1、第23课时力学实验(2)力学其他实验命题角度(1)探究弹簧弹力与形变量的关系；(2)探究两个互成角度的力的合成规律；(3)探究平抛运动的特点；(4)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系；(5)用单摆测量重力加速度的大小高考题型1探究弹簧弹力与形变量的关系注意事项：(1)实验中不能挂过多的钩码，防止弹簧超过弹性限度(2)画图像时，不要连成折线，而应尽量让数据点落在直线上或均匀分布在直线两侧例1(2021广东卷11)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图1所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30，弹簧固定在有机玻璃管底端实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，
2、再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数Ln，数据如表所示实验过程中弹簧始终处于弹性限度内采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数图1n123456Ln/cm8.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用LiLi3Li(i1,2,3)计算弹簧的压缩量：L16.03cm，L26.08cm，L3_cm，压缩量的平均值_cm；(2)上述是管中增加_个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)忽略摩擦，重力加速度g取9.80m/s2，该弹簧的劲度系数为_N/m(结果保留3位有效数字)
3、答案(1)6.046.05(2)3(3)48.6解析(1)L3L6L3(18.0912.05) cm6.04 cm，压缩量的平均值为 cm6.05 cm(2)因三个L是相差3个钢球的压缩量之差，则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)根据钢球的平衡条件有3mgsin k，解得k N/m48.6 N/m.高考题型2探究两个互成角度的力的合成规律本实验的依据是合力与分力的等效性，在操作时要记住“三注意”和“七记录”三注意两次O点的位置必须相同两个细绳套不要太短夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜.七记录两个弹簧测力计拉橡皮条时，记录两弹簧测力计示数、两绳方向和O点的位置
4、(五记录)一个弹簧测力计拉橡皮条时，记录弹簧测力计示数和细绳方向(二记录)例2(2021江苏泰州市泰州中学高二月考)某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图2甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心在O点挂上重G2.00N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角1、2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则图2(1)当F11.00N、F21.50N，145、230时，请在图乙中用力的图示法作图；画出两绳拉力的合力F，并求出合力F_N(结
5、果保留三位有效数字)(2)该组同学在实验中，将传感器A固定在某位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了一系列B传感器的示数F2和对应的角度2，作出了如图丙所示的F22图像，由图丙可知A传感器所处位置的角度1_.答案(1)见解析图2.00(2)60解析(1)F1、F2的图示及力的合成图如图所示，根据比例关系可知合力大小为2.00N.(2)根据题图丙可知，当2时，F22.0NF1、F2的合力仍为重力G2N，根据平衡条件则有：F1cos1F2cos60G，F1sin1F2sin60，解得：F12N，160高考题型3探究平抛运动的特点“探究平抛运动的特点”实验的操作关键1应保持斜槽末
6、端的切线水平，钉有坐标纸的木板竖直，并使小钢球的运动靠近坐标纸但不接触2小钢球每次必须从斜槽上同一位置无初速度滚下，斜槽的粗糙程度对该实验没有影响在斜槽上释放小钢球的高度应适当，使小钢球以合适的水平初速度抛出3坐标原点(小钢球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小钢球在槽口时球心在坐标纸上的水平投影点例3(2021全国乙卷22)某同学利用图3(a)所示装置研究平抛运动的规律实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在
7、平面平行，其上每个方格的边长为5cm.该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出图3完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为_m/s，竖直分量大小为_m/s；(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为_m/s2.答案(1)1.02.0(2)9.7解析(1)小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，因此速度的水平分量大小为v0 m/s1.0 m/s竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，因此小球在A点速度的竖直分量大小为vy cm/s2.0 m/s.(2)由竖直方向为自
