制st圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n2時(shí)的st圖象如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。n12345a/ms20.20

6、0.580.781.00圖(b)(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出an圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。圖(c)(5)利用an圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為 kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g9.8 ms2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是 (填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號)Aan圖線不再是直線Ban圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)Can圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【解析】(3)因?yàn)樾≤囎龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，將圖(b)中點(diǎn)(2，0.78)代入sat2可得，a0.39 m/s2。(4)根據(jù)描點(diǎn)法可得如圖所示

7、圖線。(5)根據(jù)牛頓第二定律可得nmg(M5m)a，則an，圖線斜率k，可得M0.45 kg(6)若不平衡摩擦力，則有nmgM(5n)mg(M5m)a，則an，所以an圖線仍是直線，但直線不過原點(diǎn)，斜率變大，故B、C正確?！敬鸢浮?3)0.39(4)見解析圖(5)0.45(6)BC4、用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測量A、O之間的距離x。

8、(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是 。(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量 。A彈簧原長 B當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將 。A增大 B減小 C不變【解析】(1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，v。(2)根據(jù)功能關(guān)系可得，Epmv2，則還需要測量滑塊的質(zhì)量，選項(xiàng)C正確。(3)增大A、O之間的距離x，彈簧的彈性勢能增大，滑塊離開彈簧后的速度增大，從B到C的時(shí)間t將減小，選項(xiàng)B正確?！敬鸢浮?1)(2)C(3)B5、在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系

9、在橡皮條的另一端用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示請將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計(jì)的示數(shù)F3，_；按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；比較_的一致程度，若有較大差異，對其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【解析】此步驟中應(yīng)記錄此時(shí)拉力的大小和方向，結(jié)合的操作，中橫

10、線應(yīng)填寫:沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線要驗(yàn)證平行四邊形定則,需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故中橫線應(yīng)填寫F和F3【答案】沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn),用刻度尺把這些點(diǎn)連成直線F和F36、利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。圖2為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的 。A動(dòng)能變化量與勢能變化量B速度變化量與勢能變化量C速度變化量與高度變化量除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是 。A交流電源 B刻度尺 C天平(含砝碼)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得

11、到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量Ep ，動(dòng)能變化量Ek 。圖3大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是 。A利用公式vgt計(jì)算重物速度B利用公式v計(jì)算重物速度C存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2h圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過

12、原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，請你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確的。【解析】重物下落過程中重力勢能減少，動(dòng)能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等，A項(xiàng)正確。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故要選A，需要測紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選B，根據(jù)mghmv20可將等式兩邊的質(zhì)量抵消，不需要天平，需使用C。重物的重力勢能變化量為EpmghB，動(dòng)能的變化量Ekmvm()2重物重力勢能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確。該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)mg

13、hfhmv20，則v22(g)h可知，v2h圖象就是過原點(diǎn)的一條直線。要想通過v2h圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g?！敬鸢浮?1)增強(qiáng)敏感(2)AABmghBm()2C 不正確，理由見解析7、某同學(xué)利用如圖1所示裝置研究外力與加速度的關(guān)系。將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上，通過細(xì)繩繞過定滑輪懸掛鉤碼，小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)。開始實(shí)驗(yàn)后，依次按照如下步驟操作：同時(shí)打開力傳感器和速度傳感器；釋放小車；關(guān)閉傳感器，根據(jù)Ft，vt圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a；重復(fù)上述步驟。(1)某次釋放小車后得到的Ft，vt圖象如圖2和3所示。根據(jù)圖象，此次操作應(yīng)記

14、錄下的外力F大小為 N，對應(yīng)的加速度a為 m/s2。(保留2位有效數(shù)字)(2)利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象(aF圖象)，如圖4所示。若圖線斜率為k，則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為 ?！窘馕觥?1)根據(jù)vt圖象得到0.8 s前小車是靜止的，0.8 s后小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為：F0.785 N0.79 N，根據(jù)vt圖象的斜率求出加速度：a m/s21.8 m/s2。(2)根據(jù)a可知aF圖象理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，則小車的質(zhì)量為m?！敬鸢浮?1)0.791.8(2)8、某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究“外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車?yán)剿杰壍赖腛位置由靜止釋放，在小車從O位置運(yùn)動(dòng)到 A位置過程中，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得到了彈簧彈力與小車位移的關(guān)系圖線如圖(b) 所示，還得到了小車在 A位置的速度大小vA ；另外用電子秤測得小車(含位移傳感器發(fā)射器)的總質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}：(1)由圖(b)可