1、 力学 实验 题集粹 （ 30个） 1（ 1）用螺旋测微器测量某金属丝的直径，测量读数为 0 515，则此时测微器的可动刻度上的、刻度线（见图 1-55）所对应的刻度值依次是 _、 _、 _ 图 1-55 （ 2）某同学用 50 分度游标卡尺测量某 个长度时，观察到游标尺上最后一个刻度刚好与主尺上的 6 2刻度线对齐，则被测量 _此时游标尺上的第 30 条刻度线所对应的主尺刻度值为_ 2有一个同学用如下方法测定动摩擦因数：用同种材料做成的、平面（如图 1-56 所示），面为一斜面，高为、长为 是一足够长的水平面，两面在点接触良好且为弧形，现让质量为的小物块从点由静止开始滑下，到达点后顺利进入水
2、平面，最后滑到点而停止，并测量出 BC ，小物块与两个平面的动摩擦因数相同，由以上数据可以求出物体与平面间的动摩擦因数 _ 图 1-56 3在利用自由落体来验证机械能守恒定律的实验中，所用的打点计时器的交流电源的频率为 50，每 4 个点之间的时间间隔为一个计时单位，记为在一次测量中，（用直尺） 依次测量并记录下第 4 点、第 7 点、第 10 点、第 13 点及模糊不清的第 1 点的位置，用这些数据算出各点到模糊的第 1 点的距离分别为 1 80、 7 10、 15 80、 28 10要求由上述数据求出落体通过与第 7 点、第 10 点相应位置时的即时速度 、 注意，纸带上初始的几点很不清楚
3、，很可能第 1 点不是物体开始下落时所打的点 、 的计算公式分别是： _， _，它们的数值大小分别是 _， _ 4某同学 在测定匀变速运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每 5 个打点取好一个计数点，即两计数之间的时间间隔为 0 1，依打点先后编为 0， 1， 2， 3， 4， 5由于不小心，纸带被撕断了，如图 1-57 所示，请根据给出的、四段纸带回答（填字母） 图 1-57 （ 1）在 、三段纸带中选出从纸带上撕下的那段应该是 _ （ 2）打纸带时，物体的加速度大小是 _ 2 5有几个登山运动员登上一无名高峰，但不知此峰的高度，他们想迅速估测出高峰的海拔高度，但是他们只
4、带了一些轻质绳子、小刀、小钢卷尺、可当作秒表用的手表和一些食品，附近还有石子、树木等其中一个人根据物理知识很快就测出了海拔高度请写出测量方法，需记录的数据，推导出计算高峰的海拔高度的计算式 6如图 1-58 中、为均匀介质中一条直线上的点，相邻 两点间的距离都是1，如果波沿它们所在的直线由向传播，已知波峰从传至需要 0 5，且只要点振动方向向上，点振动方向就向下，则这列波的波长为 _，这列波的频率为 _ 图 1-58 7利用水滴下落可以测出当地的重力加速度，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一
5、个正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子间距离为（），再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时 ，到第个水滴落在盘中，共用时间为（），则第一个水滴到达盘子时，第二个水滴离开水龙头的距离是 _（），重力加速度 _（ 2） 8利用图 1-59 所示的装置，用自由落体做 “ 测定重力加速度 ” 的实验中，在纸带上取得连续、清晰的 7 个点用米尺测得第 2、 3、 4、 5、 6、 7 各点与第 1 点的距离如下： 点的次序 1 2 3 4 5 6 7 距离 0 6 0 12 5 19 3 26 5 34 1 42 1 请用这些数据求出重力加速度的测量值设打点计时器所用电源的 频率为 50（只有结果
6、，没有数据处理过程不能得分） 图 1-59 9某同学在 “ 测匀变速直线运动的加速度 ” 的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出、共 7 个计数点，其相邻点间的距离如图 1-60 所示，每两个相邻的计数点之间的时间间 隔为 0 10 图 1-60 （ 1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下、五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下式（要求保留 3 位有效数字） _， _， _， _， _ （ 2）将、各个时刻的瞬时速度标在如图 1-61 所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 图 1-61 （ 3）根据第（ 2）问中画出的 -图线，
