力學(xué)實(shí)驗(yàn)題增分練.docx

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1、力學(xué)實(shí)驗(yàn)題增分練 1.(2021?河*六校4月二祺)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)"的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)得到一條如圖所示的紙帶。紙帶上所標(biāo)記各點(diǎn)均為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的一系列連續(xù)的點(diǎn)，其中0為打下的第一個(gè)點(diǎn)，請回答下列問題(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字，所用交流電源頻率為50Hz)o (1) 本實(shí)驗(yàn)所采用的是電火花計(jì)時(shí)器，其所用電源電壓為V的交流電。 (2) 打下標(biāo)記點(diǎn)1時(shí)，紙帶的速度Vi=m/so (3) 根據(jù)紙帶上所標(biāo)數(shù)據(jù)，可得紙帶的加速度為。=in/s2o 解析：(1)電火花計(jì)時(shí)器，其所用電源電壓為220V的交流電。 (2) 打下標(biāo)記點(diǎn)1時(shí)，紙帶的速度Pi=0^2X10~

2、2m/s^O.12m/so1.37-0.46x| (3) 紙帶的加速度為a=—6X0022—X10一2m/s2=4.3m/s2? 答案:(1)220(2)0.12(3)4.3 2. (2021?廣東笨慶E三三棋)某同學(xué)用兩根完全相同的輕彈簧和一瓶礦泉水等器材驗(yàn)證“力的平行四邊形定則"。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將一彈簧一端固定在墻上的釘子A±,另一端掛礦泉水瓶，如圖甲所示；然后將兩彈簧一端分別固定在墻上的釘子4、B上，另一端與連接于結(jié)點(diǎn)O,在結(jié)點(diǎn)O掛礦泉水瓶，靜止時(shí)用智能手機(jī)的測角功能分別測出AO.80與豎直方向的偏角仍如圖乙所示。改變釘子B的位置，按照上述方法多測幾次。A I甲 (1) 依據(jù)上述方

3、案并根據(jù)力的平行四邊形定則，為畫出力的合成圖，必須的操作是(選填選項(xiàng)前的字母)。 A. 實(shí)驗(yàn)中要使AO.30長度相同 B. 要測量彈簧的原長 C. 要測量圖甲、乙中彈簧的長度 D. 實(shí)驗(yàn)中要使結(jié)點(diǎn)O的位置始終固定不變 (2) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及操作，為驗(yàn)證力的平行四邊形定則，在作圖時(shí)，圖中(選填“丙”或“丁”)是正確的。 (3) 某次實(shí)驗(yàn)中測得乙圖中a=30。，0=45。,保持a偏角不變，將OB從乙圖中位置沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置，則OA中彈簧的長度將,OB中彈簧的長度將(選填“一直增大”“一直減小”“先減小后增大"或“先增大后減小”)。 解析:(1)實(shí)驗(yàn)中，題圖甲用來測量合力，題

4、圖乙用來測量兩個(gè)分力，根據(jù)胡克定律，力的大小與彈簧伸長量成正比，力的大小可用彈簧伸長量來表示，因此必須測量彈簧的伸長量，但AO.B0長度不必相同，A錯(cuò)誤，B、C正確；實(shí)驗(yàn)中重物重力是定值，所以不必保證。點(diǎn)固定不變，D錯(cuò)誤。 故題圖丙是 (2) 實(shí)驗(yàn)中礦泉水瓶的重力方向始終豎直向下，所以由需要沿著豎直方向,正確的。 (3) 對0點(diǎn)受力分析，0點(diǎn)處于動(dòng)態(tài)平衡中，重力大小方向不變，04繩中拉力方向不變，根據(jù)平行四邊形定則易得Q4中彈力將一直變大，03中彈力將先減小后增大，如圖所示。 所以O(shè)A中彈簧的長度將一直增大，OB中彈簧的長度將先減小后增大。 答案：(1)BC(2)丙(3)—直增大先減

