1、优质文档优质文档终极猜想十一 力学实验(一)(本卷共 6 小题，满分 60 分建 议时间 ：30 分钟 )命题老师寄语力学实验是高考中必考内容，主要考查利用打点计时器得到的纸带数据求速度和加速度以及实验原理 为了训练方便，我 们把力学实验分成力学实验(一)和力学实验(二 )两部分，每部分设置六个题目【题组 1】 纸带数据的处理1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频率为 50 Hz，记录小车做匀变速直线运动的纸带如图 1 所示，在纸带上选择清晰的点并标注为 05 六个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺，零点跟“0
2、”计数点对齐由图可以读出 1,3,5 三个计数点跟“0” 点的距离 d1，d 3，d 5，请将测量值填入下表中图 1距离 d1 d3 d5测量值/cm通过计算可求得小车通过计数点“2” 的瞬时速度为 _m/s；通过计数点“4”的瞬时速度为_m/s；小车的加速度是_m/s 2.解析 根据刻度尺的读数方法知，d 11.20 cm， d3 5.40 cm，d512.00 cm.则：v2 0.21 m/s，d3 d12T优质文档优质文档v4 0.33 m/s，a 0.60 m/s 2.d5 d32T v4 v22T答案 1.20 cm 5.40 cm 12.00 cm 0.21 0.33 0.602请
3、将下列实验步骤或结果补充完整：在“研究弹簧形变与外力关系的实验”中，取一待测弹簧，将弹簧自由悬挂测出其长度，在其下端竖直悬挂钩码，稳定后测出弹簧的长度，并记录_改变钩码个数，重复上述步骤某同学在如图 2 所示的坐标系中，根据外力 F 与弹簧形变 x 的数据标出了五个点请你在图中描绘出相应的 Fx 图象，根据图象求出弹簧的劲度系数为_N/m.(保留两位有效数字)图 2解析 由物体的平衡条件可知：钩码的重力等于弹簧的拉力；根据图象中点迹连线，由胡克定律可知：图线的斜率大小等于该弹簧的劲度系数，则 k19 N/m.答案 钩码个数(或钩码总质量、钩码总重量)Fx 图线如图 193在验证机械能守恒定律的
4、实验中，使质量为 m200 g 的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图 3 所优质文档优质文档示O 为纸带下落的起始点，A、B、C 为纸带上选取的三个连续点已知打点计时器每隔 T0.02 s 打一个点，当地的重力加速度为 g9.8 m/s2，那么图 3(1)计算 B 点瞬时速度时，甲同学用 v 2gs OB，乙同学用 vB .其中所选2BsAC2T择方法正确的是_(填“甲”或“乙”)同学(2)同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为_m/s 2，从而计算出阻力f_N.(3)若同学丁不慎将上述纸
5、带从 OA 之间扯断，他仅利用 A 点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？_.(填“能”或“不能”)解析 (1)由于 纸带与限位孔之间有摩擦，故重物下落时的加速度小于重力加速度，利用 vB 计算 B 点瞬时速度的方法正确sAC2T(2)根据 yBCy ABaT 2 可得 a9.5 m/s2，由牛顿第二定律可得 mgf ma ，解得 f0.06 N.(3)根据 Ep Ek 即重物重力势能的减少量等于其动能的增加量可知，能实现验证机械能守恒定律的目的答案 (1)乙 (2)9.5 0.06 (3)能4 “探究加速度与力、质量的关系”实验的原理如图 4 所示图 4(1)实验所需的器材有：附有定
6、滑轮的长木板、打点计时器、纸带和复写纸、优质文档优质文档低压学生电源、小车、砝码、小桶、沙子、细绳、_和_(2)下列说法中正确的是_A平衡摩擦力时，要用细绳把装沙的小桶通过定滑轮拴在小车上B平衡摩擦力后，如果改变了小车上砝码的数量，应重新平衡摩擦力C要将小桶和沙子的总重力 mg 当做小车(质量为 M)受到的细绳拉力，必须使 MmD实验时应先接通电源再释放小车(3)某学生保持小车及砝码的质量不变，测得 5 组小车加速度 a 和拉力 F 的数据如下表所示，请你根据表中的数据在如图 5 坐标纸上作出 aF 图线图 5F(N) 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60a(m/s2) 0.10
7、0.21 0.29 0.32 0.49该图线没有通过坐标原点的原因可能是_该图线的斜率所表示的意义是_解析 (1)测量 长度时要用刻度尺，要知道小桶及沙子的质量，需要用天平(2)平衡摩擦力以后，在后面的实验过程中，不需要再平衡摩擦力要使小桶和沙子的总重力 mg 当做小车的拉力， 应满足小车的质量 M 远远大于 m.要能获得较多的纸带上的点，应先接通电源后释放小车(3)aF 图象如图所示图象不过坐标原点的原因是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够由牛顿第二定律知 mgMa或 mg(Mm)a，得 a或 a ，易知， aF 图线的斜率为 或 .mgM mgM m 1M 1M m答案 (1)刻度尺 天
8、平(带有一套砝码) (2)CD(3)aF 图线如图所示优质文档优质文档没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够小桶质量 m(包括沙子质量)与小车质量 M 之和的倒数 或小车质量 M1M m的倒数 (两种结果写出任意一种均可)1M【题组 2】 实验原理的考查5在“用 DIS 研究加速度与力的关系”的学生实验中，实验装置图如图 6 所示图 6(1)本实验采用了_传感器(填写传感器的种类)(2)两位同学通过实验数据画出 aF 图象( 如图 7a、 b 所示)，下列说法中正确的是 ( )A出现图 a 的主要原因可能是实验时轨道倾斜较大B出现图 a 的主要原因可能是小车和轨道间的摩擦力较大C出现图 b 的主要原因
9、可能是实验时轨道倾斜较大D出现图 b 的主要原因可能是小车和轨道间的摩擦力较大优质文档优质文档图 7解析 (1)本题 要通过小车的位移测出加速度，因而采用位移传感器(2)出现图 a 的主要原因可能没有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力不 够导致摩擦力较大，影响实验结果；出现图 b 的主要原因是平衡摩擦力过度(倾斜较大)选 B、C.答案 (1)位移 (2)BC6某物理探究学习小组的同学欲验证“动能定理” ，在实验室组装了一套如图8 所示的装置，另外还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细砂当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小砂桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一
10、位成员，要完成该项实验，则：图 8(1)你认为还需要的实验器材有_(2)实验时，为了保证滑块受到的合力与砂和砂桶的总重力大小基本相等，砂和砂桶的总质量应满足的实验条件是_，实验时为保证细线拉力为滑块的合外力首先要做的步骤是_(3)在(2)的基础上，用仪器称量滑块的质量 M.往砂桶中装入适量的细砂，再用仪器称出此时砂和砂桶的总质量 m.让砂桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距 L 并计算这两点的速度大小 v1 与 v2(v1v2)则本实验最终要验证的数学优质文档优质文档表达式为_(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)解析 (1)验证 “动能定理”需要知道合外力所做的功，滑块动能的增加量，所以需要测量滑块及砂和砂桶质量，滑块速度，易知还需器材是天平，刻度尺(2)由于砂桶同滑块一样做加速运动，应尽量减小加速度的大小，因此应满足砂和砂桶总质量远小于滑块质量细线拉力为滑块合外力的条件是滑块所受摩擦力与自身重力的分力平衡，且细线与木板平行(3)要验证的数学表达式就是动能定理的具体数学式答案 (1)天平，刻度尺(2)砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量细线与木板平行和平衡摩擦力(3)mgL Mv Mv12 2 12 21