8、由落体运动可得g，代入数据可得g9.7 m/s2.高考题型4探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系例4(2021江苏泰州市高三月考)如图4所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值那么：图4(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是_A验证力的平行四边形定则B验证牛顿第二定律C伽
9、利略对自由落体的研究(2)若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板_和挡板_处(选填“A”“B”或“C”)，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为_若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与_成正比(3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮_(选填“需要”或“不需要”)设置半径相同的轮盘(4)你认为以上实验中产生误差的原因有_(写出一条即可)图5(5)利用传感器升级实验装置，用力
10、传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图5所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是_ATB.CT2D.答案(1)B(2)AC19角速度的平方(3)需要(4)小球转动半径引起的误差(或弹簧测力套筒的读数引起的误差、皮带打滑引起的误差等)(5)D解析(1)本实验所用的研究方法是控制变量法，与“验证牛顿第二定律”的实验方法相同，故选B；(2)探究向心力和角速度的关系时，要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处；若将传动皮带套在两半径之比等于31的轮盘上
11、，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为13，向心力之比为19，即标尺露出红白相间的等分格数的比值约为19.若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比(3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘(4)产生误差的原因有：小球转动半径引起的误差；弹簧测力套筒的读数引起的误差；皮带打滑引起的误差等；(5)根据Fm2r42mr纵坐标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是，故选D.高考题型5用单摆测量重力加速度的大小1选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度
12、一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球2悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5.4选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数5摆球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L，lL.6作lT2的图像，图像应是一条通过原点的直线，图线的斜率k，利用g42k求重力加速度例5(2020浙江7月选考17(2)某同学用单摆测量重力加速度，(1)为了减少测量误差，下列做法正确的是_(多选)；A摆的振幅越大越好B摆球质量大些、体积小些C摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处(2)改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系
13、图像如图6所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是_图6A测周期时多数了一个周期B测周期时少数了一个周期C测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长答案(1)BC(2)C解析(1)摆的振幅过大，摆角大于5，单摆周期公式不再成立，故A错误；摆球质量大、体积小(用密度大的实心金属球)，摆线细长、伸缩性小可使阻力及摆长变化等影响更小，是单摆模型的要求，故B、C正确；摆球在最高点附近速度小，计时误差大，故计时起点应选在平衡位置，故D错误(2)测周期时，无论是多数一个周期还是少数一个周期，T2l图线都是过原点的直线，只是图线的斜率变化
14、，即测得的重力加速度变化，故A、B错误；T2l的图像的纵轴截距大于0，可知测量的摆长比实际摆长小了一些，故可判断测摆长时未加摆球的半径，直接将摆线的长度作为摆长，故C正确，D错误1.(2021河北邯郸市高三期末)某同学利用如图7所示的器材验证“力的平行四边形定则”：在倾斜桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FT1、FT2和FT3，回答下列问题：图7(1)在实验中，若一根绳子挂的钩码质量为m，另一根绳子挂的钩码质量为2m，则第三根绳子所挂的钩
