题型05 力学实验题
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2020年高考物理实验专练力学实验五1.为测定小物块P与半径为R的圆形转台B之间的动摩擦因数(设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等),小宇设计了如图所示实验,并进行如下操作:(1)用天平测得小物块P的质量m;(2)测得遮光片宽为d,伸出转台的长度为L(d≪L);(3)将小物块P放在水平转台上,并让电动机带动转台匀速转动,调节光电门的位置,使固定在转台边缘的遮光片远离转轴的一端并恰好能扫过光电门的激光束;(4)转动稳定后,从与光电门连接的计时器读出遮光片单次经过光电门的时间为Δt;(5)不断调整小物块与转台中心O的距离,当距离为r时,小物块随转台匀速转动时恰好不会被甩出.已知当地重力加速度为g.那么,转台旋转的角速度ω=____________,小物块与转台间的动摩擦因数μ=____________,实验中不必要的步骤是____________(填步骤序号).2.在探究弹力和弹簧伸长的关系时,小明同学用如图甲所示的装置进行实验。
将弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上砝码盘,改变砝码的质量,测得数据如下表。
(g取10 m/s2)(1)在图乙的坐标纸上利用描点法作出x-m图像;乙(2)求出弹簧劲度系数为k= (保留两位有效数字);(3)请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘质量相比,结果 (选填“偏大”“偏小”或“相同”)。
3.在探究共点力合成规律的实验中,某同学进行了以下实验步骤:A.在白纸上按比例作出两个力F1和F2的图示,根据平行四边形定则作图求出合力F;B.只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮筋拉成同样长度;C.记下两个弹簧测力计F1和F2的读数,并且记录它们的方向;D.在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮筋的一端固定在板上P点,用两条细绳连接在橡皮筋的另一端,通过细绳同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋与细绳的连接点到达某一位置O,并记下此位置,如图所示;E.记下弹簧测力计的读数F′和细绳方向,按同一比例作出这个力的图示,看这个实测合力F′和按平行四边形定则求出的合力F,看它们的大小及方向是否相近;F.用刻度尺测量出P、Q之间的距离并记录;G.改变两弹簧测力计拉力的大小和方向,多次重复实验,从实验中得出结论.(1)上述实验步骤有一明显的错误,这个步骤是________(填选项前的字母);正确的操作应为_______________________________________________________________________________________.(2)上述实验步骤中有一步骤是多余的,这个步骤是______(填选项前的字母).(3)将以上实验步骤按正确顺序排列,应为________(填选项前的字母).4. (1)“验证力的平行四边形定则”实验中部分实验步骤如下,请补充完整有关内容:①将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线.②在其中一根细线上挂5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图甲所示,记录:钩5.为了“探究动能改变与合外力做功的关系”实验,某同学设计了如下实验方案:第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的重锤跨过定滑轮相连,重锤上连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示,打出的纸带如图丙所示.请回答下列问题:(1)已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为Δt,根据纸带求滑块运动的速度,打点计时器打B点时滑块运动的速度v B=________.(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理量的名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做的功的表达式W合=________.(3)算出滑块在OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v,以v2为纵轴、W为横轴建立直角坐标系,描点作出v2-W图象,可知该图象是一条________,根据图象还可求得________.6. “用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示,实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F.通过增加钩码的数量,多次测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图乙所示.(1)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的.(2)在轨道水平时,小车运动的阻力F f=________N.(3)图乙中,拉力F较大时,a-F图线明显弯曲,产生误差.为避免此误差可采取的措施是( )A.调整轨道的倾角,在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B.在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码,使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替钩码的重力D.