7、求出小车运动的加速度为 _ 2（保留 2 位有效数 字） 10在验证牛顿第二定律的实验中，得到了如下一组实验数据： 0 196 0 294 0 392 0 490 0 588 2 0 25 0 38 0 90 1 20 1 53 （ 1）在图 1-62 所示的坐标，画出 -图线 图 1-62 （ 2）从图 中可以发现实验操作中的问题是 _ （ 3）从图线中求出系统的质量是 _ 11如图 1-63 所示为某同学所安装的 “ 验证牛顿第二定律 ” 的实验装置，在图示状态下，开始做实验，该同学有装置和操作中的主要错误是 _ 图 1-63 12根据牛顿第 二定律实验做出的 -图线应如图 1-64 中图
8、线 1 所示，有同学根据实验作出图线如图 1-64 中的图线 2 所示，其实验过程中不符合实验要求的是 _，有同学根据实验作出的图线如图1-64 中的图线 3 所示，其实验过程中不符合实验要求的是 _ 图 1-64 13如图 1-65（）所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图 1-65（）所示，电源频率为 50，则碰撞前甲车运动速度大小为 _，甲、乙两车的质量比 甲 ： 乙 _ 图 1-65 14某同学用一张木
9、桌（桌面水平且光滑），两块小木块和一根轻小弹簧研究碰撞中的动量守恒他先将两小木块放在桌面上，中间夹住被压缩的轻小弹簧，并用细线系住两木块，不让它们弹开然后烧断细线，两木块被弹簧弹开，并分别落到小桌面边的水平地面上要验证两木块被弹开过程中总动量守恒，该同学应测量的数据是 _，用所得数据验证动量守恒的关系式为 _ 15某同学在做 “ 验证机械能守恒定律 ” 的实 验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，剩下的一段纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如图 1-66 所示已知打点计时器的周期为 0 02，重力加速度为 9 8 图 1-66 （ 1）利用纸带说明重锤（质量为）通过对应于 2、
10、5 两点过程中机械能守恒 _ （ 2）说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量 ，稍大于重锤动能的增加量 ？_ 16在做 “ 碰撞中的动量守恒 ” 实验中：（ 1）用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图 1-67 甲所示，该球直径为 _（ 2）实验中小球的落点情况如图 1-67 乙所示，入射球与被碰球的质量比为 3 2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为 _ 图 1-67 17做 “ 碰撞中的动量守恒 ” 实验如图 1-68 所示，选用小球 1 和 2，直径都是，质量分别为 和 ，选小球 1 为入射小球，则应有 _ 在调节好轨道以后，某同学实验步骤如下： 图 1-68
11、 （ 1）用天平测出 和 （ 2）不放小球 2，让小球 1 从轨道上滑下，确定它落地点的位置 P （ 3）把小球 2 放在立柱上，让小球 1 从轨道上滑下，与小球 2 正碰后，确定两球落地点的位置和 （ 4）量出 OM 、 OP 、 ON 的长度 （ 5）比较 OP 和 OM ON 的大小，以验证动量守恒 请你指出上述步骤中的错误和不当之处，把正确步骤写出来 18用如图 1-69 所示装置验证动量守恒定律，质量为 的钢球用细线悬挂于点，质量为 的钢球放在离地面高 度为 H 的小支柱上，点到球球心的距离为，使悬线在球释放前张直，且线与竖直线的夹角为 球释放后摆动到最低点时恰与球正碰，碰撞后，球把