5、小后增大 3. (2021-河北店山4月二祺)某實(shí)驗(yàn)小組通過如圖甲所示的裝置探究輕質(zhì)橡皮筋彈力與長度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)步驟如下: 甲 ①將橡皮筋一端固定在長木板的左端，皮筋另一端系一段細(xì)線，細(xì)線跨過長木板右端的定滑輪與小桶相連; ② 向小桶內(nèi)注入一定質(zhì)量的細(xì)沙，穩(wěn)定后測量橡皮筋的長度，; ③ 取出細(xì)沙，并測量細(xì)沙的質(zhì)量，心 ④ 重復(fù)②、③步驟，獲得多組對應(yīng)的gI數(shù)值； ⑤ 描點(diǎn)連線，得到E〃的關(guān)系圖像如圖乙所示。 完成下列填空: (1) 已知重力加速度為g，橡皮筋的勁度系數(shù)為O (2) 圖乙中縱截距的數(shù)值橡皮筋的原長(選填“大于”、“等于”或“小于”)0 (3) 下列情況對勁

6、度系數(shù)測量有影響的是o A. 橡皮筋與長木板不平行 B. 定滑輪不光滑 C. 細(xì)線質(zhì)量不可忽略 D. 未考慮小桶質(zhì)量 解析：⑴橡皮筋的勁度系數(shù)為&=蕓=牛三嚴(yán)=次羊。 (2) 題圖乙中縱截距表示沒有注入細(xì)沙時(shí)，橡皮筋的長度，但是沒有注入細(xì)沙時(shí)，已經(jīng)掛小桶了，所以橡皮筋巳經(jīng)伸長了，則題圖乙中縱截距的數(shù)值大于橡皮筋的原長。 (3) 根據(jù)k=W可知，勁度系數(shù)的測量只與拉力的變化量和橡皮筋的伸長量有關(guān)，所以橡皮筋與長木板不平行不影響橡皮筋的伸長量的測量，不考慮小桶的質(zhì)量也不影響拉力的變化量，但是定滑輪不光滑，有摩擦力作用會(huì)影響拉力的變化量，細(xì)線的質(zhì)量也會(huì)影響拉力的變化量，所以A、D錯(cuò)誤，

7、B、C正確。 答案：⑴"；二*⑵大于(3)BC 4. (2021?廣東模擬)某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器來驗(yàn)證牛頓第二定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連，用拉力傳感器記錄小車受到的拉力F的大??；小車后面固定一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運(yùn)動(dòng)的速度與加速度。 (1) 若交流電的頻率為50Hz,則根據(jù)如圖所打紙帶的打點(diǎn)記錄，小車此次運(yùn)動(dòng)經(jīng)8點(diǎn)時(shí)的速度vb=m/s,小車的加速度a=m/s要驗(yàn)證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及己測出的物理量外，實(shí)驗(yàn)中還要使用 來測量出。 時(shí)的速度vb=m/s,小車的加

8、速度a=m/s要驗(yàn)證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及己測出的物理量外，實(shí)驗(yàn)中還要使用 來測量出。 由于小車所受阻力f的大小難以測量，為了盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，需盡可能降低小 車所受阻力/的影響，以下采取的措施中必要的是o A. 適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑 B. 應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(加上傳感器)的總質(zhì)量M C. 定滑輪的輪軸要盡量光滑 or~A8(單位:cm)CI D. 適當(dāng)增大鉤碼的總質(zhì)量m 解析：（1）根據(jù)平均速度表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可得小車此次運(yùn)動(dòng)經(jīng)8點(diǎn)時(shí)的速度為8.00X10—2 2X0.1 8.00X

