力学实验题
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实验题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、实验题1.如图,将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,倒插在水银槽中。
放开手指,管内水银面下降到一定高度就不再下降,这时管内外水银面高度差约750mm。
(1)实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,是支持这段水银柱不会落下,大气压的数值就等于750mm水银柱所产生的压强,通过计算可知当地的大气压为Pa;(ρ水银=13.6×103 kg/m3)(2)实验中选用水银而不是水来做实验,这是利用水银的较大的特性;在实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度将;(3)如果将此装置拿到高山上,观察到的现象是水银柱的竖直高度将。
2.在“测量盐水的密度”实验中,小明、小刚和小强组成实验小组,小组进行了分工:小明负责天平的操作,小刚负责量筒的测量,小强负责实验数据记录及处理。
他们根据实验室提供的实验器材,按照设计的实验方案进行了实验。
如图所示,为实验过程的主要操作示意图。
实验的主要步骤:A、实验准备阶段,小明将托盘天平放置在水平桌面上,按照如图甲的方式对天平进行调平;B、如图乙所示,小明用托盘天平测得烧杯与剩余盐水的质量之和M′;C、小刚将烧杯中的部分盐水倒入量筒,三人按照图丙所示的方式各自读出所测盐水的体积V;D、如图丁所示,小明将所测盐水倒入烧杯,并用托盘天平测出二者质量之和M;(1)步骤A中,小强发现小明有一处不当的操作是;(2)改正不当操作后,继续按照正常的实验流程操作,后面三个实验步骤的顺序应该是(用步骤前的字母代号表示);(4)通过比较三次实验数据可知,同一滑轮组提升重物时,要想提高滑轮组的机械效率,应该;(5)提升相同重的物体时,(填“乙”或“丙”)装置的机械效率高。
(设每个动滑轮重均相同)5.小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
力学实验期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 牛顿第一定律指出,物体在没有外力作用下,将保持什么状态?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. 变速运动状态2. 以下哪个是描述物体运动状态的物理量?A. 质量B. 速度C. 力D. 能量3. 根据胡克定律,弹簧的弹性力与弹簧的形变成正比,比例常数称为:A. 重力加速度B. 弹性系数C. 摩擦系数D. 惯性系数4. 在自由落体运动中,物体的加速度大小为:A. 9.8 m/s²B. 10 m/s²C. 11 m/s²D. 12 m/s²5. 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. 只有外力作用的系统D. 系统内力远大于外力作用的系统二、填空题(每空1分,共10分)1. 牛顿第二定律的数学表达式为:_________。
2. 根据动量定理,力与时间的乘积等于物体动量的_________。
3. 一个物体在水平面上做匀速直线运动时,摩擦力的大小等于_________。
4. 物体的转动惯量与_________有关。
5. 角动量守恒定律适用于_________。
三、简答题(每题5分,共10分)1. 请简述牛顿第三定律的内容及其在日常生活中的应用。
2. 请解释什么是简谐振动,并给出一个生活中的例子。
四、计算题(每题15分,共30分)1. 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,假设摩擦系数为0.1,求物体的加速度。
2. 一个质量为5kg的物体,从静止开始自由落体,求物体在第3秒末的速度和位移。
五、实验题(共40分)1. 描述如何使用弹簧测力计测量物体的重力,并说明实验步骤和注意事项。
(10分)2. 设计一个实验来验证牛顿第二定律,并写出实验原理、所需器材、实验步骤和预期结果。
(30分)答案一、选择题1. C2. B3. B4. A5. D二、填空题1. \( F = ma \)2. 变化量3. 物体的重力4. 物体的质量分布和旋转轴的位置5. 没有外力矩作用的系统三、简答题1. 牛顿第三定律指出,作用力和反作用力大小相等、方向相反,作用在两个不同的物体上。
北航材料力学实验考试题库及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 在材料力学实验中,下列哪种材料最适合用于拉伸实验?A. 钢材B. 塑料C. 木材D. 玻璃答案:A2. 以下哪种实验方法可以测量材料的弹性模量?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. all of the above(以上都对)答案:D3. 在材料力学实验中,以下哪个因素对实验结果影响最小?A. 环境温度B. 试样尺寸B. 试样形状C. 试样材料答案:C4. 以下哪个实验可以用来测量材料的泊松比?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. 弯曲实验答案:A5. 在材料力学实验中,以下哪种情况不需要进行实验误差分析?A. 实验数据波动较大B. 实验结果与理论值相差较大C. 实验过程中出现异常现象D. 实验结果与预期一致答案:D二、填空题(每题10分,共40分)6. 在拉伸实验中,试样断口附近的应力称为______。
答案:断口应力7. 材料的弹性模量E与泊松比μ之间的关系为:E =____________。
答案:2(1 + μ)8. 在扭转实验中,扭转角φ与扭矩T和长度l的关系为:φ = ____________。
答案:Tl/GI_p9. 在材料力学实验中,以下哪个参数表示材料的强度?__________。
答案:屈服强度或抗拉强度10. 在弯曲实验中,中性轴是指______。
答案:弯曲轴线三、判断题(每题10分,共30分)11. 在材料力学实验中,实验数据波动较大,说明实验结果可信度较低。
(对/错)答案:错12. 在拉伸实验中,试样断口形状对实验结果有较大影响。
(对/错)答案:对13. 在扭转实验中,扭矩与扭转角成正比。
(对/错)答案:对四、简答题(每题15分,共45分)14. 请简述拉伸实验的步骤。
答案:(1)准备试样:根据实验要求,选用适当尺寸和形状的试样;(2)安装试样:将试样安装在拉伸实验机上;(3)加载:按照预定的加载速率对试样进行拉伸;(4)记录数据:观察并记录试样的变形和载荷;(5)卸载:卸载后,观察试样的断口形状和位置;(6)分析数据:计算材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等参数。