12、轻质指示针推移到与竖直线夹角 处，球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸保持 角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个球的落点 图 1-69 （ 1）图中应是球初始位置到 _的水平距离 （ 2）为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得 _、 _、 _、 _、 _、_、 _等物理量 （ 3）用测得的物理量表示碰撞前后球、球的动量： _， _， _， _ 19在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小球，测得弹簧压缩的距离和小球在粗糙水平面滚动的距离如下表所示由此表可以归纳出小球滚动的距离跟弹簧压缩的距离之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能 跟弹簧压缩的距离之间的关系分别是（选项中
13、、 是常量）_ 实验次数 1 2 3 4 0 50 1 00 2 00 4 00 4 98 20 02 80 10 1 95 ， ， ， ， 20用某精密仪器测量一物件的长度，得其长度为 1 63812如果用最小刻度为的米尺来测量，则其长度应读为 _，如果用 50 分度的卡尺来测量，则其长度应读为 _，如果用千分尺（螺旋测微计）来测量，则其长度应读为 _ 21利用打点计时器测定物体的匀加速直线运动的加速度时，在纸带上打出了一系列的点，取相邻点迹清楚的点作为计数点设各相邻计数点间的距离分别为 1、 2、 3、 4、 5如图 1 72 所示，相邻计数点的时间间隔为，根据这些数据 （ 1）简单说明其
14、做匀加速运动的依据是 （ 2）与计数点对应的速度大小是 （ 3）该物体运动的加速度大小是 图 1 72 22为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度（轿车起动时的运动可近似看 作匀加速运动），某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如图 1 73 所示）如果拍摄时每隔 2曝光一次，轿车车身总长为 4.5，那么这辆轿车的加速度约为 1 2 2 2 3 2 4 2 图 1-73 23做 “ 研究平抛物体的运动 ” 的实验时，下述各种情况会产生实验偏差的有 小球与斜槽之间的摩擦 小球飞离槽口后受到空气的阻力 小球每次释放时高度有偏差 小球穿过有孔卡片时有孔卡片不水平 如果实验时忘记记下斜槽末端的的
15、位置，描出如图 174 所示的轨迹，其中为小球离开槽口后某一时刻的位置，则可以算出物体平抛的初速度为 （计算时 10 2） 图 1 74 图 1 75 24在做 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验时，用摆长和周期计算重力加速度的公式是 若已知摆球直径为 2.00，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图 1 75，则单摆摆长是 若测定了 40 次全振动的时间如图 1 76 中秒表所示，则秒表读数是 ，单摆摆动周期是 图 1 76 25在下述三个实验中： 验证牛顿第二定律； 验证机械能守恒定律； 用单摆测当地的重力加速度某学生正确地作出了三条实验需要的图线，如图 1 77 中、所示 据
16、坐标轴代表的物理量判断：是实验 的图线，其斜率表示 ；是实验 的图线，其斜率表示 ；是实验 的图线，其斜率表示 图 1 77 26使用如图 1 78 所示的装置在碰撞中的动量守恒实验中，需要使用的测量仪器有 ，实验结果误差较大，经检查确认产生误差的原因是实验装置的安装和实验操作环节不适当可能是安装时入射小球的斜槽轨道 ，也可能是入射球没能保持每次从斜槽轨道 图 1 78 27下列实验中需要平衡摩擦力的有 ；需要天平的有 （只填实验名称前的代号） 练习使用打点计时器； 测定匀变速直线运动的加速度； 验证牛顿第二定律； 验证机械能守恒定律； 验证动量守恒定律 28用一只弹簧秤、一把刻度尺测量一根细
17、弹簧的劲度系数，依据你的实验原理，需要测量的物理量有 29在做 “ 碰撞中的动量守恒 ” 实验中：（ 1）用游标卡尺测量直径相同 的入射球与被碰球的直径，测量结果如图 1 79 甲所示，该球直径为 （ 2）实验中小球的落点情况如图 1 79 乙所示，入射球与被碰球的质量比为 32 ，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为 图 1 79 30某同学用一个测力计（弹簧秤）、木块和细线 去粗略测定一木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数 ，设此斜面的倾角不大，不加拉力时，木块放在斜面上时将保持静止（ 1）他是否要用测力计称出木块的重力（答 “ 要 ” 或 “ 不要 ” ）？（ 2）写出实验的主要步骤（