9、10—2 2X0.1 m/s=0.40m/s 根據(jù)Ax=?r可得小車的加速度為此成力"=（8.00_3.2福；.27）><102隊(duì)/尸=1.46m/s2。 （2）要驗(yàn)證牛頓第二定律，根據(jù)可知該實(shí)驗(yàn)需要測量質(zhì)量，所以實(shí)驗(yàn)中還要使用天平來測量出小車的總質(zhì)量。 （3）實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)應(yīng)適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑，所以A正確；實(shí)驗(yàn)中用拉力傳感器直接測出了小車的拉力大小，因此對小車的質(zhì)量和所掛鉤碼質(zhì)量沒有具體的要求，與定滑輪的輪軸是否光滑也無關(guān)，所以B、C錯(cuò)誤；適當(dāng)增大鉤碼的總質(zhì)量，〃可以減小摩擦阻力產(chǎn)生的相對誤差，所以D正確

10、。 答案：⑴0.401.46（2）天平小車總質(zhì)量（3）AD 5. （2021?廣東渤犬二次質(zhì)檢）可以利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后即保持靜止不再運(yùn)動(dòng)，而物塊將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。己知相鄰兩點(diǎn)間時(shí)間間隔為0.10s,并查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.78ni/s2o紙帝運(yùn)動(dòng)方向 紙帝運(yùn)動(dòng)方向 單位：cm （1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)和之間某時(shí)刻重物落地。 （2）計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)速度大小為m/s（保留2位小數(shù)）。 （3

11、）通過紙帶數(shù)據(jù)可求得物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=（保留2位小數(shù)）。該計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值（選填“偏大”或“偏小”或“一樣大”）o 解析：（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在計(jì)數(shù)點(diǎn)5之前，相鄰兩點(diǎn)之間的位移增量基本保持不變，而在5、6間的位移增量變小，在6之后位移逐漸減小，故說明在5、6間物塊開始減速，減速的原因是重物落地。 (2)由題圖乙中數(shù)據(jù)可以看出減速階段的Ax=-3cm, 根據(jù)2=昨 可得加速度"=策=m/s2=—3m/s2 計(jì)數(shù)點(diǎn)7對應(yīng)的速度大小為*0.17+0.14 V7~2T~0.2 *0.17+0.14 V7~2T~0.2 m/s=l.55m/s

12、 則計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為 v(t=Vi—aT=\.55m/s+3x0.1m/s=l.85m/s。 (3) 減速階段對物塊，根據(jù)牛頓第二定律有fimg=ma 解得31 減速階段產(chǎn)生加速度的力是摩擦力和紙帶所受的阻力，因此計(jì)算姑果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值偏大。 答案：(1)56(2)1.85(3)0.31偏大 6. (2021?山東漱坊4月二棵)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，氣墊導(dǎo)軌上有平行于導(dǎo)軌的標(biāo)尺，在導(dǎo)軌上架設(shè)兩個(gè)光電門1、2,滑塊上側(cè)固定一豎直遮光條，滑塊左側(cè)所掛細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連，細(xì)線與導(dǎo)軌平行，光電門1固定，其中心與標(biāo)尺的0刻度線對齊。實(shí)驗(yàn)操

13、作如下： 氣墊導(dǎo)軌光電門2光電門1滑塊遮光條定滑乎/畢2':: 構(gòu)碼||調(diào)泓鈕P―葦旋鈕Q|| ninio 甲 (1) 用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則遮光條的寬度為23 山0告|20 乙 (2) 滑塊不掛細(xì)線、鉤碼，接通氣源后，給滑塊一個(gè)向左的初速度，使它從導(dǎo)軌右端向左運(yùn)動(dòng)，通過調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕P、0直到使滑塊經(jīng)過光電門1、2時(shí)遮光時(shí)間相等。 (3)在滑塊上掛上細(xì)線與鉤碼，接通氣源，將滑塊從導(dǎo)軌右端由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為小”，由標(biāo)尺讀出光電門2中心所在位置的刻度X。 (4) 用天平測出滑塊和遮光條的總質(zhì)量隊(duì)及鉤碼質(zhì)量

