1、专题强化训练 (十四) 力学实验与创新1(2017成都外国语学校月考) 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为 50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5 的 6 个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点 1、3、5跟 0 点的距离补全填入下列表格中(1)距离 d1 d2 d3测量值 /cm 1.20(2)小车通过计数点“2” 的瞬时速度为 v2_ m/s，小车的加速度是 a_ m/s2解析：d 25.40 cm ；d312.00 cm
2、；v2 m/s0.21 x132T d2 d12T 5.40 1.2010 20.2m/sx x35x 13 6.60 cm4.20 cm2.40 cm；T0.2 s，故a m/s20.60 m/s 2xT 2 2.4010 20.22答案：(1)5. 40、12.00(12.01 及 12.02 均可)(2)0.21、0.60(0.605 及 0.61 均可 )2(2017哈尔滨第六中学高三模拟)(1)用游标卡尺测出某圆柱体的直径为 8.05 cm，则使用的是_分度的游标卡尺(选填“10”、 “20”或“50”) (2)关于图示力学实验装置，下列说法中正确的是_ A用此装置“研究匀变速直线运
3、动 ”时不需要平衡摩擦力B用此装置“探究小车的加速度与外力的关系 ”时，若用钩码的重力代替细线对小车的拉力，应保证钩码质量远小于小车质量C用此装置“探究功与速度变化的关系 ”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴细线，轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力解析：(1)用游标卡尺测出某圆柱体的直径为 8.05 cm，小数部分的读数为 0.5 mm，则使用的是 10 分度的游标卡尺；(2)用此装置“研究匀变速直线运动”时不需要平衡摩擦力，选项 A 正确；用此装置“探究小车的加速度与外力的关系”时，若用 钩码的重力代替 细线对小车的拉力， 应保证钩码质量远小于小车质量，选项
4、 B 正确；用此装置“探究功与速度 变化的关系”时，将长木板远离滑轮一端适当垫高，且小车未拴 细线， 轻推小车后，通过纸带分析若小车做匀速运动，即实现平衡摩擦力，选项 C 正确；故选 ABC答案：(1)10 (2)ABC3(2017山西高三考前测试) 某同学为了探究求合力的方法，先用一个弹簧秤通过细线悬吊一个钩码，当钩码静止时，弹簧秤的示数为 2.00 N；再用两个弹簧秤 a 和 b 通过两根细线互成角度将该钩码悬吊，其中 a 所拉细线方向水平(如图 1)，当钩码静止时，b 的示数如图 2 所示(1)b 的示数为_N ，a 的拉力为_ N(2)保持 a 及其拉的细绳方向不变，将 b 及其拉的细
5、绳方向沿逆时针在图示平面缓慢转至竖直方向的过程中，b 的示数_( 选填“变大” “变小”或“不变”) 解析：(1)由图 2 可知弹簧秤的最小刻度为 0.1 N，估 读到下一位 0.01 N，则 b 的拉力为2.50 N；对 O 点分析受三个力而平衡，根据勾股定理可求得 Fa 1.50 NF2b mg2(2)以结点 O 为 研究对象，分析受力情况：重力 G、Fb和 Fa，作出受力图，并作出 BO 绳在不同位置的力的合成图由图可以看出，在测力计 b 自 图所示沿逆时针方向缓慢转 至竖直位置的过程中， BO 的拉力一直减小，当两根绳相垂直 时， BO 的拉力最小，故 b 的示数变小答案：(1)2.5
6、0 1.50(1.481.52) (2)变小4(2017合肥市第一中学高三月考) 某小组测量木块与木板间动摩擦因数，实验装置如图甲所示(1)测量木块在水平木板上运动的加速度 a，实验中打出的一条纸带如图乙所示，从某个清晰的点 O 开始，每 5 个打点取一个计数点，依次标出 1、2、3，量出1、2、3点到 O 点的距离分别为 s1、s 2、s 3，从 O 点开始计时，1、2、3点对应时刻分别为 t1、t 2、t 3，求得 ， ， ，作出 t 图象如图丙v1s1t1 v2 s2t2 v3 s3t3 v 所示，图线的斜率为 k，截距为 b，则木块的加速度 a_；b 的物理意义是_(2)实验测得木块的
7、加速度为 a，还测得钩码和木块的质量分别为 m 和 M，已知当地重力加速度为 g，则动摩擦因数 _(3)关于上述实验，下列说法错误的是_A木板必须保持水平B调整滑轮高度，使细线与木板平行C钩码的质量应远小于木块的质量D纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素解析：(1)图线纵轴截距是 0 时刻对应的速度，即表示 O 点的瞬时速度各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度，以平均速度 为纵坐标 ，相 应的运动时间 t 的一半为横坐v 标，即 的图象的斜率表示加速度 a，则 t 图象的斜率的 2 倍表示加速度，即 a2kv t2 v (2)对木块、钩码盘和钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：mgM
8、g(M m)a，解得：mg ；m MaMg(3)木板必须保持水平，则压力大小等于重力大小，故 A 正确；调整滑轮高度，使细线与木板平行，拉力与滑动摩擦力共 线，故 B 正确；钩码的质量不需要远小于木块的质量，因选取整体作为研究对象的，故 C 错误；纸带与打点计时器间的阻力是产生误差的一个因素，故D 正确；答案：(1)2k O 点的平均速度 (2) mg (3)Cm MaMg5(2017厦门市高中质检)探究 “做功和物体速度变化的关系”实验装置如图甲所示，图中是小车在 1 条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形小车实验中获得的速度 v，由打点计时器所打点的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为 W；实验
9、时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放请回答下列问题：当我们把 2 条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次多次实验请回答下列问题：图甲图乙(1)除了图甲中已给出器材外，需要的器材还有：交流电源、_；(2)如图乙中，是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为 0.02 s，则小车离开橡皮筋后的速度为_m/s(保留两位有效数字)(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功 W 和小车离开橡皮筋后的速度 v，进行数据处理，以 W 为纵坐标，v 或 v2 为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是_解析：(1)需要的器材除了交流电源外，还
