1、力学实验专题训练 2017、04 1.在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块 A、B，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为 m1 和 m2实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为 t1、t 2（1）图 22为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度 d 时所得的不同情景。由该图可知甲同学测得的示数为 mm，乙同学测得的示数为 mm。（2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式： 来源: 学.被压缩弹簧开始贮存的弹性势能 PE2.为验证“动能定理” ，某同学设计实验装置如图 5a 所示，木板倾斜构成固定斜面
2、，斜面 B 处装有图 b所示的光电门.(1)如图 c 所示，用 10 分度的游标卡尺测得挡光条的宽度 d (2)装有挡光条的物块由 A 处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间 t，则物块通过 B 处时的速度为_ (用字母 d、t 表示)；(3)测得 A、B 两处的高度差为 H、水平距离 L.已知物块与斜面间的动摩擦因数为 ，当地的重力加速度为 g，为了完成实验，需要验证的表达式为_ _.(用题中所给物理量符号表示)3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图 10 甲所示，将质量为 m、直径为 d 的金属小球在一定高度 h 由静止释放，小球正下方固
3、定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间 t，改变小球下落高度 h，进行多次重复实验 .此方案验证机械能守恒定律方便快捷.甲 乙0123401234550可 动 刻 度固定刻度 固定刻度(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径 d_mm ；(2)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象_；A.ht 图象 B.h 图象 C.ht 2 图象 D.h 图象1t 1t2(3)经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量 mv2 总是稍小于重力势能减少量 mgh，你认为增加释放12高度 h 后，两者的差值会_(填“增大” “缩小”或“不变”).4.某同学用如图甲所示
4、的装置测滑块与长木板间的动摩擦因数，将木板水平固定在桌面上，木板左端固定挡板上连接一轻质弹簧，长木板上 A、B 两点安装有光电门，滑块放在长木板上，靠近轻质弹簧.(1)用游标卡尺测出挡光片的宽度，读数如图乙所示，则挡光片的宽度 d_ mm.(2)在滑块上装上挡光片，用手推动滑块向左移动压缩弹簧，将弹簧压缩到适当的程度松手，滑块在弹簧弹力的作用下向右滑去，滑块离开弹簧后分别通过 A、B 两点的光电门，与光电门相连的计时器分别记录下滑块上挡光片通过 A、B 两点光电门的时间 t1 和 t2，则滑块通过 A 点的速度为_，通过 B点的速度为_(用物理量的字母表示 ).(3)通过改变滑块压缩弹簧的程度
5、大小进行多次实验，测出多组滑块通过 A 点和 B 点的速度 vA和 vB，作出 v v 图象，若图象与 v 轴的交点为 a，重力加速度为 g，要求出动摩擦因数，还需要测出2A 2B 2A_，若此需要测出的物理量用 x 表示，则滑块与长木板间的动摩擦因数为_(用题中给出的字母表示).5.小明用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A 为装有挡光片的钩码，总质量为 M，挡光片的挡光宽度为 b，轻绳一端与 A 相连，另一端路过跨过光滑轻质定滑轮与质量为 m（mb）时的速度，重力加速度为 g。（1）在 A 从静止开始下落 h 的过程中，验证以 A、B、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为 （用题目所
6、给物理量的符号表示） ；（2）由于光电门所测的平均速度与物体 A 下落 h 时的瞬时速度间存在一个差值 v，因而系统减少的重力势能 系统增加的动能（选填“大于”或“小于” ） ； （3）为减小上述 v 对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是A.保持 A 下落的初始位置不变，测出多组 t，算出多个平均速度然后取平均值B.减小挡光片上端到光电门的距离 hC.增大挡光片的挡光宽度 b D.适当减小挡光片的挡光宽度 b（4）若采用本装置测量当地的重力加速度 g，则测量值 真实值（选填“大于” “等于”或“小于”） 。6.某实验小组利用图 4 所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤
7、如下：A.挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持 A 中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器 1 和速度传感器 2 时的速度大小 v1 和 v2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复 A 到 B 的步骤.回答下列问题：(1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？_(填“是”或“ 否”) ；(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有_ ；A.悬挂钩码的总质量 m B.长木板的倾角 C.两传感器间的距离 l D.小车的质量 M(3)根据实验所测的物理量