《材料力学实验》考试题库及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学实验中,下列哪项不是材料力学的基本性质?A. 强度B. 塑性C. 硬度D. 热导率答案:D2. 在拉伸实验中,下列哪个因素对实验结果影响较大?A. 试样尺寸B. 试样形状C. 拉伸速度D. 环境温度答案:C3. 下列哪个实验是用来测定材料的屈服强度?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案:A4. 下列哪个实验是用来测定材料的弹性模量?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案:A5. 在压缩实验中,下列哪个因素对实验结果影响较大?A. 试样尺寸B. 试样形状C. 压缩速度D. 环境温度答案:C6. 下列哪个实验是用来测定材料的抗剪强度?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验7. 在扭转实验中,下列哪个因素对实验结果影响较大?A. 试样尺寸B. 试样形状C. 扭转速度D. 环境温度答案:C8. 下列哪个实验是用来测定材料的泊松比?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案:A9. 在材料力学实验中,下列哪个参数是用来表示材料的韧性?A. 强度B. 塑性C. 硬度D. 韧性10. 下列哪个实验是用来测定材料的疲劳极限?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 疲劳实验答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 在拉伸实验中,试样断裂前所承受的最大载荷称为______。
答案:最大载荷12. 材料的屈服强度是指材料在受到______作用时,开始发生塑性变形的应力。
答案:外力13. 材料的弹性模量是描述材料在______范围内,应力与应变之间关系的物理量。
答案:弹性14. 在压缩实验中,试样受到的压力与______之比称为抗压强度。
答案:试样截面积15. 在扭转实验中,单位长度上的扭矩与______之比称为扭转应力。
答案:试样截面积16. 材料的泊松比是描述材料在拉伸或压缩过程中,______与______之间关系的物理量。
力学实验安全试题以下是一些力学实验安全试题:1. 在进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,下列说法正确的是:A. 要使用秒表计时B. 要使用光电门测瞬时速度C. 先释放小车,再去接通电源D. 为避免所获数据太少,应选用质量和体积较大的小车正确答案是:B. 要使用光电门测瞬时速度。
实验要求准确测量速度,故使用光电门测量瞬时速度更精确,因此选项B正确。
实验需要使用计时器计时,但秒表并不精确,选项A错误。
实验时应先接通电源再释放小车,选项C错误。
小车的质量和体积并不是越大越好,小车的质量和体积要合适,否则会无法控制小车的运动状态,导致所获数据过少或过大,因此选项D错误。
2. 在“验证力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是:A. 同一次实验过程中,O点位置允许变动B. 在同一实验过程中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正视弹簧测力计的刻度C. 实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧测力计拉绳套的方向和大小,把橡皮条另一端拉到O 点D. 实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°正确答案是:ACD。
在“验证力的平行四边形定则”实验中,要求两次拉橡皮筋要到同一位置的原因是橡皮筋的伸长量才会相同,拉力才产生相同的合力。
在实验过程中,橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角要适当大一些。
橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,需要确保O点位置不动不变,同时要保证弹簧测力计与木板平行读数。
因此选项ACD错误。
上岗考核理论部分
一、填空题
1、金属材料室温拉伸试验一般在室温范围内进行。
对温度要求严格的试验,试验温度应为。
2、在GB/T228-2002标准中,
(1)比例试样的原始标距与原始横截面积之间的关系式:。
(2)假如仅测定下屈服强度,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在之间。
3、修约95.46,修约到个位数,其修约值为。
二、简答题
1、根据GB/T228-2002,写出下列字母符号所代表的含义:R eH、
R eL、R p、R m。
2、分别对17.525%和14.2505%进行0.5%修约,写出具体步骤。
3、实验室设备的维护操作主要有哪些,以万能材料试验机Z150
为例,写出该试验机的主要维护操作条例。
三、论述题:
现分别有Ф8mm和Ф22mm的热轧带肋钢筋各一组,并有下面两台万能材料试验机:电液伺服材料试验机SHT4605,最大力值60吨;万能材料试验机Z150,最大力值15吨。
(1)给两组钢筋分别选择力值适宜的材料试验机,并说明原因。
(2)写出两组钢筋试样拉伸试验的具体操作过程。
(3)在试验过程中有哪些需要注意的事项。
2023年中考物理二轮专题复习:《力学》实验题姓名:___________班级:___________考号:___________1.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一块鹅卵石的密度,实验步骤如下:(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端的零刻线处,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往___________(选填“左”或“右”)调;(2)将鹅卵石放在调好的天平上测质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则鹅卵石的质量为___________g;同时用调好的天平测出空烧杯的质量为90g;(3)如图乙所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,如图丁所示,烧杯、水和鹅卵石的总质量为___________g;(4)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至记号M,如图丙所示,用调好的天平测测出杯和水的总质量为142g,此时杯中水的体积为___________cm3;(5)根据所测数据,鹅卵石的体积为___________cm3,计算出鹅卵石的密度为___________kg/m3;(6)若小明在第(4)步的测量过程中,用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母,直到天平平衡,此错误操作将导致所测密度偏___________。