15、码质量M应满足的关系为_(2)在拆下钩码和绳子前，最必要的一个步骤是_A标记结点O的位置，并记录三段绳子的方向B量出三段绳子的长度C用量角器量出三段绳子之间的夹角D用天平测出钩码的质量(3)若改变桌面的倾斜角度，_(填“会”或“不会”)影响实验的结论答案(1)mM3m(2)A(3)不会解析(1)根据三力平衡条件，第三根绳子所挂的钩码质量M应满足的关系为2mmM2mm，即mM3m；(2)必须记下力的三要素，即大小、方向、作用点大小可以通过钩码的个数来表示，方向就是绳子的方向，作用点为O点，故选A.(3)绳子拉力即为钩码重力，若改变桌面的倾斜角度，拉力不变，所以不会影响实验的结论2(2021江苏南
16、通市期中)某实验小组探究影响单摆周期的因素并测量当地的重力加速度的大小(1)组装单摆时，在摆线上端的悬点处用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图8所示，这样做的目的有_.图8A保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量更加准确C需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)组装好单摆后，让单摆自然悬垂，用刻度尺测出从悬点到摆球的最低端的长度L00.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图9所示，则该摆球的直径为_mm，单摆摆长为_m.图9(3)下列振动图像描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程图中坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动
17、的图像，已知sin50.087，sin150.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_(4)实验小组继续用单摆测量当地的重力加速度，他们测出了摆线长度L和摆动周期T，如图10(a)所示，通过改变摆线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图(b)所示，由图像可知，摆球的半径r_m，当地重力加速度g_m/s2(保留3位有效数字)；由此种方法得到的重力加速度值_(选填“会”或“不会”)产生系统误差图10答案(1)AC(2)12.00.9930(3)A(4)1.01029.86不会解析(1)用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹
18、紧，这样做的目的是保证摆动过程中摆长不变，需要改变摆长时便于调节，A、C正确(2)摆球的直径为d12mm00.1mm12.0mm单摆摆长lL00.9930m.(3)摆角应不超过5，故振幅应选8cm的，为减小误差，应从平衡位置开始计时，测量30次全振动的时间再算出周期，A正确(4)由单摆周期公式T2整理得T2(Lr)L可得斜率k，纵轴截距br代入题图数据可解得r1.0102m，g9.86m/s2.由此种方法画出的图线整体平移，斜率不变，故得到的重力加速度值不会产生系统误差3(2020江苏省高淳高级中学高三月考)在做“研究平抛运动”的实验中，为了测量小球平抛运动的初速度，实验用如图11所示的装置实
19、验操作的主要步骤如下：图11()在一块平木板上钉上复写纸和白纸，将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段初始距离d，并保持板面与轨道末端的水平段垂直；()使小球从较光滑的斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A；()将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B；()将木板再水平向右平移相同距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C；()测得A、B、C三点距地面的高度分别为y1、y2、y3，已知当地的重力加速度为g.请回答下列问题：(1)关于该实验，下列说法中正确的是_A每次小球均须
20、由静止释放B每次释放小球的位置可以不同C步骤() 初始距离d必须与步骤()中距离x相等(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v0_.(用题中所给字母表示)(3)某同学做进一步的研究，改变小球释放的初始位置的高度h，每改变一次高度，重复上述步骤()()(其他条件不变)，并记录每次的h、y1、y2、y3.在同一坐标系中画出y1、y2、y3图像根据你的分析，下列哪个图最接近该同学的实验结果_(图中直线a表示y1图像，直线b表示y2图像，直线c表示y3图像)答案(1)A(2)x(3)C解析(1)为了让小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放
21、，故A正确，B错误；步骤()初始距离d不需要与步骤()中距离x相等，故C错误(2)在竖直方向上y(y2y3)(y1y2)根据ygT2，得T则初速度为v0x(3)不考虑小球与斜槽间的摩擦，根据动能定理得mghmv2，解得v，平抛运动的时间t，s为轨道末端槽口与板面之间的水平距离，又Hygt2，H为轨道末端到地面的高度，解得yH，y1、y2、y3对应的s逐渐增大，即斜率的绝对值逐渐增大，故C正确，A、B、D错误4(2021江苏徐州市高三月考)某同学用图12甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系用一根细线系住钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，钢球静止于A点