8、，动能定理的表达式为：_.(重力加速度为 g)7如图所示，某实验小组用光电数字计时器测量小车在斜面上下滑时的加速度，实验主要操作如下：用游标卡尺测量挡光片的宽度 d；测量小车释放处挡光片到光电门的距离 x；由静止释放小车，记录数字计时器显示挡 光片的挡光时间 t；改变 x，测出不同 x 所对应的挡光时间 t。（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度时的结果如图，则挡光片的宽度 d=_mm；（2）小车加速度大小的表达式为 a=_(用实验中所测物理量符号表示 )；（3）根据实验测得的多组 x、t 数据，可绘制图象来得到小车运动的加速度，如果图象的纵坐标为 x，横坐标为 ，实验中得到图象的斜率为 k，则小车
9、运动的加速度大小为_（用 d、 k 表示） 。21t8.为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数 ，某同学设计了如图所示的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切，A 为桌子右边缘， O 点为 A 在地面上的竖直投影点。第一次实验时，滑槽固定于桌面右端,且其末端与桌子右边缘 A 对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平地面的 P 点，如图甲所示；第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出其末端与桌子边缘 A 的距离为 L，滑块仍从滑槽顶端由静止释放,落在水平地面的 Q 点，如图乙所示。已知重力加速度为 g，不计空气阻力。 （1）实验还需要测出的物理量是(填写选项前面的字母) 。A滑槽顶端距桌面的高度
10、hB桌面距地面的高度 HCO 点到 P 点的距离 d1 DO 点到 Q 点的距离 d2E滑动的质量 m（2）根据已知量和测量的量，可以得出动摩擦因数的 表达式为 = 。（3）如果该同学在进行第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑块在水平桌面上滑行的距离为 ，则S动摩擦因数可表示为 。 9.为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用 DIS 设计了一个实验，装置如图 8 甲所示，图中 A 为电磁铁，B 为光电门，有一直径为 d、质量为 m 的金属小球通过电磁铁从 A 处由静止释放，下落过程中能通过 A 处正下方、固定于 B 处的光电门，测得 A、B 间的距离为 H，光电计时器记录下小
11、球通过光电门的时间为 t，单位是毫秒.当地的重力加速度为 g=9.8 m/s2，且小球直径 d 远小于A、B 间的距离 H.(1)用螺旋测微器测得小球的直径如图乙所示，则d_ m.(2)多次改变高度 H，重复上述实验，作出 H 的变1t2化图象如图丙所示，该图线斜率的理论值 k_ (ms) 2 m1 .(保留 2 位有效数字)(3)实验中发现动能增加量 Ek 总是稍小于重力势能减少量 Ep，可能的原因是_ AA_(任意答出一条原因即可 ).1. .3.505（3.5033.507 均可） (1 分)，3.485（3.4833.487 均可）(1 分) ； (2 分) (2 分)11=22 =1
12、2(1)2+22(2)2 2 (1)0.52 (2) (3) gHgLdt d22t2答案 (1)17.806(17.80417.808 均可) (2)D(3)增大解析 (1)螺旋测微器的读数为 d17.5 mm30.60.01 mm17.806 mm(2)减小的重力势能若全部转化为动能，则有 mgh mv2，小球通过计时器时的平均速度可近似看做瞬时速12度，故 v ，联 立可得 h ( )2，故作 h 图象，D 正确.dt 12gdt 1t2(3)由于实验中存在空气阻力，所以发现小球动能增加量 mv2总是稍小于重力势能减少量 mgh，若增加释12放高度 h，则阻力做功增大，系统损失的机械能增
13、加，所以两者的差值会增大.答案 (1)2.60 (2) (3) AB 间的距离 dt1 dt2 a2gx解析 (1)主尺读数为 2 mm，游 标尺读数为 12，由 图知该 游标尺为二十分度的卡尺，精度为 0.05 mm，故测量结果为：d2 mm120.05 mm2.60 mm.(2)根据公式 v 可知：A 点的速度为 vA ，B 点的速度 为 v2 .xt dt1 dt2(3)根据速度位移公式 v v 2gx 可知，v v 2gx，因此还需要测量 AB 间的距离.2A 2B 2A 2B由题意知 2gxa，解得 .a2gx23.（1） （3 分） ；（2）大于（2 分） ；（3）D （2 分）
14、；（4）小于2)(21)(tbmMgh答案 (1)否 (2)ACD (3) mgl Mv Mv12 2 12 21解析 (1)小车在重力、斜面 弹力、摩擦力、 细线拉力作用下处于平衡状态，挂上钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙 对实验结果没有影响.(2)(3)根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动 能的变化量，则有：mgl Mv Mv ，12 2 12 21所以要测量悬挂钩码的总质量 m、两 传感器间的距离 l 和小车的质量 M.（1）2.55 (2 分) （2） (2 分) （3） (2 分)daxtdk【命题立意】以测量加速度为实验命题背景考查学生的实验能力【解析】 （1）略（2） ， 得tdvxva22dt（3）由 可知，斜率 ，所以2atdxkk222 （1） BCD （2） （3）答案 (1)4.70010 3 (2)0.89 (3) 受到空气阻力或者 H 测量值偏大(任意答出一条原因即可)Ld421Sd421