2.小明同学游泳潜水时,感觉潜水越深,耳膜越痛。
他关于“液体压强的规律”进行了一系列探究:他用如图所示的压强计研究液体内部压强的特点,将压强计的橡皮膜置于水中不同深度,调节橡皮膜在水中的方向,得到如下表中所示的数据。
压强计U形管实验橡皮膜朝向深度左液面右液面液面高度差1 朝上3cm 9cm 12cm 3cm(1)分析表格数据,压强计U形管中液体总体积不变,表格中未记录的数据应为___________cm;(2)用压强计U形管___________(选填“左液面”、“右液面”或“液面高度差”)反应出液体压强大小;(3)由实验___________(选填三次实验序号),可得出结论:液体内部的压强随深度的增___________而增大;(4)将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,如图甲、乙所示,则这两种液体的密度大小关系是______ _____;A.甲液体的密度一定小于乙液体的密度B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度C.甲液体的密度一定大于乙液体的密度D.无法判断(5)之后,他取下液体压强计的U形管,将不相容的油和水装入其中,待液体稳定后,液面有明显分界线,测出各段距离如图丙所示,则油的密度为___________g/cm3;(6)小明找到一个长、宽、高分别为8cm、6cm、6cm的质地均匀长方体木块,分别横放、竖放入装水的烧杯中,静止时如图(a)、(b)所示。
实验力学考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 某材料在拉伸实验中,当应力达到200 MPa时,应变为0.02,此时材料的弹性模量是多少?A. 10000 MPaB. 20000 MPaC. 50000 MPaD. 100000 MPa2. 在材料力学中,泊松比是描述材料横向应变与轴向应变之间关系的物理量,其取值范围是:A. 0到1B. 0到0.5C. -1到1D. -0.5到0.53. 以下哪种情况下,材料的屈服强度会降低?A. 温度升高B. 应变速率增加C. 材料的微观结构更加均匀D. 材料的晶粒尺寸减小4. 在进行三点弯曲实验时,若支点之间的距离增加,而载荷保持不变,那么材料的弯曲强度将会:A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定5. 疲劳破坏是指材料在循环载荷作用下逐渐发生破坏的现象,以下哪种因素不会影响疲劳寿命?A. 材料的强度B. 应力循环的幅度C. 材料的微观结构D. 环境温度答案:1. B. 20000 MPa(弹性模量E = 应力/应变)2. B. 0到0.53. A. 温度升高4. B. 减少5. D. 环境温度二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述材料力学中的应力-应变曲线,并说明其上各点的意义。
应力-应变曲线是描述材料在拉伸过程中应力与应变之间关系的图形。
曲线上的几个关键点包括:弹性极限、屈服点、强化阶段、颈缩点和断裂点。
弹性极限是材料开始发生永久变形的应力值;屈服点是材料从弹性变形过渡到塑性变形的应力值;强化阶段是材料在进一步拉伸过程中,应力继续增加而应变增加的速率减缓的阶段;颈缩点是材料局部变细,整体截面积减小的点;断裂点是材料最终断裂的应力值。
2. 解释什么是材料的疲劳寿命,并说明影响疲劳寿命的主要因素。
材料的疲劳寿命是指材料在循环载荷作用下能够承受的循环次数。
影响疲劳寿命的主要因素包括:应力循环的幅度、材料的强度和韧性、材料的微观结构、表面处理和环境条件等。
力学实验探究【题目一】图1是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察的大小,来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系。
需要控制小球撞击时的速度不变,具体的操作方法是。
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文借助速度传感器和其他仪器得出了表一和表二的两组数据。
表一(小球撞击时的速度v=8cm/s) 表二(小球质量m=100g)小球质量m/g 木块滑行距离s/cm小球撞击速度v/cm·s-1木块滑行距离s/cm100 10 8 10200 20 16 40300 30 24 90分析这两组数据可以得出:对物体的动能影响较大,简述分析过程。
【题目二】快速骑自行车,我们会感到空气阻力,而且骑车速度越快,感觉空气阻力越大。
由此小华同学猜想:物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关。
在一个无风的周末,小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上.小华打开汽车天窗,将如图2所示装置固定在汽车车顶.爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。
根据二力平衡,弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力。
汽车速度v/(m/s) 5 10 15 20弹簧测力计示数F/N 0.1 0.5 1.1 1.9(1)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小对实验结果的影响.(2)分析上表中的实验数据可知,物体运动速度越大,所受空气阻力越。
(3)实验完毕后,小华又进行了新的思考:空中下落的物体速度会增大,那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大,其所受的空气阻力会不会也一直增大?在老师的指导下,小华知道了:若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大;若下落雨滴所受空气阻力大于重力,则雨滴下落速度减小。
请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析:一滴质量为5g的雨滴从高空下落时(假设在无风天气,雨滴下落高度足够大),所受到的最大阻力f=N,此后雨滴做运动(g=10N/kg)。
