力学实验1.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a 和b ,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。
下列表述正确的是A .a 的原长比b 的长B .a 的劲度系数比b 的大C .a 的劲度系数比b 的小D .测得的弹力与弹簧的长度成正比2.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图8所示的纸带。
图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是A .实验时应先放开纸带再接通电源B .(S 6一S 1)等于(S 2一S 1)的6倍C .从纸带可求出计数点B 对应的速率D .相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s3.做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电源的频率为50Hz ,由纸带上打出的某一点开始,每537.545.052.5y /mm 60.0个点剪下一段纸带,按图所示,使每一条纸带下端与x轴重合,左边与y轴平行,将纸带段粘贴在直角坐标系中,则小车运动的加速度是m/s2(保留两位有效数字)。
4.某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。
长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。
在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下:①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα;⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cosα关系曲线。
(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):①斜面倾角的余弦cosα= ;②滑块通过光电门时的速度v= ;③滑块运动时的加速度a= ;④滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ;(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d= 。
5.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律。
伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所示。
图中OA 表示测得的时间,矩形OAED 的面积表示该时间内物块经过的路程,则图中OD 的长度表示 。
P 为DE 的中点,连接OP 且延长交AE 的延长线于B ,则AB 的长度表示 。
6.如图为“用DIS (位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持___________不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS 测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可画出a -F 关系图线(如图所示)。
D PE B①分析此图线的OA 段可得出的实验结论是_________________________________。
②(单选题)此图线的AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是A .小车与轨道之间存在摩擦B .导轨保持了水平状态C .所挂钩码的总质量太大D .所用小车的质量太大7.一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图1所示。
图2是打出的纸带的一段。
⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ,利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_________。
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有 。
用测得的量及加速度a 表示小车在下滑过程中所受的阻力计算式为f =_________ 。
8.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打点计时器 图2 (单位:cm )5.1 5.746.47.07.68.39.68.910.26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)9.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。
计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。
该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。
小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:打点计时器纸带图1纸带运动方向7.72 7.21 6.71 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31图2 单位:cm砝码盘中砝码总重力F(N) 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a(m·s-2)0.69 1.18 1.66 2.18 2.70请根据实验数据作出a-F的关系图像.(3)根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点,请说明主要原因。
10.科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等。
一组同学研究“运动物体所受空气阻力与其运动速度关系”的探究过程如下:A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关。
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声波测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设。
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移-时间图线。
然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度-时间图线,如图(b)中图线1、2、3、4、5所示。
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设。
回答下列提问:⑴与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是___________,___________。
⑵图(a)中的AB段反映了运动物体在做_________运动,表中X处的值为_________。
⑶图(b)中各条图线具有共同特点:“小纸杯”在下落开始阶段做_______运动,最后“小纸杯”做______运动。
⑷比较图(b)中的1和5,指出在1.0~1.5s时间段内,速度随时间变化关系的差异:_________________________________________________________________。
时间(s)下落距离(m)0.0 0.000 0.4 0.0360.8 0.4691.2 0.9571.6 1.4472.0 X 1.02.01.0s(m)t(s)2.0AB图(a)v(m/s)t(s)图(b)5432111.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_________。
上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建(3)写出一条..议:___________________________________________________________________ ___________。
12.一水平放置的圆盘绕过其圆心的竖直轴匀速转动。
盘边缘上固定一竖直的挡光片。
盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过,如图1 所示。
图2为光电数字计时器的示意图。
光源A中射出的光可照到B中的接收器上。
若A、B间的光路被遮断,显示器C 上可显示出光线被遮住的时间。
挡光片的宽度用螺旋测微器测得,结果如图3所示。
圆盘直径用游标卡尺测得,结果如图4所示。
由图可知,(l)挡光片的宽度为_____________mm。
(2)圆盘的直径为_______________cm。
(3)若光电数字计时器所显示的时间为50.0 ms,则圆盘转动的角速度为_______弧度/秒(保留3位有效数字)。
答案及解析1.【答案】B【解析】图象中的斜率表示劲度系数,可知a 的劲度系数比b 的大,B 正确;与l 的截据表示原长则a 的原长比b 的短,A 错。
2.【答案】C【解析】在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A 错。
根据相等的时间间隔内通过的位移有2)(at N M x x N M -=-,可知(S 6一S 1)等于(S 2一S 1)的5倍,B 错。
根据B 点为A 与C 的中间时刻点有tx v AC B 2=,C 对;由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s ,D 错。
3.【答案】2/75.0s m a =【解析】由题意可得,每段纸带的长度就是相邻相等时间间隔内小车的位移,由图示数据可得m s 3105.7-⨯=∆,而相隔时间为T =0.02×5s =0.1s ,根据2aT s =∆,可得小车的加速度为:2/75.0s m a =。
4.【答案】(1)①sh h s 2212)(cos --=α;②d t ;③222t s d a =;④21222h h d mg m s st --; (2)3.62cm【解析】(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① ;根据三角形关系可得到s h h s 2212)(cos --=α,②根据t d t x v ==③根据运动学公式a v x 22=,有a v s 22=,即有222ts d a =;④根据牛顿第二定律ma f mg =-θsin ,则有22212t s d m s h h mg f --=; (2) 在游标卡尺中,主尺上是3.6cm ,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm 或者3.62cm 也对。