力学实验题-精选

1力学实验练习题实验一、研究匀变速直线运动1、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D，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，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s，小车运动的加速大小为________m/s2，AB的距离应为_______cm。（保留三位有效数字）2、某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm,d3=13.5cm，则（1）物体做的运动，理由是；（2）物体通过1计数点的速度v1=m/s；（3）物体运动的加速度为a=m/s2.3、某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验中使用的打点计时器的打点周期为T。他的实验步骤如下：①按图甲安装好实验器材；②接通电源，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。③选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图乙中0、1、2……6点所示；④测量相邻两个计数点之间的距离，分别记作s1、s2、s3……s6；⑤通过测量和计算，判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动。（1）利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度a=。（2）若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角a，且已知当地的重力加速度值g，则在以下物理量中，还能计算出（填字母序号）。A．小车的质量；B．小车与平板斜面之间的动摩擦因数；C．小车到达斜面底端时的速度；D．小车滑下过程中损失的机械能。4、某同学用图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：a．安装好实验器材。b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2……6点所示。c．测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3……S6。d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动。e．分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值66332211....tsts、ts、ts。f．以ts为纵坐标、t为横坐标，标出ts与对应时间t的坐标点，划出ts—t图线。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：○1实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有和。（填选项代号）A、电压合适的50Hz交流电源B、电压可调的直流电源C、刻度尺D、秒表E、天平F、重锤○2将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则S2=cm，S5=cm。○3该同学在图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出ts—t。○4根据ts—t图线判断，小车在斜面上运动的加速度a=m/s2。5、某兴趣小组为研究一遥控小车的运动情况。进行了有关实验，，其步骤如下：①将电动小车、纸带和打点计时器按图甲所示安装；②接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；③使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭电源，待小车静止后再关闭打点计时器。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列下列问题：（1）该电动小车运动的最大速度为_____m/s。（2）该电动小车关闭电源后的加速度为________m/s2答案：1、0.986，2.58，5.992、（1）匀加速直线Δs=常数（2）0.375m/s（3）1.5m/s23、（1）)36/()]()[(2321654Tssssss（2）B4、①A，C；②（2.97~2.99），（13.19~13.21）；③图略；④（4.50~5.10）5、（1）1.50(2)-2.0t×0.01sd1d2d30123电动小车打点计时器纸带图甲·····················6．00··6．015．996．005．785．355．044．714．404．073．75单位：cm图乙2实验二、探究弹力和弹簧伸长的关系1、某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，按正确操作方法测出的数据如下表。其中，他选择的轻质弹簧的原长是10cm，实验中弹簧的伸长始终未超过弹性限度。弹簧所受拉力F/N2.04.06.08.010.012.014.0弹簧的总长度l/cm11.0112.0112.9914.0015.0116.0016.99（1）若以拉力F为纵坐标，以弹簧的伸长x为横坐标，请你在右图中描点并作出该弹簧的F—x图线。（2）若以x为自变量，且F的单位用N表示，x的单位用m表示，则上述图线所代表的函数为。2、用金属制成的线材（如钢丝、钢筋）受到拉力会伸长，十七世纪英国物理学家胡克发现：金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比，这就是著名的胡克定律，这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现有一根用新材料制成的金属杆，长为4m，横截面积为0.8cm2，设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000，问最大拉力多大？由于这一拉力很大，杆又较长，直接测试有困难，选用同种材料制成样品进行测试，通过测试取得数据如下：（1）测得结果表明线材受拉力作用后，其伸长与材料的长度成_____，与材料的截面积成_____。（2）上述金属杆承受的最大拉力为________N。3、建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋等）在外力作用下会伸长，其中伸长量不仅与拉力的大小有关，还与金属材料的横截面积有关。人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常量，这个常量叫做杨氏模量。用E表示，即)/()(LLSFE；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器；游标卡尺；米尺；天平；固定装置等。设计的实验如图甲所示。（1）在一次测量中：螺旋测微器测金属丝直径D，如图乙所示，其示数为_________mm；游标卡尺如图丙所示，其示数为____mm。（2）用以上所测物理量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为E=__________。4、当物体从高空下落时，所受阻力会随物体的速度增大而增大，因此经过下落一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度。研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径r和质量m有关。下表是某次研究的实验数据：小球编号ABCDE小球的半径（×10-3m）0.50.51.522.5小球的质量（×10-6kg）254540100小球的收尾速度（m/s）1640402032(1)根据表中的数据,求出B球和C球在达到收尾速度时所受阻力之比为(2)根据表中的数据,归纳出球型物体所受的阻力f与球的速度v及球的半径r的关系,写出其表达式为:，其比例系数k=。5、九江大桥撞船事故后，佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修，其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工，置换了大桥上所有的斜拉悬索。某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截的圆面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力。由于悬索很长，抗断拉力又很大，直接测量很困难，同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究。由胡克定律可知，在弹性限度内，弹簧的弹力F与形变量x成正比，其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关。因而同学们猜想，悬索可能也遵循类似的规律。（1）同学们准备象《探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系》的实验一样将样品竖直悬挂，再在其下端挂上不同重量的重物，来完成本实验。但有同学说悬索的重力是不可忽略的，为了避免悬索所受重力对实验的影响，你认为可行的措施应该是：。（2）同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积，某次测量的结果如图所示，则该样品的直径为。（3）经过同学们充分的讨论，不断完善实验方案，最后实验取得数据如下：样品长度200N400N600N800N样品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm样品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm样品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm样品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm样品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.32cm①分析样品C的数据可知，其所受拉力F（单位N）与伸长量X(单位m)遵循的函数关系式是。②对比各样品的实验数据可知，悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比，其比例系数与悬索长度成正比、与悬索的横截面积成正比。答案：1、（1）图略（2）F=kx，其中k=200N/m或F=200x2、(1)正比，反比。（2）104N3、（1）3.853(±0.002)11.4(2)LhLhDhLmgL2222224、（1）1:9（2）f=kvr2k=50Ns/m35、（1）将悬索样品水平放置在光滑水平面上，用滑轮将竖直向下的重力变为水平的拉力。（2）0.830cm；（3）①F＝2×106X（N）②平方的倒数、的大小。长度250N500N750N1000N1m0.05cm20.04cm0.08cm0.12cm0.18cm2m0.05cm20.08cm0.16cm0.24cm0.321m0.10cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm拉力伸长截面积2LL+ΔLL+ΔLmh3035400图乙120510图丙图甲拉力伸长量截面积cm123010203实验三、验证力的平行四边形定则1、某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C.用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F’的图示；F.比较力F’与F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是和；②遗漏的内容分别是和。2、在“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图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________。②本实验采用的科学方法是---（）A.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3、某同学在做验证互成角度的两力合成的平行四边形定则的实验时，把橡皮条一端固定，另一端用A、B两个弹簧秤同时拉着到达O点位置，此时两弹簧秤的读数分别是FA＝3.41N和FB＝4.18N，其位置记录如图所示．倘若橡皮绳的活动端仅由一个弹簧秤拉着，也把它拉到O点位置，读得弹簧秤的读数为FC＝6.14N，其位置如C．以1cm表示1N，作力的图示，用作图法．．．求出FA、FB的合力大小（要说明量值）、和方向（只要图示），并说明该实验的结论．用作图法．．．求得FA、FB的合力大小为N；实验结论是：．4．为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：如图所示，在木块A和木块B上贴上待测的纸，B板水平固定，砂