专题测试【满分:100分时间:90分钟】1.(2020·四省名校高三联考)某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律。
某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出,打点计时器所接交流电源频率为50 Hz。
分别测出A点到B、C、D、E点之间的距离为x1、x2、x3、x4,以A点作为计时起点,算出小车位移与对应运动时间的比值xt,并作出xt-t图象如图丙所示。
(1)实验中下列措施必要的是________(填正确答案标号)。
A.打点计时器接220 V交流电源B.平衡小车与长木板间的摩擦力C.细线必须与长木板平行D.小车的质量远大于钩码的质量(2)由图丙求出小车加速度a=________ m/s2,打A点时小车的速度v A=________ m/s。
(结果均保留两位有效数字)2.(2020·广西贺州高三调研)某同学用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。
步骤如下:(1)先用校准后的游标卡尺测量金属小球的直径。
图乙为用游标卡尺测量时的示数,则金属球的直径d =________ cm;(2)按图甲安装好器材,测得小球被电磁铁吸住时球心到光电门的距离为h。
控制电磁铁释放小球,记下金属小球通过光电门的时间t,则金属球通过光电门时的速度大小v=________;(用字母表示)(3)改变光电门到小球球心的距离h得到与之对应的t,取得若干组实验数据。
以1t2为纵坐标,以h为横坐标,描绘出1t2-h图象是一条倾斜直线,若直线斜率为k,则当地重力加速度g=________。
(用字母表示) 3.(2020·四川资阳高三质检)在“探究弹簧的弹力与伸长量之间关系”的实验中,所用装置如图1所示,将轻弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,其伸长量通过刻度尺测得,某同学的实验数据列于下表中。
(1)以x系图线。
(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为________。
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0.515mm,则此时测微器的可动刻度上的A、B、C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L时,观察到游标尺上最后一个刻度刚好与主尺上的6.2cm刻度线对齐,则被测量L=________cm.此时游标尺上的第30条刻度线所对应的主尺刻度值为________cm.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AB、BD平面(如图1-56所示),AB面为一斜面,高为h、长为L1.BD是一足够长的水平面,两面在B点接触良好且为弧形,现让质量为m的小物块从A点由静止开始滑下,到达B点后顺利进入水平面,最后滑到C点而停止,并测量出BC=L2,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μ=________.图1-563.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50Hz,每4个点之间的时间间隔为一个计时单位,记为T.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d1=1.80cm、d2=7.10cm、d3=15.80cm、d4=28.10cm.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v1、v2.注意,纸带上初始的几点很不清楚,很可能第1点不是物体开始下落时所打的点.v1、v2的计算公式分别是:v1=________,v2=________,它们的数值大小分别是v1=________,v2=________.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0.1s,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A、B、C、D四段纸带回答(填字母)图1-57(1)在B、C、D三段纸带中选出从纸带A上撕下的那段应该是________.(2)打A纸带时,物体的加速度大小是________m/s2.5.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A、B、C、D、E、F、G为均匀介质中一条直线上的点,相邻两点间的距离都是1cm,如果波沿它们所在的直线由A向G传播,已知波峰从A传至G需要0.5s,且只要B点振动方向向上,D点振动方向就向下,则这列波的波长为________cm,这列波的频率为________Hz.图1-587.利用水滴下落可以测出当地的重力加速度g,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,而空中还有一个正在下落中的水滴,测出水龙头到盘子间距离为h(m),再用秒表测时间,以第一个水滴离开水龙头开始计时,到第N个水滴落在盘中,共用时间为t(s),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________(m),重力加速度g=________(m/s2).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请用这些数据求出重力加速度g的测量值.设打点计时器所用电源的频率为50Hz.(只有结果,没有数据处理过程不能得分)图1-599.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A、B、C、D、E、F、G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0.10s.图1-60(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F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)vB=________m/s,vC=________m/s,vD=________m/s,vE=________m/s,vF=________m/s.(2)将B、C、D、E、F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v-t图线,求出小车运动的加速度为________m/s2.