22、，将光电门固定在A的正下方钢球底部竖直地粘住一片宽度为x的遮光条图12(1)用天平测出钢球质量，用刻度尺测出摆线长度，用游标卡尺测出钢球直径，示数如图乙所示，钢球直径d_mm.(2)将钢球拉至不同位置由静止释放，读出钢球经过A点时力传感器的读数F及光电门的遮光时间t，算出钢球速度平方的值，具体数据如下表：12345F/N0.1240.1430.1620.1810.200v2/(m2s2)2.04.05.88.010.1请在下面的坐标图中，画出Fv2的关系图像(3)由图像可知，钢球的重力为_N.(4)若图像的斜率为k，钢球质量为m，重力加速度为g，则F与v2的关系式为_(用所给物理量的符号表示)
23、(5)某同学通过进一步学习知道了向心力的公式，发现实验中使用公式m求得钢球经过A点的向心力比测量得到的向心力大，你认为产生误差的主要原因是_答案(1)11.50(2)见解析图(3)0.105(0.1040.106均可)(4)Fkv2mg(5)光电门测出的是遮光条通过时的速度，大于钢球球心通过最低点的速度解析(1)钢球直径d11mm0.05mm1011.50mm(2)画出Fv2的关系图像如图；(3)根据Fmgm，可得Fmgv2，由图像的截距可知，钢球的重力为mg0.105N(4)若图像的斜率为k，钢球质量为m，重力加速度为g，则F与v2的关系式为Fmgkv2(5)产生误差的主要原因是光电门测出的
24、是遮光条通过时的速度，大于钢球球心通过最低点的速度专题强化练保分基础练1(2021江苏苏锡常镇一模)某兴趣小组同学想探究橡皮圈中的张力与橡皮圈的形变量是否符合胡克定律，若符合胡克定律，则进一步测量其劲度系数(圈中张力与整圈形变量之比)他们设计了如图1甲所示实验：橡皮圈上端固定在细绳套上，结点为O，刻度尺竖直固定在一边，0刻度与结点O水平对齐，橡皮圈下端悬挂钩码，依次增加钩码的个数，分别记录所挂钩码的总质量m和对应橡皮圈下端P的刻度值x，如下表所示：钩码质量m/g20406080100120P点刻度值x/cm5.535.926.306.677.027.40(1)请在图乙中，根据表中所给数据，充分
25、利用坐标纸，作出mx图像；图1(2)作出mx图像后，同学们展开了讨论：甲同学认为：这条橡皮圈中的张力和橡皮圈的形变量基本符合胡克定律；乙同学认为：图像的斜率k即为橡皮圈的劲度系数；丙同学认为：橡皮圈中的张力并不等于所挂钩码的重力；请参与同学们的讨论，并根据图像数据确定：橡皮圈不拉伸时的总周长约为_cm，橡皮圈的劲度系数约为_N/m(重力加速度g取10m/s2，结果保留三位有效数字)(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将_(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)；若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的劲度系数将_(选填“偏小”
26、“偏大”或“不受影响”)答案(1)见解析图(2)10.4013.6(3)不受影响偏小解析(1)描点作出mx图像如图所示(2)由mx图像可知，橡皮圈不拉伸时P点距离O点的距离约为5.20cm(5.105.30cm)，则橡皮圈的总周长约为10.40cm(10.2010.60cm)由mx图像可知，图线的斜率为k0kg/m5.45kg/m.由力的平衡条件得mg2F，又劲度系数为圈中张力与整圈形变量之比，即k故mg2F4kx，则橡皮圈的劲度系数kk0g13.6N/m.(3)若实验中刻度尺的0刻度略高于橡皮圈上端结点O，则由实验数据得到的劲度系数将不受影响，因为计算劲度系数时考虑的是橡皮圈的伸长量而不是长
27、度若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，会使读数偏大，则由实验数据得到的劲度系数将偏小2.(2021辽宁沈阳市高三下质量监测)“探究平抛运动的特点”实验装置图如图2所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹图2(1)在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外，下列实验器材中还需要的有_(填入正确选项前的字母)A刻度尺B秒表C天平(2)引起实验结果出现误差的原因可能是_A实验中使用密度较小的小球B斜槽不光滑，有摩擦C小球自由滚下时起始位置不完全相同D以斜槽末端紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点O(3)实验中，某同学安
28、装实验装置时斜槽末端的切线不水平，导致斜槽的末端Q斜向上与水平方向所成的夹角为.该同学在某次实验时，小球离开斜槽的速度大小为v0，建立xQy平面直角坐标系请根据平抛运动规律写出小球水平方向的位移x与时间t关系式_和竖直方向的位移y与时间t关系式_(当地重力加速度为g)答案(1)A(2)ACD(3)xv0tcosyv0tsingt2解析(1)实验通过描出小球平抛运动轨迹上的点，然后作出平抛运动轨迹，根据运动轨迹测出小球的水平与竖直分位移，应用运动学公式求出小球的初速度，实验不需要测时间、质量，实验需要用刻度尺测距离，故A正确，B、C错误(2)使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力
29、，可以减少实验误差，实验中使用密度较小的小球，会增大实验误差，故A正确；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，每次钢球与斜槽间的摩擦对小球做的功相同，因此斜槽不光滑，有摩擦，对实验没有影响，故B错误；为确保有相同的水平初速度，所以要求小球从同一位置无初速度释放，故C正确；建立坐标系时，因为实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影，以斜槽末端端口位置为坐标原点，使得测量误差增大，故D正确(3)小球离开斜槽的速度大小为v0，与水平方向所成的夹角为，所以小球做斜抛运动，水平方向是匀速直线运动，水平方向的速度vxv0cos ，小球水平方向的位移x与时间t关