更换实验中使用的钩码规格,采用质量较小的钩码进行上述实验7.某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系.实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100 kg的砝码时,各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,重力加速度g取9.80 m/s2).已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)将表中数据补充完整:①________,②________.11k(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为一段弹簧,则弹簧的劲度系数k与其圈数(1)小翔利用如图甲所示的装置,探究弹簧弹力与Δl的关系图线如图乙所示,则该弹簧的劲度系数为(2)某学生用如图丙所示的装置验证“力的平行四边形定则”.用一木板(贴有坐标纸9.如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到如图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔE k,补全下表(结果保留至小数点后第四位).分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔE k,与理论推导结果一致.(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为____________kg(g取9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位).10.现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图甲所示.表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相连;打点计时器固定在木板上,连接频率为50 Hz的交流电源.接通电源后,从静止释放滑块,滑块带动纸带打出一系列的点迹.(1)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),2、3和5、6计数点间的距离如图所示,由图中数据求出滑块的加速度a=________m/s2(结果保留三位有效数字).(2)已知木板的长度为L,为了求出滑块与木板间的动摩擦因数,还应测量的物理量是________.A.滑块到达斜面底端的速度vB.滑块的质量mC.滑块的运动时间tD.斜面高度h和底边长度x(3)设重力加速度为g,滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=________(用所需测物理量的字母表示).答案解析2.答案为:(1)如图所示(2)26 N/m ;(3)相同;解析:(1)描点连线,见答案为:图。
力学试验测试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 牛顿第一定律指出,物体在没有受到外力作用时,将保持其:A. 静止状态B. 匀速直线运动状态C. 静止或匀速直线运动状态D. 任意运动状态2. 根据胡克定律,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,比例系数称为:A. 弹性系数B. 惯性系数C. 摩擦系数D. 重力系数3. 以下哪个选项不是牛顿第三定律的内容?A. 作用力与反作用力大小相等B. 作用力与反作用力方向相反C. 作用力与反作用力作用在不同物体上D. 作用力与反作用力作用在同一物体上4. 动量守恒定律适用于:A. 只有重力作用的系统B. 只有摩擦力作用的系统C. 系统所受外力之和为零的系统D. 系统所受外力之和不为零的系统5. 根据能量守恒定律,以下说法正确的是:A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以在不同形式之间转换,但总量保持不变C. 能量在转换过程中会减少D. 能量在转换过程中会增多二、填空题(每空1分,共10分)6. 牛顿第二定律的公式为______,其中F表示力,m表示质量,a表示加速度。
7. 根据动量定理,力的冲量等于物体动量的______,公式为______。
8. 一个物体在水平面上受到一个水平方向的恒定力F,经过时间t后,物体的速度由v0变为v,则该物体的加速度a为______。
9. 根据能量守恒定律,如果一个物体的动能增加,那么它的______能将减少。
10. 一个物体从静止开始自由下落,其势能将转化为______能。
三、简答题(每题5分,共10分)11. 请简述牛顿运动定律的基本内容及其在实际生活中的应用。
12. 描述动量守恒定律在碰撞过程中的应用,并给出一个实际例子。
四、计算题(每题15分,共30分)13. 一个质量为2kg的物体在水平面上,受到一个大小为10N的水平拉力作用,经过5秒后,求物体的速度和位移。
14. 一个质量为5kg的物体从高度为10m的平台上自由落下,忽略空气阻力,求物体落地时的速度。
高中物理力学实验习题含答案解析力学实验第一部分五年高考题荟萃2009年高考新题一、选择题1.(09·广东理科基础·17)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所示。
下列表述正确的是( B )A.a的原长比b的长B.a的劲度系数比b的大C.a的劲度系数比b的小D.测得的弹力与弹簧的长度成正比解析:图象中的斜率表示劲度系数,可知a的劲度系数比b的大,B 正确;与l的截据表示原长则a的原长比b的短,A错。
2.(09·广东理科基础·18)“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为高50Hz),得到如图8所示的纸带。