(保留2位有效数字)(1)在图1-62所示的坐标,画出a-F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1-6312.根据牛顿第二定律实验做出的a-F图线应如图1-64中图线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1-6413.如图1-65(a)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(b)所示,电源频率为50Hz,则碰撞前甲车运动速度大小为________m/s,甲、乙两车的质量比m甲:m乙=________.图1-6514.某同学用一张木桌(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0.02s,重力加速度为g=9.8m/s2.图1-66(1)利用纸带说明重锤(质量为mkg)通过对应于2、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ΔEP,稍大于重锤动能的增加量ΔEK?________________.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________cm.(2)实验中小球的落点情况如图1-67乙所示,入射球A与被碰球B的质量比为MA∶MB=3∶2,则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为pA∶pB=________.图1-6717.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d,质量分别为m1和m2,选小球1为入射小球,则应有m1________m2.在调节好轨道以后,某同学实验步骤如下:图1-68(1)用天平测出m1和m2.(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M和N.(4)量出OM、OP、ON的长度.(5)比较m1OP和m1OM+m2ON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mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前张直,且线与竖直线的夹角为α.A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.图1-69(1)图中s应是B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A球、B球的动量:pA=________,pA′=________,pB=________,pB′=________.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d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示.由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)A.s=k1d,Ep=k2dB.s=k1d,Ep=k2d2C.s=k1d2,Ep=k2dD.s=k1d2,Ep=k2d220.用某精密仪器测量一物件的长度,得其长度为1.63812cm.如果用最小刻度为mm的米尺来测量,则其长度应读为________cm,如果用50分度的卡尺来测量,则其长度应读为________cm,如果用千分尺(螺旋测微计)来测量,则其长度应读为________cm.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s1、s2、s3、s4、s5.如图1-72所示,相邻计数点的时间间隔为T,根据这些数据(1)简单说明其做匀加速运动的依据是.(2)与计数点C对应的速度大小是vC=.(3)该物体运动的加速度大小是a=.图1-7222.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2s曝光一次,轿车车身总长为4.5m,那么这辆轿车的加速度约为[]A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s2图1-7323.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[]A.小球与斜槽之间的摩擦B.小球飞离槽口后受到空气的阻力C.小球每次释放时高度有偏差D.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O的位置,描出如图174所示的轨迹,其中A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g=10m/s2)图1-74 图1-7524.在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=.若已知摆球直径为2.00cm,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s,单摆摆动周期是s.图1-7625.在下述三个实验中:①验证牛顿第二定律;②验证机械能守恒定律;③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A、B、C所示.据坐标轴代表的物理量判断:A是实验的图线,其斜率表示;B是实验的图线,其斜率表示;C是实验的图线,其斜率表示.图1-7726.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1-7827.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;②测定匀变速直线运动的加速度;③验证牛顿第二定律;④验证机械能守恒定律;⑤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cm.(2)实验中小球的落点情况如图1-79乙所示,入射球A与被碰球B的质量比为mA∶mB=3∶2,则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为pA∶pB=.图1-7930.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μ,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.(3)推出求μ的计算式.参考答案1.(1)5 0 45 (2)1.300 4.24022)3.(d3-d1)/2T(d4-d2)/2T1.17m/s1.75m/s4.C0.65.