18、3）推出求 的计算式 参考答案 1（ 1） 5 0 45 （ 2） 1 300 4 240 2（ 221Lh ） 3（ ） 2 （ ） 2 1 17 1 75 4 0 6 5用细线和小石块做两个摆长分别为 1、 2 的单摆， 测出它们在山顶的周期 、 ，由此测得山顶的重力加速度 4 （ ）（ ）（注：用一根细线做单摆也可以），因为地表的重力加速度 ，山顶的重力加速度（ ） ，由上述两式可解得 220 1221R g(T T )2 L L R0（ 为地球半径） 6 4（ 2 1） 3（ 2 1）（ 1， 2， 3， ） 7 4 （ 1） 2 8设经过第 1 点时的速度为 ，则由匀加速运动的公式得
19、第 2 点与第 1 点的距离 （ 1 2） 经过第 2 点时的速度 其中为打点计时器每打一次的时间，因电源频率为 50， 0 02同理，由匀加速运动公式可分别求得第 3、 4、 5、 6、 7 点与第 2、 3、 4、 5、 6 点间的距离及经过这些点时的速度 （ 1 2） 2 （ 3 2） 2， 2， （ 1 2） 2 （ 5 2） 2， 3， （ 1 2） 2 （ 7 2） 2， 4， （ 1 2） 2 （ 9 2） 2， 5， （ 1 2） 2 （ 11 2） 2 由此可得 3 2， 3 2， 3 2 取重力加速度的平均值，就得到 g （ 1 3）（ ） 3 2）（ ） 3 2）（ ）
20、3 2）（ 1 9 2）（ ） 由题目的数据求出 6 0， 6 5， 6 8， 7 2， 7 6， 8 0 代入可求得重力加速度的平均值 g （ 1 90 022）（ 1 2 1 1 1 2） 9 710 2 2 9（ 1）见下表 数值 0 400 0 479 0 560 0 640 0 721 （ 2）如图 1 所示 图 1 （ 3） 0 80 （答案在 0 82 0 78 之间均可） 10（ 1）如图 2 所示 （ 2）未平衡摩擦力 （ 3） 0 33 0 30 图 2 11 长木板右端未垫高以平衡摩擦力 电源应改用 6交流电源 牵引小车的细线不与木板平行 开始实验时，小车离打点计时器太远
21、 12平衡摩擦力时木板垫得过高（或倾角过大）未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力（或倾角过小）实验中未满足的条件 13 0 6 21 14两木板的质量 ， 2，两木板落地的水平距离 ， 2， 2 2 0 15（ 1）重锤在对应于 2、 5 两点时的速度 （ 2 80 3 18）（ 20 02） 10 2 1 495和 2（ 3 94 4 30）（ 20 02） 10 2 2 06，在此过程中动能增量 （ 2）（ 22 2） 1 004重力势能的减少量 1 047，在允许的实验误差范围可认为 ，即机械能守恒（ 2）因重锤拖着纸带下落时，受到空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失即重力势能
22、减少量稍大于动能的增加量 16 14 12 17大于 小球 1 每次应从同一位置释放 小球落点的确定都应是多次实验操作取平均的结果 步骤（ 5）应比较 OP 和 OM 2（ ON ）的大小 18（ 1）球各落地点中心 （ 2） 、 、 、 、 （ 3） 2gL(1 cos ) 2gL(1 cos ) 0 2gH2H 19 20 1 64 1 638 1 6381 21（ 1） 2 1 3 2 4 3 5 4 （ 2）（ 3 4） 2 （ 3）（ 4 1） 3 2 22 23， 2.0 24 4 2 2， 0.8740， 75.2， 1.88 25 ，小车质量的倒数 1； ，重力加速度； ，重力加速度的倒数 1 26天平、刻度尺，末端的切线没有水平；同一高度无初速地释放 27 ， 28每次拉 伸时弹簧秤的示数，用刻度尺测弹簧每次拉伸时的形变量 29 2.14， 12 30（ 1）要（ 2）实验的主要步骤是： 用测力计拉动木块沿斜面向上做匀速运动，记下测力计的读数 向上 用测力计拉动木块沿斜面向下做匀速运动，记下测力计的读数 向下 用测力计测出木块重（ 3）求 公式推导如下： 向上 ， 向下
