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1、- 1 -考点 7 力学实验 1.（2011江苏物理T10）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则” 。弹簧测力计A 挂于固定点 P，下端用细线挂一重物 M。弹簧测力计 B 的一端用细线系于 O 点，手持另一端向左拉，使结点 O 静止在某位置。分别读出弹簧测力计 A 和 B 的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录 O 点的位置和拉线的方向。(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为 N，图中 A 的示数为_N。(2)下列不必要的实验要求是_ 。(请填写选项前对应的字母)(A)应测量重物 M 所受的重力(B)弹簧测力计应在使用前校零(C)拉线方向应与木板平面平行(D)改变拉力，进行多次实
2、验，每次都要使 O 点静止在同一位置（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计 A 的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。【思路点拨】解答本题时注意：(1)弹簧测力计的读数要求；（2）该实验与课本实验有何相同点和不同点。【精讲精析】 （1）根据弹簧测力计的指针位置以及读数规则可知 A 的示数为 3.6N，（2）要验证的关系是 A、B 两个弹簧测力计的拉力的合力与 M 的重力等大反向，所以应测量 M 的重力，为减小测量误差应该做到测力计使用前校零，拉力的方向与木板平行，A、B、C 对，改变拉力进行多次实验，O 点位置可以不同，D 错。（3）A 的拉力超过其量程，为减小 A 的数值，可以有多个方法
3、，例如：使 B 拉力减小，减小 M 的重力大小，A 换成量程更大的弹簧测力计，改变 B 的拉力方向等。答案:（1）3.6N （2）D (3) 使 B 拉力减小，减小 M 的重力大小，A 换成量程更大的弹簧测力计或改变 B 的拉力方向等（任选两种）2.（2011新课标全国卷T23）利用图 1 所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动 ，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所 用的时间 t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并
4、用米尺测量甲、乙之间的距离 s，记下相应的 t 值；所得数据如表所示。- 2 -完成下列填空和作图：（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 v1、测量值 s和 t 四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在图 2 给出的坐标纸上画出 t 图st线；（3）由所画出的 t 图线，得出滑块加速度的大小为sta=_m/s2（保留 2 位有效数字） 。【思路点拨】解答本题时可应用运动学涉及 a、v 1、s 和 t 四个物理量之间的公式，写出关系式，再根据给出的数据进行处理，然后描点绘图，图线的斜率是包含加速度的式子，从而求出加速度。【精讲精
5、析】 （1）由运动学公式 s=v0t+ at2=12（v 1at）t+ at2= at2v 1t，形变为 = atv 1，从12 12 st 12此式可知， t 图线是一条斜率为负数的直线。st（2）根据题目提供的数据按 进行处理，把处理的数值st对应描点，然后用一根直线连接这些点，所得图象如图所示。（3）由图线知斜率绝对值为 k= =1.0，又从 =1.8 1.20.8 0.2 statv 1知，斜率的绝对值为 a，故有12 12a=1.0，即 a=2.0m/s212答案：（1） 或 （）见精析精讲图1stvt 1stv（）2.0（1.82.2 范围内均正确）3.（2011安徽高考T21）为
6、了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同- 3 -质量的砝码。实验测出了砝码的质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据，其对应点已在图上标出。 （g=9.8m/s 2)（1）作出 m-l 的关系图线；（2）弹簧的劲度系数为 N/m。【精讲精析】 （1）如图所示，让直线通过尽可能多的点；（2）从图像中取两相距较远的点，利用求出， 。 lmgk之 间 某 值到 26.048.k答案:（1）见解析 （2）0.2480.2624.（2011山东高考T23） （1）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小
7、球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度 H、滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移 。 （空气阻力对本实验的影响x可以忽略）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_。滑块与斜面间的动摩擦因数为_。以下能引起实验误差的是_。a滑块的质量b当地重力加速度的大小c长度测量时的读数误差d小球落地和滑块撞击挡板不同时（2）某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率。- 4 -所得实验数据如
8、下表，请在给出的直角坐标系上画出 的图像。UI根据所画 的图像，可求得电流 时电源的输出功率为_ 。 （保留两位有效数字）UI0.2IAW实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计。在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是 。 （R x阻值未知）【精讲精析】 （1）由于小球落地和滑块撞击挡板是同时的，可以得出两个物体运动的时间相同。即 Hxgatatx 可 得 出小 球 ：滑 块 ： ,21H,2对滑块受力分析可知 xhxhmagm2cos,sin,cosin 解得 2hxH1() 由上面的
