2018专题高中物理力学部分实验专练

高中物理力学实验专题(必修1、必修2)1．（1）用电磁打点计时器、平板（光滑）、小车等器材做研究匀变速直线运动的实验，下图是学生即将释放小车之前．．．．．．．．的实验装置图。该装置图中有3处明显错误．．．．，它们分别是：①；②；③。(2)在《研究匀变速直线运动的规律》实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，处理时每隔4个点取一个记数点，测出的数据如图。则打点计时器打下C点时小车的速度vC=m/s，小车运动的加速度a=m/s2。2．实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连。木块右侧与打点计时器的纸带相连。在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程。结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g=10m/s2）打点计时器纸带图1纸带运动方向7.727.216.716.255.765.294.814.31图2单位：cm3．某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。表中是该同学记录的实验数据，实验中弹簧始终未超过弹性限度。（g=10m/s2）钩码质量m/g0306090120150弹簧总长度l/cm6.007.188.409.6210.8012.40（1）根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x的关系图象（2）根据图象得到弹簧的劲度系数是N/m。4．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验方法如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示。英才将钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到水平地面，水平距离为S。（1）请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式。（2）弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如表所示：弹簧长度压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50钢球飞行水平距离s/m2.013.004.014.966.017.00从上面的实验数据，你分析弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩星x之间有何关系？为什么？5．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，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，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）。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。（1）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答：。（选填“变”或“不变”）（2）图乙中的F与F/两力中，方向一定沿AO方向的是______________。（3）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6．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，先用一个弹簧秤拉橡皮条的另一端到某—点并记下该点的位置；再将橡皮条的另一端系两根细绳，细绳的另一端都有绳套，用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：A．两根细绳必须等长B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行D．在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等E．在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置其中正确的是。(填入相应的字母)（2）某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，关于F1、F2与F、θ1和θ2关系正确的有：__________A.F1=4NB.F=12NC．θ1=45°D．θ1＜θ27、在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。（1）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力。（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象。（3）如下图(a)，甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是。（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线如下图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？8．某学习小组的同学在用打点计时器探究物体的加速度与物体的质量之间的关系实验中，不改变拉力，只改编物体的质量，得到了如下表所示的几组数据，其中第3组数据还未算出加速度，但对应该组已打出了纸带，如图7所示（长度单位：cm），图中各点为每5个打点选出的计数点（两计数点间还有4个打点未标出）（1）请由纸带上的数据，计算出缺少的加速度值并填入表中（小数点后保留两位数）（2）请建立合适的坐标，将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上，并作出平滑的图线（3）由图像得出的结论是：_________________________________________________实验次数123456小车质量（g）2003004005006001000小车加速度（2/ms）2.001.330.790.670.40小车质量倒数（1kg）5.003.332.502.001.671.009．在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是（填字母代号）．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度10．某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：①摆好实验装置如图所示。②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车。③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。小车打点计时器纸带P④先释放小车，后打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带。（1）在多次重复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：①第一个点到第N个点的距离为40.0cm。②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为J，小车动能的增量为J。（2）此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大。显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：11．（1）在利用打点计时器和重锤做“验证机械能守恒定律”得实验时，以下说法正确得是A．应选用质量较大得重锤，使重锤和纸带所受得重力远大于它们所受得阻力B．重锤得质量必须测出才能完成验证实验C．处理数据时必须挑选第一、二两点间距离接近2mm得纸带才能完成实验D．处理数据时可以避开纸带上初始得密集的几点，选择后面合适的两点进行测算与验证（2）在验证机械能守恒定律的实验中若重物质量为0.50kg，选择好的纸带如图，已知相邻两点时间间隔为0.02s（OA之间还有一些点未画出），长度单位是cm，g取9.8m/s2。则打点计时器打下点B时，重物的速度vB=________m/s；从起点O到打下点B的过程中，重物重力势能的减小量ΔEP=_______J，动能的增加量ΔEK=__________J。（结果保留三位有效数字）3.134.867.02ABCO12．如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m1＞m2，现要利用此装置验证机械能守恒定律。（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_________。①物块的质量m1、m2；②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；④绳子的长度。（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：①绳的质量要轻；②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；④两个物块的质量之差要尽可能小。以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。（3）写出一条．．上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：______________________________________________________________________________。2、(2016·吉林质检)“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F。通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图乙所示。(1)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；(2)在轨道水平时，小车运动的阻力Ff＝________N；(3)图乙中，拉力F较大时，aF图线明显弯曲，产生误差。为避免此误差可采取的措施是________。A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验3、如图甲所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示，则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹__________为止。(2)如图丙所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。4、某同学利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图．如图（b）所示．实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”）关系．（2）由图（b）可知，a﹣m图线不经过原点，可能的原因是存在．（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实脸中应采取的改进措施是，钩码的质量应满足的条件是．5、右图所示的实验装置验证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