图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是( C )A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错。
根据相等的时间间隔内通过的位移有xM?xN?(M?N)at,可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍,B错。
根据B点为A与C的中间时刻点有vB?2xAC,C对;由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s,D错。
2t3.(09·全国卷Ⅰ·23)(10分)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。
长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。
在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下:①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;②用直尺测量AB之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;③将滑块从A点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t1④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos?;⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cos?关系曲线。
中考物理总复习《实验题-力学实验》专项检测卷(带有答案) 学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,根据如图所示实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行研究,并通过分析弹簧测力计的示数,得到探究结果。
(1)比较图①①①,说明浮力的大小与有关;(2)比较图①①,说明浸没在液体中的物体受到浮力的大小与无关;(3)比较图①①,说明:物体排开液体体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越(选填“大”或“小”);(4)图①中物体受到浮力大小是N,该物体的密度是kg/m3。
2.小明同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时,所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”.他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验,并将相应的滑轮重G滑、物体重G物和拉力F的大小记录在表一、二中.表一:G滑=2牛表二:G滑=4牛实验序号G物(牛)F(牛)实验序号G物(牛)F(牛)11 1.562 3.022 2.074 4.0(1)比较表一或表二中F与G物的数据及相关条件,可得出的初步结论是:.(2)比较实验序号的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,当G物相等时,G滑越大,所用竖直向上拉力F越大.(3)比较表中F与G滑、G物的数据及相关条件,可发现其满足的数学关系式为,由此可判断:按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体,若要省力,需满足的条件是.(4)小明同学做多次实验的目的是.3.小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从带刻度(分度值为1mm)的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示,分别是:A(15:35:20)、B(15:35:20)、C(15:35:22)(数字分别表示“时:分:秒”)(1)该实验的原理是;(2)实验中斜面的坡度不能过大的原因是;(3)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AB 段的平均速度;(填“偏大”或“偏小”)(4)小明通过计算得出小车在BC段的平均速度m/s;整个过程小车的平均速度为m/s。
高考实验专题复习一力学实验(附参考答案)实验一《研究匀变速直线运动》本实验是力学实验的重点实验,是力学实验的基础,通过熟练掌握打点计时器的使用,为验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律做好必要的知识和方法上的准备。
、考查重点:(一)打点计时器的使用(二)毫米刻度尺的使用(三)速度和加速度的求解方法二、注意事项1. 交流电源的电压及频率要符合要求.2 •实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要调节振针的高度和更换复写纸.3 •开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.4 .先接通电源,打点计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源.5.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点, 即时间间隔为T = 0.02 >5 s= 0.1 s.6 •小车另一端挂的钩码个数要适当,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小, 使纸带上的点过于密集.7.选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃开头密集部分,适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔T.8 .测x时不要分段测量,读数时要注意有效数字的要求,计算a时要注意用逐差法,以减小误差.三、经典讲练【例题】(2010广东理综)如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ,则纸带上打相邻两点的时间间隔为⑵ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、B两点间距x= ;C点对应的速度是(计算结果保留三位有效数字).fl【命题立意】本题主要考查打点计时器、刻度尺的读数、纸带公式、有效数字。