9、表达式可知所测动摩擦因数和 H、h、x 有关。故选项为 c、d。(2) 根据表中数据描点，作出 图像如图所示。UI- 5 -由图像可得，当 I=0.2A 时，其路端电压 U=1.85V。所以电源的输出功率为（0.36W 也正确）1.850W.37PUI出 图甲中如果可变电阻 R 过小时，电路中电流过大，出现安全事故，烧坏电源及电表。在图乙中，a 同样有可能出现安全事故，d 中电压表的读数小于电源的路端电压，能够进行安全操作同时又能测出电源的输出功率的电路是 b 和 c.答案: （1） c、dxH1()hxh (2) 见精讲精析图 0.37（或 0.36）b、c5.（2011天津理综T9） （1
10、）某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为 G，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时 电梯的运动状态可能是 。（2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是 mm。【精讲精析】砝码在地面上时， ，在电梯中则0Fmg有 ，由于 mgF，因此，砝码具有竖直向下的加maFg速度，说明电梯可能做向上的匀减速直线运动或向下的匀加速直线运动。螺旋测微器的读数为 。md706.1.6205.1答案：减速上升或加速下降 1.706（1.7041.708 均可）6.（2011浙江理综T21） （10 分
11、）在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从图中选取实验器材，其名称是 （ 漏选或全选得零分） ；并分别写出所选器材的作用 。- 6 -【思路点拨】实验中需要：（1）测量计算小车的加速度。(2)改变和测量小车的质量。(3)改变和测量小车所受的拉力。可根据这些测量需要，检查缺少的仪器。【精讲精析】为测量小车的加速度，需记录小车运动的位置和时间，这可利用打点计时器（电火花计时器）和纸带完成。所以，实验中应有打点计时器（电火花计时器） 。实验中需要改变小车的质量，这可通过在小车上增减钩码来实现，所以实验中
12、应有钩码。实验中还需要改变小车所受拉力的大小，这可通过改变盘中的砝码的数目来改变，所以实验中应有砝码。答案:学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或学生电源、电火花计时器、钩码、砝码学生电源为电磁打点计时器（电火花计时器）提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可用于测量小车质量7.（2011广东理综T34（1） ）如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D 和 E 为纸带上六个计数点，加速度大小用 a 表示。OD 间的距离为 cm。如图乙是根据实验数据绘出的 图线（s 为各计数
13、点至同一起点的距离） ，斜 率表示 ，t其大小为 (保留三位有效数字)。/m- 7 -【思路点拨】：解答本题时注意把握以下两点：（1）读数时注意要估读到毫米的下一位；（2）通过两个变量 之间的关系式确定斜率的意义。【精讲精析】由图甲 D 点对应的数值可以读出 OD 之间的距离为 1.20cm,物体做匀变速直线运动，位移和时间之间的关系为 ，可见在 st2图像中的斜率表示加速度的一半，可得加速度为 0.930m/s221ats答案：1.20cm 加速度的一半 0.93 0m/s28.（2011海南物理T14）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上
14、 A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B 点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d 表示 A 点到导轨底端 C 点的距离，h 表示A 与 C 的高度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示 A 、B 两点的距离， 将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B 点时的瞬时速度。 用 g 表示重力加速度。完成下列填空和作图；（1）若将滑块自 A 点由静止释放，则在滑块从 A 运动至 B 的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_。动能的增加量可表示为_。若
15、在运动过程中机械能守恒， 与21ts 的关系式为 = _。21t（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A 点）下滑，测量相应的 s 与 t 值，结果如下表- 8 -所示：以 s 为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸中描出第 1 和第 521t个数据点；根据 5 个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_ (保留 3 位有效数字).由测得4120msA的 h、d、b、M 和 m 数值可以计算出 直线的斜率 ，2stok将 k 和 进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可o认为此试验验证了机械能守恒定律。【思路点拨】解答本题可按以下思路分析：【精讲精析】 （1）滑块和遮光片的重力势能减少，砝码的重力势能增加，所以系统的重力势能减少的量为 ；滑块运动到光电门时的速度为 ，所以系统的动能增加mgsdMhgssEP in tbv量为 。若机械能守恒，则有 ，22)()(tbvK 2)(tmMgsdh解得 。sdbmhgt22)(1（2）如图所