用细线和小石块做两个摆长分别为L1、L2的单摆,测出它们在山顶的周期T1、T2,由此测得山顶的重力加速度g=4π2(L1-L2)/(T12-T22)(注:用一根细线做单摆也可以),因为地表的重力加速度g0=GM/R02,山顶的重力加速度g=GM/(R0+h)2,由上述两式可解得h=R0(R0为地球半径)6.4/(2n+1)3(2n+1)(n=1,2,3,…)7.h/4 h(N+1)2/2t28.设经过第1点时的速度为v1,则由匀加速运动的公式得第2点与第1点的距离s1=d2-d1=v1t+(1/2)gt2.经过第2点时的速度v2=v1t+gt.其中t为打点计时器每打一次的时间,因电源频率为50Hz,t=0.02s.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s2=d3-d2=v2t+(1/2)gt2=v1t+(3/2)gt2,v3=v2t+gt=v1+2gt,s3=d4-d3=v3t+(1/2)gt2=v1t+(5/2)gt2,v4=v3t+gt=v1+3gt,s4=d5-d4=v4t+(1/2)gt2=v1t+(7/2)gt2,v5=v4t+gt=v1+4gt,s5=d6-d5=v5t+(1/2)gt2=v1t+(9/2)gt2,v6=v5t+gt=v1+5gt,s6=d7-d6=v6t+(1/2)gt2=v1t+(11/2)gt2.由此可得s4-s1=3gt2,s5-s2=3gt2,,s6-s3=3gt2.取重力加速度的平均值,就得到g=(1/3)(((s4-s1)/3t2)+((s5-s2)/3t2)+((s6-s3)/3t2))=(1/9t2)(s4-s1+s5-s2+s6-s3)由题目的数据求出s1=6.0cm,s2=6.5cm,s3=6.8cm,s4=7.2cm,s5=7.6cm,s6=8.0cm.代入可求得重力加速度的平均值g=(1/9×0.022)(1.2+1.1+1.2)=9.7×102cm/s2.(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)0.33kg~0.30kg图211.①长木板右端未垫高以平衡摩擦力②电源应改用6V交流电源③牵引小车的细线不与木板平行④开始实验时,小车离打点计时器太远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m<<M的条件13.0.6 2∶114.两木板的质量m1,m2,两木板落地的水平距离s1,s2,m1s1-m2s2=015.(1)重锤在对应于2、5两点时的速度v1=((2.80+3.18)/(2×0.02))×10-2=1.495m/s和v2=((3.94+4.30)/(2×0.02))×10-2=2.06m/s,在此过程中动能增量ΔEk=(m/2)(v22-v12)=1.004mJ.重力势能的减少量ΔEp=mgh=1.047mJ,在允许的实验误差范围可认为ΔEk=ΔEp,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减少量稍大于动能的增加量.16.14 1∶217.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m1OP和m1OM+m2(ON-d)的大小18.(1)B球各落地点中心(2)mA、mB、L、α、β、H、S(3)m0 mB19.D20.1.64 1.638 1.638121.(1)s2-s1=s3-s2=s4-s3=s5-s4(2)(s3+s4)/2T(3)(s4-s1)/3T222.B23.BCD,2.0m/s24.4π2L/T2,0.8740m,75.2,1.8825.①,小车质量的倒数1/m;②,重力加速度g;③,重力加速度的倒数1/g.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27.③,③⑤28.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29.2.14,1∶230.(1)要(2)实验的主要步骤是:①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F向上.②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F向下.③用测力计测出木块重G.(3)求μ公式推导如下:F向上=μGcosα+Gsinα,F向下=μGcosα-Gsinα.两式相加得cosα=(F向上+F向下)/2μG, 两式相减得sinα=(F向上-F向下)/2G. 上两式平方和得μF F +。
实验力学习题1,如图所示,有一个受集中力P和均布载荷Q作用的简支矩形梁。
设选定模型尺寸比例数C l=l p/l m=10,μp=μm,求它们之间应力换算关系。
3,有一悬臂梁如图,今用同一材料制作模型,实验要求模型梁自由端扰度与原型相同。
设已知选定C p=1/10,C l=1/10,C b=1/10,问梁高度的相似系数应取何值?4,求周边简支圆板的模型与原型之间的应力换算关系。
5,试用π定理求弹性结构原型与模型之间应力、应变和位移的换算公式(设弹性结构与应力、尺寸、外力、弹性模量及泊松比五个物理量有关)。
6,一悬臂梁如图所示,要求测量应力的误差不大于2%,问各被测量p、l、b、h允许多大误差。
7,试计算算术平均值的误差。
8,已知单向应力状态下应力和应变的测量误差分别为1%和2%,求由此测定材料弹性模量的相对误差。
9,试画出透射式光弹性仪的结构图,标明主要部件的名称及作用。
10,一金属应变计(R=120Ω K=2.00)粘贴在轴向拉伸试样表面,应变计轴线与试样轴线平行,试样材料为碳钢,弹性模量E=2.00×105MPa,若加载到应力 σ=200MPa,试求应变计电阻值的变化ΔR。
若加载更大,应变达3000μm/m ,问应变计电阻值变化ΔR为多大?另有一半导体应变计,R=120Ω ,K=100,粘贴在上述碳钢试样上,应力σ=200MPa时,应变计电阻值变化多少?11,如图所示的悬臂梁已粘好四枚相同的应变计,在力P的作用下,应怎样接成桥路才能分别测出弯曲应变和压应变(可另接温度补偿片)?12,一台电子秤采用等强度梁,梁上下表面各贴两个应变计,如图所示,已知L=100mm,b=10mm,t=2mm,E=2.00X105MPa,K=2.00,接入直流四臂全桥,桥压6V,当秤重10N 时,求电桥输出电压ΔU。
13,在拉伸中,以A0和L0表示试样的原始截面积和原长,而A和L为拉伸后的截面积和长度,Ψ为截面收缩率,试证明当体积不变时,有如下关系:(1+ε)(1-Ψ)=1。
力学实验训练题1.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为0~5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
(1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有________。