14、〃?，遮光條的寬度用d表示，重力加速度為g，滑塊運(yùn)動(dòng)過程中鉤碼始終未著地。用以上物理量寫出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的關(guān)系式O (5) 多次改變光電門2的位置，重復(fù)(3)的步驟，實(shí)驗(yàn)中，M=0.9kg,m=0.1kg,利用所測數(shù)據(jù)，作出g頑關(guān)系圖像如圖丙所示，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮閙A*結(jié)果 保留3位有效數(shù)字)。 解析：⑴游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為7mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05X11mm=O.55mm,則最終讀數(shù)為7.55mnio (4) 滑塊通過兩光電門的瞬時(shí)速度趴=￡v2=~ 則系統(tǒng)重力勢能的減小量AEp=mgx 系統(tǒng)動(dòng)能的增加量AEk=|(Af+/m)(V22—^i2)=|(Af4-

15、 AEk=|(Af+/m)(V22—^i2)=|(Af4- 未) 所以mgx =抑+忠_粉。 ⑸根據(jù)以上分析若=&^ 則nW,解得9=9.68m/s2<>答案：(1)7.55(4)〃促=抑+ 答案：(1)7.55(4)〃促=抑+ (5)9.68 甲乙 實(shí)驗(yàn)步驟： (1) 測量小球1、2的質(zhì)量分別為,小、，電，將小球各用兩細(xì)線懸掛于水平支架上，各懸點(diǎn)位于同一水平面，如圖甲所示。 (2) 將坐標(biāo)紙豎直固定在一個(gè)水平支架上，使坐標(biāo)紙與小球運(yùn)動(dòng)平面平行且盡量靠近。坐標(biāo)紙每一小格是邊長為d的正方形。將小球1拉至某一位置A,由靜止釋放，垂直坐標(biāo)紙方

16、向用手機(jī)高速連拍。 (3) 分析連拍照片得出，球1從4點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)與球2發(fā)生水平方向的正碰,球1反彈后到達(dá)最高位置為B,球2向左擺動(dòng)的最高位置為C,如圖乙所示。已知重力加速度為g，碰前球1的動(dòng)量大小為o若滿足關(guān)系式，則驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒。 (4) 與用一根細(xì)線懸掛小球相比，本實(shí)驗(yàn)采用雙線擺的優(yōu)點(diǎn)是 (5) 球1在最低點(diǎn)與靜止的球2水平正碰后，球1向右反彈擺動(dòng)，球2向左擺動(dòng)。若為彈性碰撞，則可判斷球1的質(zhì)量球2的質(zhì)量(選填“大于”、“等于”或“小于”)；若為非彈性碰撞，則(選填“能"或“不能”)比較兩球質(zhì)量大??？理由是 答案：（3）3時(shí)位2皿=,電（4）雙擺線能保證小球運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)

17、定，使得小球運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi) （5）小于能理由見解析 7.(2021-廣東深圳4月二次慎研)利用"類牛頓擺”驗(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒定律。 實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)半徑相同的球1和球2,細(xì)線若干，坐標(biāo)紙，刻度尺。 解析：(3)對小球1,根據(jù)動(dòng)能定理得皿日1 碰前動(dòng)量為p\=miV\=3nny[2gd 碰后小球1、2的速度分別為趴'=一寸頑，vi=2^2gd 如果動(dòng)量守恒，則滿足+"如，即2mt=m2o (4) 雙擺線能保證小球運(yùn)動(dòng)更穩(wěn)定，使得小球運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi)，避免小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)。 (5) 根據(jù)彈性碰撞的特征有m\V\=ni\V\'24-j/?2^2*2 球1反彈，則說明球1的質(zhì)量小于球2的質(zhì)量。 如果小球1碰后速度反彈，根據(jù)動(dòng)量守恒有 血1。（）=—〃?101+血202,可知myui>m\VQ 同時(shí)需要滿足碰后機(jī)械能不增加，有 1、(如冊1、Qg2)2 仲。~=2皿＞州仃=2皿 可知皿必然小于/W2o