搜索
倒数第4天力学实验1.实验要点分类实验名称常考要点研究性实验研究匀变速直线运动数据处理方法：(1)公式法：vt2＝v、Δx＝aT2；(2)图象法：v－t图象探究弹力和弹簧伸长的关系应在弹簧弹性限度内增加钩码个数；记录弹簧伸长以及所受拉力的数据，在坐标纸上描点，作出图象；写出与图象对应的函数关系，解释函数中各量的物理意义探究动能定理注意平衡摩擦力、功的大小的确定方法以及物体速度的求解方法验证性实验验证机械能守恒定律用自由落体实验，知道如何从纸带的数据中确定ΔEp和ΔEk验证力的平行四边形定则弹簧测力计的使用注意事项及读数、力的图示、根据平行四边形定则求出合力验证牛顿运动定律控制变量法的应用、图象的处理以及实验的注意事项2.物理量的测量方法待测量测量工具方法说明长度刻度尺毫米刻度尺精度为1mm，读数时应估读到0.1mm游标卡尺①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数＋精度×游标尺对齐的格数②精度：1游标刻度总数mm，10分度的游标卡尺精度为0.1mm，20分度的游标卡尺精度为0.05mm，50分度的游标卡尺精度为0.02mm，游标卡尺不估读螺旋测微器①读数方法：测量值＝主尺上指示的毫米数(注意半毫米刻线是否露出)＋精度×转动圆筒上与主尺中心刻线所对应刻度值(注意刻度值要估读)②精度：螺旋测微器精度为0.01mm时间打点计时器①t＝nT(n表示打点的时间间隔的个数，T表示打点周期)②打点周期与所接交流电周期相同光电计时器光电计时器能自动记录挡光时间，显示在读数窗口力弹簧测力计力的大小＝精度×指针指示的格数(注意估读)速度打点纸带若纸带做匀变速直线运动，则打某点时的瞬时速度等于对应的平均速度频闪照相(利用等时间间隔照片信息记录物体在不同时刻的位置)同上光电门①v0＝dΔt(d表示滑块上挡光片的宽度，Δt表示挡光片挡光时间)②由于挡光片的宽度很小，在这里可用平均速度表示其瞬时速度加速度打点纸带(频闪照相)若纸带做匀变速直线运动，则a＝ΔxT2或a＝xm－xn（m－n）T2光电门若纸带做匀变速直线运动，则a＝v2－v1Δt(v1、v2分别表示通过光电门测得的滑块在t1、t2两个时刻的速度，Δt表示对应的时间间隔)1.利用如图1装置可以做力学中的许多实验：(1)以下说法正确的是________。图1A.用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响B.用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细绳与滑轨平行C.用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力D.用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，应使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量(2)本装置中要用到打点计时器，如图2所示为实验室常用的两种计时器，其中b装置用的电源要求是________。图2A.交流220VB.直流220VC.交流4～6VD.直流4～6V(3)在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为________m/s。(结果保留两位有效数字)图3解析(1)小车与滑轨间存在的摩擦力不会影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦力，A项错误；为保持小车所受拉力方向不变，需要调整滑轮高度使连接小车的细绳与滑轨平行，B项正确；平衡摩擦力后，mgsinθ＝μmgcosθ，即tanθ＝μ，即只需要调整好轨道倾角即可，与砝码与砝码盘总质量无关，C项错误；F＝mgM＋mM＝11＋mM·mg，所以为确保小车所受拉力近似等于砝码盘和盘内砝码总重力，盘及盘内砝码总质量应远小于小车总质量，D项正确。(2)b为电磁打点计时器，使用4～6V低压交流电源，C项正确；a为电火花打点计时器，使用交流220V电源。(3)纸带中A点的瞬时速度等于以它为中间时刻某段位移的平均速度，即vA＝（6.10－3.98）×10－22×0.02m/s≈0.53m/s。答案(1)BD(2)C(3)0.53(0.51～0.53均对)2.某学习小组利用如图4所示的装置验证动能定理。图4(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离s＝________cm。(2)测量挡光条的宽度d，记录挡光条通过光电门1和2所用的时间Δt1和Δt2，并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F，为了完成实验，还需要直接测量的一个物理量是_________________________。(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量？________(填“是”或“否”)。解析(1)毫米刻度尺要注意估读一位，是整数的要补零，因此两光电门中心之间距离是500.0mm，即50.00cm。(2)要测量物体的动能的变化量必须要测出物体的质量。(3)力的大小是从拉力传感器直接读的，没有必要满足题目叙述的条件。答案(1)50.00(2)滑块、挡光条和拉力传感器的总质量M(3)否3.(2015·扬州联考)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图5甲为实验装置简图，打点计时器每隔0.02s打一个点，纸带上每两个打印点取一个计数点。图5(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2。(保留两位有效数字)(2)有一位同学通过实验测量作出了图6中的A图线，另一位同学通过实验测出了如图6中的B图线。试分析：图6①A图线上部弯曲的原因是________________________________；②B图线在纵轴上有截距的原因是__________________________。解析(1)因为xCE－xAC＝a(2T)2，所以a＝xCE－xAC4T2＝（7.21＋7.72－6.19－6.70）×10－24×0.042m/s2≈3.2m/s2。(2)①随着钩码质量的不断增加，将不再满足钩码质量远小于小车质量这一要求。②平衡摩擦力时，长木板远离滑轮的一端垫得过高，导致形成斜面的倾角过大。答案见解析4.为了验证机械能守恒定律，某同学使用如图7所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器M通过G1、G2光电门时，光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门中心间的距离为x，牵引砝码的质量为m，细绳不可伸长且其质量可以忽略，重力加速度为g。该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器，在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律，请回答下列问题：图7(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平。请在以下空白处填写实验要求。在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：取下牵引砝码m，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器M，M分别通过光电门G1、G2的时间________，则导轨水平；(2)当气垫导轨调水平后，在接下来的实验操作中，以下操作合理的是________；A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量MC.为了减小实验误差，光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行(3)在每次实验中，若表达式________(用M、g、m、Δt1、Δt2、D、x表示)在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立。解析(1)由题意可知M分别通过两个光电门的时间相等，即表示轨道水平。(2)由题意可得，挡光片越小，速度计算越精确，选项A正确；考虑到m的作用，不需要m远小于M，选项B错误；光电门间距更大一些，距离测量误差会减小，速度差距更大，误差会减小，选项C正确；牵引滑行器的细绳应当与导轨平行，选项D错误。(3)要使机械能守恒，以M和m为研究对象，可知需要公式mgx＝12(M＋m)(DΔt2)2－12(M＋m)(DΔt1)2成立。答案(1)(在误差允许的范围内)相等(2)AC(3)mgx＝12(M＋m)(DΔt2)2－12(M＋m)(DΔt1)2