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所示。
其中对于提高实验精度最有利的是_________。
A. B. C. D.2.探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数的实验装置如图甲所示。
钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的拉力F。
实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度L,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每挂一个钩码后测出相应的弹簧总长度L。
(1)某同学通过以上实验测量后把6组数据对应的点画在如图乙所示坐标图中,请作出F L-图线。
(2)由图乙中图线可得出该弹簧的原长0=L______cm,劲度系数k=_____N/m。
(结果均保留两位有效数字)(3)由图乙可以看出,当拉力较大时,图线明显偏离原直线,造成这种现象的主要原因是____________。
3.图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。
(1)以下是关于实验过程的一些做法,其中合理的有______。
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平 B.每次释放小球的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放D.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接(2)实验得到小球做平抛运动的轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O 为坐标原点,测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ,图乙中2y x -图像能说明小球做平抛运动的轨迹为抛物线的是_________。
2023年中考物理专题训练:力学实验题1.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止滑下,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小_________(选填“相等”或“不相等”);(2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。
说明小车受到的阻力越小,速度减小得越_________(选填“快”或“慢”);(3)推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做_________________;(4)在大量经验事实的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了牛顿第一定律。
牛顿第一定律_________(选填“是”或“不是”)直接由实验得出的,但其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法;(5)牛顿第一定律告诉我们物体的运动_________(选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来___________不变的性质。
2.如图,是测量小车在斜面上自由下滑速度的实验情景,请分析回答:(1)本实验的原理是___________;实验中需要用的测量工具有___________和___________;(2)实验过程中斜面的角度要___________(大/小)些,目的是便于测量___________;(3)小车在BC间的平均速度为___________m/s;小车在AC间的平均速度为___________cm/s;(4)请根据计算结果分析:小车在下滑的过程中,做___________运动。
3.在探究二力平衡的条件实验时,有以下甲、乙、丙三种方案。
最好的方案是___________,主要原因___________。
A.减少摩擦力对实验结果的影响B.小卡片是比较容易获取的材料C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭转4.妈妈买了一瓶消毒用酒精,小梦查阅资料得知浓度为75%的医用酒精的密度为0.87g/cm3,为检验该酒精是否合格,他进行了如下实验:(1)小梦把天平放在水平台上,将游码归零,指针如图甲所示,接下来的操作是:___________;(2)将适量的酒精倒入烧杯中,测量烧杯和酒精的总质量。
基础力学实验绪论1.基础力学实验一般分为材料的力学性质测定,实验静态应力测试实验,振动和动应力测试实验,综合性测试实验。
2.在力学实验测量中,对于载荷不对称或试件几何性质不对称时,为提高测量精度,常采用对称测量法。
3.若载荷与其对应的响应值是线性关系,则载荷增量与其对应的响应值增量也是线性关系。
(正确)4.对于任何测量实验,加载方案均可采用增量法。
(错误)5.载荷与变形的关系为ΔL=FL/EA简支梁各阶固有频率的测量实验1.简支梁横向振动固有频率若为f1=20HZ,则f3=180HZ。
(f1:f3=1:9)2.共振相位判别法判断共振时,激振信号与振动体振动位移信号的李萨如图是正椭圆。
3.共振相位判别法判断共振时,激振信号与振动体速度信号的李萨如图是斜线。
4.共振相位判别法判断共振时,激振信号与振动体加速度信号的李萨如图是正椭圆。
5.物体的固有频率只有一个。
(错误)6.物体的共振频率就是物体的固有频率。
(错误)压杆稳定测试实验1.关于长度因数μ,正确说法是:其它条件相同时约束越强,μ越小2.关于柔度λ,正确的说法是:其它条件相同时压杆越长,λ越大3.关于压杆稳定性,正确的说法是:要让欧拉理论可用,应使压杆的柔度进尽可能大4.在以下所列的仪器设备中,压杆稳定实验所需要的是:压杆稳定试验台数字测力仪计算机5.两端球形铰支的压杆,其横截面如下图所示,该压杆失稳时,横截面对中性轴的惯性半径i=(i=h/sqrt(12)=2/sqrt(12)=6.已知某理想中心压杆的长度为l,横截面的惯性矩为l,长度因数为μ,材料的弹性模量为为E,则其欧拉临界力Fcr=7.已知某理想中心压杆的长度为l,横截面的惯性半径为i,长度因数为μ,则该压杆的柔度λ=μl/i8.两端铰支的细长压杆,若在其中点加一个铰支座,以约束该截面的水平位移,则增加该约束后压杆的欧拉临界力是原来的4倍。