1【规范解答】①T 0.02s②读A、B两点数值: 1.00cm、1.70cm 故:s=1.70cm-1.00cm=0.70cmV c V BD BD 型空1°2m/s 0.100m/s 2t 0.2【答案】①0.02s ②0.70cm;0.100m/s邻两计数点间还有 4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示. 根据图中数据计算的加速度⑵回答下列两个问题:① 为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有A. 木板的长度L B .木板的质量m i C •滑块的质量m 2 D .托盘和砝码的总质量 m 3E .滑块运动的时间t② ____________________________________________________ 测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 __________________________________________________________(3)滑块与木板间的动摩擦因数 = ___________ (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g ).与真实值相比,测量的动摩擦因数 _____________ (填偏大”或偏小”)解析:⑴ 逐差法"求解:S 4-S i =S 5-S 2=S 6-S 3=3aT 2⑶对整体列牛顿第二定律,m 3g- ym g=(m 2+m 3)a答案 (1)0. 495 m/s 2〜0. 497 m/s 2 (2)①CD ②天平 (3)网_(m2+m3)a 偏大m 2g五、真题训练1. (2013浙江)如图所示,装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮,固定在小车上;装置乙中橡皮 筋的一端固定在导轨的左端,另一端系在小车上。
中考物理专题复习《力学实验》测试卷(附参考答案) 学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一.实验探究题(共30小题)1.小明同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码,做“探究弹簧伸长量与弹力的关系”实验。
下表是小明同学收集的实验数据。
弹力/N00.5 1.0 1.5 2.0 2.5弹簧总长度/cm 6.07.28.49.610.812.0弹簧伸长量/cm0 1.2 2.4 4.8 6.0(1)请你帮助小明同学完成上表的空白处。
(2)在坐标中画出的弹簧伸长量与弹力的关系图。
(3)分析实验数据或从弹簧伸长量与弹力的关系图,你可得到的结论是。
(4)支持你上述结论的依据是:。
(5)此实验结论在实际中的一个应用是:。
(6)在对本实验数据分析的过程中,你觉得运用图象分析的优点有哪些?(说出一点即可)。
2.如图所示,在研究牛顿第一定律的实验中,用同一小车在同一斜面的同一高度从静止开始下滑,然后,在材料不同的表面继续运动,小车分别停在如图所示的位置。
问:(1)让小车在同一斜面的同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的。
(2)结论:平面越光滑,小车受到的阻力越,滑动的距离越。
(3)推论:如果运动的物体不受力,它将。
3.如图是研究牛顿第一定律的实验,请回答:(1)三次实验中让小车从斜面同一高度由静止开始滑下,是为了使它在平面上开始运动的相同。
(2)实验结论是:平面越光滑,小车受到的摩擦力越,速度减小得越。
(3)根据实验结论,可推理得出:运动的小车如所受的阻力为零,小车将做运动。
(4)汽车在快速行驶过程中,突然前方有行人横穿马路,司机紧急刹车,坐在副驾驶位置的人幸亏系着安全带,才没有破窗飞出。
请你解释这一现象。
答:刹车前人和车都是的。
刹车后车速突然减慢,坐在副驾驶位置的人由于具有,要保持原来的运动状态。
因此,若不系安全带就可能会破窗飞出。
4.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。
中考物理《力学实验》专项练习题(附答案)一、实验题1.为了研究物质的某种特性,一位同学用四块金属块做实验,实验室中测得数据如下表:(1)对表中第①行与第①行(或第①行与第①行)的数据进行分析,可以归纳出的结论:_________________________.(2)对表中第①行与第①行(或第①行与第①行)的数据进行分析,可以归纳出的结论:_________________________.(3)为了进一步研究物质的属性,该同学还应列出表格的第五列(空栏)项目,该项目应是___________,为了表示物质的这个属性,物理学中引入_________这个物理量.2.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,在水平位置平衡的目的是便于测量_______.(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_______个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格,则杠杆的_______(选填“左”或“右”)端将下沉.(3)如图丙所示,在A点挂一定数量的钩码,用弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丙所示,已知每个钩码重0.4N,则在A点应挂_______个钩码.3.如下图是“探究杠杆平衡条件”的实验装置:(1)实验前,发现杠杆左端略高于右端,应将杠杆右端的平衡螺母向______ 旋(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡。