10、有刻度尺；(2)小车离开橡皮筋后的速度为 v m/s0.36 m/s7.210 30.02(3)因 W mv2，故以 W 为纵坐标，v 或 v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是12AD答案：(1)毫米刻度尺 (2)0.36 (3)AD6(2017遂宁市高三三诊)某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量动摩擦因数将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端 B 处固定一个光电门以测量滑块通过该处时的速度，实验时滑块由距地面 h 高的 A 处静止释放，测出滑块滑到 B 点的速度 v.改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点 A 到 B 点的水平距离(即 B、C 间的距离)L0.8
11、 m 不变重复实验，最后做出如图乙所示的 hv2 图象(1)木板倾斜程度更大时，为了保证 L 不变，滑块下滑到底端 B 点的位移将_(填“变大” 、 “变小 ”或“不变”)(2)滑块与木板间的动摩擦因数 _；(3)若所用木板更粗糙些，重复上述实验步骤，得到的图象的斜率将_( 填“变大” 、 “变小”或“不变”)解析：(1)根据几何关系得出滑块下滑到底端 B 点的位移 x ，木板倾斜程度更大Lcos 时， 为了保证(即 B、C 间的距离) L0.8 m 不变，滑块下滑到底端 B 点的位移将变大(2)根据 hv2图 象得 v0 时 h0.2，即此 时滑块处于平衡状态，根据牛顿第二定律得mgcos
12、mgsin 解得 tan 0.250.20.8(3)若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，根据动能定理得 mghmgcos mv2，解得 h L，所以若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，得到的Lcos 12 v22g图象的斜率将不变答案：(1)变大 (2)0.25 (3)不变7(2017哈尔滨二模)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，A、B 同学设计了如图甲所示的实验装置其中小车的质量为 M，沙和沙桶的质量为 m，与小车相连的滑轮的质量为 m0.力传感器可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为 g.实验时先平衡摩擦力(1)A 同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带( 相邻两计数点间还有四个
13、点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为_m/s2(结果保留三位有效数字)(2)A 同学以力传感器的示数 F 为纵坐标，加速度 a 为横坐标，画出的 Fa 图象如图丙所示，求得图线的斜率为 k，则小车的质量 M_(用所给物理量的符号表示)(3)B 同学也以力传感器的示数 F 为纵坐标，加速度 a 为横坐标，画出的 Fa 图象如图丁所示，图线不过原点的原因可能是_( 答一条即可)解析：(1)相邻两计数点间还有四个点没有画出，计数点间的时间间隔：t0.025 s0.1 s，由匀变 速直线运动的推 论 xat 2 可知，加速度 为 ：a x4
14、 x5 x6 x3 x2 x13t2m/s21.80 m/s 2；7.30 9.09 10.89 5.51 3.71 1.9010 290.12(2)小车所受合力是测力计示数的 2 倍，即：2F，由牛顿第二定律可知：2F(M m 0)a，则：F a，Fa 图象的斜率：k ，小 车质量：M2km 0；M m02 M m02(3)由图丁知，F0 时，a0，说明平衡摩擦力过度了答案：(1)1.80 (2)2 km 0 (3)平衡摩擦力过度8(2017安徽“江南十校”联考) 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率f50 Hz，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量起始点 O 依次到A
15、、B 、C 、D、E、F 各点的距离分别记作 x1，x 2，x 3，x 4，x 5，x 6，并记录在下表中.符号 x1 x2 x3 x4 x5 x6数值( 102 m) 0.19 0.76 1.71 3.06 4.78 6.87(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是_ A重锤的质量 B重力加速度C重锤下降的高度 D重锤的瞬时速度(2)该同学用重锤在 OE 段的运动来验证机械能守恒定律已知重锤的质量为 1 kg，当地的重力加速度 g9. 80 m/s2.则此过程中重锤重力势能的减少量为_J，而动能的增加量为_J(结果均保留 3 位有效数字)(3)另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中
16、的加速度 a，为了充分利用记录数据，尽可能减小实验操作和测量过程中的误差，他的计算式应为 a_，代入数据，求得 a_ m/s2(结果保留 3 位有效数字)因此，_(填“能”或“不能”)用 vgt 求重锤在 E 点处的速度解析：(1)在实验过程中需要用工具进行直接测量的是重锤 下降的高度 h，因为要计算重力势能的减少量，故选项 C 正确(2)重锤从开始下落到 E 点时，减小的重力势能Epmgx 51 9.84.78102 J0.468 J，E 点的瞬时速度 vE x6 x42Tm/s0.9525 m/s，从重锤下落到达 E 点时增加的动能6.87 3.0610 220.02Ek mv 0.454 J12 2E(3)利用逐差法，s 1x 1，s2x 2x 1，s3x 3x 2，s4x 4x 3，s5x 5x 4，s6x 6x 5，则：a ，代入数据，求得 a9.58 m/s2，由于 a9.58 s6 s5 s4 s3 s2 s19T2 x6 2x3f29m/s2g，因此不能用 vgt 求重 锤在 E 点处的速度答案：(1)C (2)0.468 0.454 (3) 9.58 不能x6 2x3f29