30、系式xv0tcos ，竖直方向是匀变速直线运动，竖直方向上的初速度为vyv0sin ，竖直方向的位移y与时间t关系式yv0tsin gt2.3(2021河北省1月选考模拟11)为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器，坐标纸，细线，定滑轮(位置可调)两个，钩码若干支架带有游标尺和主尺，游标尺(带可滑动的指针)固定在底座上，主尺可升降，如图3甲所示图3实验步骤如下：(1)仪器调零如图甲，将已测量好的劲度系数k为5.00N/m的弹簧悬挂在支架上，在弹簧挂钩上用细线悬挂小钩码作为铅垂线，调节支架竖直调整主尺高度，使主尺与游标尺的零刻度对齐滑动指针，对齐挂钩上的O点，固
31、定指针(2)搭建的实验装置示意图如图乙钩码组mA40g，钩码组mB30g，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面此时测得36.9，53.1，由图丙可读出游标卡尺示数为_cm，由此计算出弹簧拉力的增加量F_N当地重力加速度g为9.80m/s2.(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图4框中作出，用平行四边形定则作出合力F.图4(4)依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较F和F的大小和方向，得出结论实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果_(填写“有”或“无”)影响答案(2)9.780.489(3)见解析图(4)无解析(2)游
32、标卡尺的读数为主尺刻度游标尺读数97mm80.1mm97.8mm9.78cm；根据胡克定律可知弹簧的弹力增加量为：Fkx5.009.78102N0.489N.(3)选好标度，根据两分力FA、FB的方向作出力的图示，作出平行四边形得到合力F，如图所示(4)在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果无影响争分提能练4如图5所示为改装的探究圆周运动的向心加速度的实验装置有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另一端连接一个小球实验操作如下：图5利用天平测量小球的质量m
33、；闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球做圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的高度h；当小球第一次到达A点时开始计时，并记录为1次，记录小球n次到达A点的时间t；切断电源，整理器材请回答下列问题：(1)下列说法正确的是_(当地的重力加速度为g)A小球运动的周期为B小球运动的线速度大小为C小球运动的向心力大小为D若电动机的转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高(2)若已测出R40.00cm、r4.00cm，h90.00cm，t100.00s，n51，取3.14，则小球做圆周运动的周期T_s，记录的当地重力加速度
34、大小应为g_m/s2.(计算结果均保留3位有效数字)答案(1)BD(2)2.009.86解析(1)从小球第1次到第n次通过A位置，转动圈数为n1，时间为t，故周期为：T，故A错误；小球的线速度大小为：v，故B正确；小球受重力和拉力，合力提供向心力，设细绳与竖直方向的夹角为，则：F向mgtanmg，故C错误；若电动机的转速增加，则转动半径增加，故激光笔1、2应分别左移、升高，故D正确(2)小球做圆周运动的周期Ts2.00s；向心力：F向mgmR解得g9.86m/s2.5(2021南京航空航天大学苏州附属中学期中)某同学用图6甲所示的装置研究单摆运动的规律：图6让摆球在竖直平面内做小角度摆动，用力
35、传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示，且从最低点开始为运动的0时刻由图乙中所给的数据结合力学规律可得：(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为_cm；(2)由图像得该单摆的运动周期T_s；(3)摆球的质量m_kg(g10m/s2)；(4)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_A摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些B摆球尽量选择质量大些、体积小些的C为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t即为
36、单摆周期T答案(1)1.570(2)2(3)0.05(4)AB解析(1)由题图丙可知小球直径d15mm140.05mm15.70mm1.570cm(2)由图像得该单摆的运动周期T2s；(3)设单摆的最大摆角为，在最高点时F1mgcos在最低点时，对摆球受力分析F2mgm从最高点到最低点由动能定理得：mgL(1cos)mv2由以上三式联立得m0.05kg(4)实验时摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，故A正确；摆球选择质量大一些，体积小一些的，故B正确；为了使单摆做简谐运动，摆角要小些，故C错误；当摆球经过平衡位置时开始计时，误差较小，测量周期时需测量多次全振动的时间，求出周期，不能测一次全振动的时间，这样误差较大，故D错误