(2)在图甲中的A处挂2个相同的钩码,要使杠杆水平平衡,在B处应挂______ 个同样的钩码。
(3)在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F,使杠杆水平平衡,当拉力F沿C点向右下倾斜时,仍要保持杠杆水平平衡,拉力F的大小将__________ ,(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
高中物理《考试说明》中确定的力学实验有:研究匀变速直线运动、探究弹力和弹簧伸长的关系、验证力的平行四边形定则、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律。
其中有四个实验与纸带的处理有关,可见力学实验部分应以纸带的处理,打点计时器的应用为核心来展开复习。
近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容,以分组或演示实验为背景,考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。
要求考生掌握常规实验的数据处理方法,能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中,深刻理解物理概念和规律,并能灵活运用,要求考生有较强的创新能力。
在复习过程中,应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本,同时从常规实验中,有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。
逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。
1、互成角度的两个共点力的合成[实验目的]验证力的合成的平行四边形定则。
[实验原理]此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果(即:使橡皮条在某一方向伸长一定的长度),看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证了力的平行四边形定则。
[实验器材]木板一块,白纸,图钉若干,橡皮条一段,细绳套,弹簧秤两个,三角板,刻度尺,量角器等。
[实验步骤]1.用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,用两条细绳套结在橡皮条的另一端。
3.用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套,互成一定角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O(如图所示)。
4.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向,并记录弹簧秤的读数。
在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,根椐平行四边形定则用画图法求出合力F。
5.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向。
高考物理专项复习《力学实验》含答案1.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关。
理论与实验都表明k=Y SL,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量。
(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是___________A.N B.m C.N/m D.Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用螺旋测微器和刻度尺分别测量它的直径和长度如图(a)和图(b)所示,刻度尺的读数为___________cm,螺旋测微器的读数为___________mm。
(3)小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据,作出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图(c)所示。
由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=___________N/m,这种橡皮筋的Y值等于___________(结果保留两位有效数字)。
(4)图像中图线发生弯曲的原因是___________。
【答案】D11.98(11.96~12.00均正确) 3.999(3.998~4.000均正确)319.1 3.0×106 Pa橡皮筋受力发生的形变超出其弹性限度,不再遵循弹力F与伸长量x成正比的规律【详解】(1)[1]根据表达式Sk YL=得kLYS=已知k的单位是N/m,L的单位m,S的单位是m2,所以Y的单位是N/m2,也就是Pa,故D项正确。
(2)[2][3]刻度尺从零开始,橡皮筋的尾部接近12.00,则读数估读为11.98 cm;螺旋测微器固定部分读数3.5 mm,转动部分读数为49.9,故读数为3.5 mm+49.9×0.01 mm=3.999 mm。
(3)[4]根据胡克定律F=kx可知,图像的斜率大小等于劲度系数大小,由图像求出劲度系数为k=15.00.047N/m=319.1 N/m[5]根据Sk YL=可得62319.10.1198Pa 3.010Pa0.0039993.14()2kLYS⨯===⨯⨯(4)[6]当弹力超过其弹性限度时,胡克定律不再适用,即不再遵循伸长量x与弹力F成正比的规律,故图线发生弯曲。
题型(五)力学实验题类型一力与运动相关实验探究1.[2019·滦州一模]小明学习了“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验后,做了如下实验:找来同种材质、体积相等且质量都为600 g的A、B两个木块,放在同一长木板上进行实验。
实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计,实验过程如图T5-1所示。
(g取10 N/kg)图T5-1(1)测量摩擦力大小依据的原理是。
(2)图甲中木块运动的速度大小为v1,图乙中木块运动的速度大小为v2,关于v1和v2的大小,下列说法正确的是。
(填选项前字母)A.v1一定大于v2B.v1一定小于v2C.v1一定等于v2D.v1可以大于、等于或小于v2(3)图丁中拉动木块A、B一起匀速运动,拉力F4的大小为N。
(4)比较图甲、丙或乙、丁,可以得出:B的表面比A的表面更。
[拓展](5)在物理学中,我们把两个木块间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”,用符号μ表示。
木块A与长木板间的动摩擦因数大小为。
已知A、B两个木块之间的动摩擦因数大小为0.4,在如图丁所示实验中,若用拉力F'将木块B匀速抽出,同时用水平向左的拉力F″作用在木块A上使其位置保持不变,则拉力F'的大小为N。
(提示:木块B的上下表面均存在滑动摩擦力)2.小明做“探究阻力对物体运动的影响”实验时的装置和实验过程如图T5-2所示。
图T5-2(1)实验中应使用(选填“相同”或“不相同”)的斜面,并且使小车每次在斜面上释放的高度相同,这样做的目的是控制小车到达水平面时的速度相同。
(2)小明收集了如下表所示的实验数据,分析可知阻力对物体运动的影响是。
小明进一步推理:若小车受到的阻力为零,小车将。
接触面毛巾棉布木板阻力大小大较大小小车移动的距离11.2 cm 23.7 cm 33.6 cm(3)如图T5-3所示为某些高速公路上为失控车辆所设置的紧急避险车道,通过上面的探究学习我们知道,避险车道铺上砂石是为了,从而减小车速,而且紧急避险车道一般为斜面,从能量转化的角度来看是因为。
图T5-3[拓展](4)分析实验数据可知,小车在毛巾和木板上受到的阻力之比为。
3.[2018·路南区二模]如图T5-4甲是小华同学做“探究二力平衡条件”实验时的情景:图T5-4(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码的重力来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片(选填“能”或“不能”)平衡。
设计此实验步骤的目的是探究。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是。
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。
其主要原因是。
[拓展](5)图甲中,若两个滑轮的位置没有在同一高度,则(选填“能”或“不能”)完成此实验。
(6)图乙中,每个钩码重0.5 N,左边挂三个钩码,右边挂1个钩码时,木块沿水平方向匀速向左运动。
此时再在右边挂个钩码,木块就可以沿水平方向向右匀速运动。
类型二密度相关实验探究4.小明在海边捡到一个多孔石块,现测定它的密度。
(1)他先将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端零刻度线处,发现指针静止在分度盘中央的左侧,则他应将平衡螺母向调节,直至天平横梁平衡。
(2)先用调节好的天平测量石块的质量,盘中所加砝码质量和游码的位置如图T5-5甲所示时天平平衡,则此石块的质量为m=g;如图乙所示在量筒内装有一定量的水,记录下刻度V1,再将石块放入量筒中,待水面不再变化后,记录下刻度V2,则石块的体积是V=cm3,石块的密度是g/cm3。
图T5-5(3)实验结束后,小明将石块从量筒中取出,将其放在餐巾纸上,发现餐巾纸湿了大片。
这启发了小明的思考:因为该石块多孔而存水,所以刚才测得的石块密度值跟真实值相比会(选填“偏大”或“偏小”),引起该误差的原因是(填写序号)。
A.石块质量测量值偏大B.石块质量测量值偏小C.石块体积测量值偏大D.石块体积测量值偏小[拓展](4)小明为了排除因石块多孔存水而引起的误差,又称量出刚刚从水里取出的石块质量为42.6 g,结合第(2)问中的实验数据,计算出了较为准确的石块密度为kg/m3。
(ρ水=1.0×103 kg/m3)5.[2019·路北区二模]测量小石块的密度。
(1)将天平放在水平台面上,游码移到零刻度线处,发现指针位置如图T5-6甲所示,为使横梁平衡,应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节。
图T5-6(2)用调节好的天平测量小石块的质量,天平平衡时,右盘所加砝码质量和游码位置如图乙所示,则小石块的质量m1为g。
(3)没有量筒,用下列两种方案测量小石块的体积。
方案一:①如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,加入适量的水,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;②将小石块从水中取出后,用天平测出烧杯和水的总质量m2为152.4 g;③向烧杯内缓缓加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m3为165.2 g。
方案二:①向烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m2;②如图丙所示,将烧杯放在水平台面上,用细线系住小石块轻轻放入烧杯中,使小石块浸没在水中,在烧杯壁上记下水面位置;③将小石块从水中取出后,向烧杯中缓慢加水至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m3。
(4)根据方案一测量结果计算出小石块的密度为kg/m3。
(5)你认为方案测出的小石块的密度更精确;方案测出的小石块的密度与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”)。
6.[2019·河北一模]小明用量简、溢水杯、小烧杯、水和细铁丝等实验器材完成了对一个塑料小球密度的测量。
请你根据如图T5-7所示的实验情景,把相应的数据填入下面的表格中。
图T5-7(1)把小球轻轻地放入盛满水的溢水杯中,小球漂浮时,溢出的水流到小烧杯中。
(2)把小烧杯中的水倒入量筒中测得水的体积为V1。
(3)用细铁丝把漂浮的小球压入水中,小球浸没时,溢出的水再次流到小烧杯中。
(4)再把小烧杯中的水倒入(2)的量筒中测得水的体积为V2。
小球漂浮时的排水体积V1/cm3小球浸没时的排水体积V2/cm3小球的质量m球/g 小球的密度ρ/(kg·m-3) [拓展](5)假设溢水口堵住,用细铁丝将小球全部压入水中,小球静止时,细铁丝对小球的压力为N;烧杯底部受到水的压强增大了Pa。
(烧杯底面积为100 cm2,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)7.小明想测量一块石头的密度,但是由于石头的质量和体积比较大,无法用托盘天平、量筒和水完成测量。
小阳同学建议他用弹簧测力计、大烧杯、水、轻质细线和杠杆来进行实验,请你将实验过程补充完整:(1)将如图T5-8甲所示的装置放在水平桌面上,发现杠杆的左端高于右端,则应向(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,直到杠杆水平平衡。
图T5-8(2)杠杆水平平衡后,将石头用细线系好悬挂在杠杆A点,如图乙所示,则应该用弹簧测力计通过细线套在(选填“B”“C”或“D”)点施加竖直向上的拉力,使杠杆水平平衡,读出弹簧测力计的示数F1,将F1记录在表格中。
(3)如图丙所示,在大烧杯内装入适量的水,石块的位置不变,将石块浸没在水中(石块不接触烧杯),弹簧测力计的位置也不变,依然对杠杆施加竖直向上的拉力,使杠杆水平平衡,读出弹簧测力计的示数F2,将F2记录在表格中。
(4)已知水的密度为ρ水,利用测量出的物理量和ρ水计算出石块的密度ρ=,并将计算结果记录在表格中。
8.张丽和唐梅两同学想测量一瓶食用油的密度,她们分别选用不同的实验器材和方法来进行测量。
(1)张丽同学用刻度尺、烧杯、水、两端开口的玻璃管、橡皮膜、细线来测量食用油密度,操作步骤如下:①如图T5-9甲所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,管竖直放置,开口向上,向管内倒入适量的食用油,随着油量的增加,橡皮膜向下凸起的程度变大,说明液体压强随着的增加而增大;图T5-9②用刻度尺测出玻璃管中油柱的高度为h1(如图甲所示);③在烧杯中装入适量的水,将装有油的玻璃管缓慢浸入水中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出管底到水面的深度为h2(如图乙所示);④食用油的密度表达式:ρ油=。
(水的密度用ρ水表示)⑤分析实验过程,张丽同学测得的食用油密度值比真实值偏(选填“大”或“小”)。
(2)唐梅同学用托盘天平、烧杯、细线和橡皮擦测量食用油的密度。
具体操作步骤如下:①将托盘天平放在水平台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,观察到指针指在分度标尺上的位置如图T5-10甲所示,此时应将平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使指针对准分度盘的中央刻度线;图T5-10②向烧杯中装入适量水并放在托盘天平上(如图乙所示),调节天平重新平衡后,所用砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示,则这杯水的总质量为g;③将橡皮擦用细线绑好并浸没在水中(未接触烧杯底和侧壁,如图丁所示),记下天平平衡时的示数为163.2 g;则该橡皮擦体积V=cm3;④将橡皮擦从水中取出,同时把烧杯中的水倒掉,然后用干毛巾擦干橡皮擦和烧杯;⑤将烧杯装入适量食用油并重新放在托盘天平上,记下天平平衡时的示数为142.2 g;⑥用细线将橡皮擦浸没在食用油中(未接触烧杯底和侧壁),记下天平平衡时的示数为151.0 g;⑦则食用油密度为ρ油=kg/m3。
(3)橡皮擦由橡胶制成,水和油类都有可能被吸入,假设橡皮擦在实验过程中不吸水,但会吸入少量的油(体积不膨胀),则由此方法测得的食用油密度将比真实值偏(选填“大”或“小”)。
类型三浮力、压强相关实验探究9.[2019·滦南县一模]在学习液体的压强知识时,老师使用了如图T5-11所示的实验装置:容器中央位置用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔。
当橡皮膜两侧的压强不同时,橡皮膜会向压强小的一侧凸起。
请你和老师一起完成下述实验。
图T5-11(1)这个装置(选填“是”或“不是”)连通器。
(2)老师先在装置两侧倒入不同深度的水(如图所示),通过观察橡皮膜的凸起情况可以得出:同种液体,越大,压强越大。
(3)接着,老师向左侧加盐并适当加水,直到左右两侧的液面相平,此时会观察到橡皮膜向(选填“左”或“右”)侧凸起,由此说明。
(4)随后,老师又向右侧注水,当水面距离橡皮膜12 cm时,观察到橡皮膜不向任何一方凸起。
已知此时左侧盐水液面距离橡皮膜10 cm,则左侧盐水的密度为kg/m3。
[拓展](5)完成上述实验后,老师还想借助上述装置测量一个实心固体小球的密度。