弯扭组合变形实验1.在弯扭组合实验中,圆轴下表面测点处包含横截面和径向截面的应力状态为2.在弯扭组合实验中,圆轴中性轴测点处包好横街面和径向截面的应力状态为3.粘贴温度补偿片的元件应选择与被测试件相同的材料4.粘贴温度补偿片的元件应与被测试件的膨胀系数相同5.为了测定实验圆轴表面的主应力,直角应变花可否沿任意方向粘贴?为什么?答:可以。
物理力学实验考试试题答案一、选择题1. 在经典力学中,物体所受合力等于其质量与加速度的乘积,这一定律被称为:A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 万有引力定律2. 物体做匀速圆周运动时,下列哪个量是恒定不变的?A. 线速度B. 角速度C. 向心加速度D. 切线加速度3. 一个质量为m的物体,沿斜面下滑,斜面倾角为θ,若摩擦系数为μ,物体下滑的加速度为:A. gB. g sinθC. g cosθD. (mg sinθ - μmg cosθ) / m4. 关于动量守恒定律,以下说法正确的是:A. 只适用于宏观物体B. 只适用于闭合系统C. 只适用于弹性碰撞D. 在非惯性参考系中不适用5. 一个弹簧振子的周期T与振幅A的关系是:A. T与A成正比B. T与A成反比C. T与A无关D. T与A的平方成正比二、填空题1. 在牛顿第二定律中,力F、质量m和加速度a之间的关系可以用公式__________表示。
2. 物体在水平面上做直线运动,若已知物体的动能E_k和势能E_p,则机械能E总可以表示为__________。
3. 一个质点在均匀重力场中自由下落,其势能E_p可以表示为__________,其中m是物体的质量,g是重力加速度,h是高度。
4. 动量守恒定律表明,在一个封闭系统中,所有物体的动量之__________在任何时候都保持不变。
5. 弹簧振子的周期T与弹簧的劲度系数k和振子的质量m以及振幅A的关系可以用公式__________表示。
三、计算题1. 一个质量为2kg的物体,受到一个水平方向的恒定力F=10N的作用,求物体在力作用下5秒内的位移。
2. 一个质点从高度h=20m的地方自由下落,求落地时的速度v和落地时的动能E_k。
3. 一个弹簧振子,其弹簧的劲度系数为0.5 N/m,振子的质量为0.2 kg,振子的振幅为0.1 m,求该振子的周期T。
四、实验设计题1. 设计一个实验来验证牛顿第二定律。
1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)组卷老师:莫老师评卷人得分一.实验题(共50小题)1.如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撤前后的动量关系。
图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射球m1,多次从倾斜轨道上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1,从斜轨上S位置静上释放,与小球m2相碰,并多次重复,测出碰后m1平均落地点在M点,m2平均落地点在N点,不计小球与轨道润的摩擦。
(1)实验中,不需要测量的物理量是(填选项前的符号)。
A.两个小球的质量m1、m2B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程(2)若实验中发现m1•OM+m2•ON小于m1•OP,则可能的原因是(填选项前的符号)。
A.碰撞过程有机械能的损失B.计算时没有将小球半径考虑进去C.放上小球m2后,入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低(3)若两球发生弹性正碰,则OM、ON、OP之间一定满足的关系是(填选项前的符号)。
A.OP=ON﹣OMB.2OP=ON+OMC.OP﹣ON=2OM2.用如图甲所示的装置验证动量守恒定律,小车P的前端粘有橡皮泥,后端连接通过打点计时器的纸带,在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力,推一下小车P,使之运动,与静止的小车Q相碰粘在一起,继续运动。
(1)实验获得的一条纸带如图乙所示,根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分,用刻度尺测得各点到起点A的距离。
根据碰撞前后小车的运动情况,应选纸带上段来计算小车P的碰前速度。
(2)测得小车P(含橡皮泥)的质量为m1,小车Q(含橡皮泥)的质量为m2,如果实验数据满足关系式,则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。
(3)如果在测量小车P的质量时,忘记粘橡皮泥,则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比,将(填“偏大”或“偏小”或“相等”)。
3.某实验小组利用图示装置验证动量守恒定律,光滑水平桌面上有一轻弹簧,原长很短,小球A、B将弹簧压缩至某一长度后由静止释放,A、B被弹开后沿桌面边缘飞出,落至水平地面上的M、N两点。
用天平测出小球A、B的质量m1、m2,用刻度尺测量M、N点到桌面左右边缘的水平距离分别为x1、x2.已知重力加速度为g①只要实验数据满足关系式(用以上物理量符号表示),就能验证动量守恒定律。
②该小组认为,利用此实验的装置及测量仪器还可以测定弹簧被压缩的弹性势能。
那么除了以上测量数据,还必须测量(用文字及相应符号表示),弹性势能的表达式:(用以上对应物理量符号表示)4.在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙两种装置:(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则要求A.m1>m2r1>r2B.m1>m2 r1<r2C.m1>m2r1=r2D.m1<m2r1=r2(2)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用甲装置实验时,验证动量守恒定律的公式为(用装置图中的字母表示)(3)若采用乙装置进行实验,以下所提供的测量工具中必须有的是A.毫米刻度尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧秤E.秒表(4)在实验装置乙中,若小球和斜槽轨道非常光滑,则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒。
这时需要测量的物理量有:小球静止释放的初位置到斜槽末端的高度差h1,小球从斜槽末端水平飞出后平抛运动到地面的水平位移s、竖直下落高度h2.则所需验证的关系式为。
(不计空气阻力,用题中的字母符号表示)5.某同学把两个大小不同的物体用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察两物体的运动情况,进行必要的测量,探究反冲过程动量变化的规律。
(1)该同学还必须有的测量仪器是;(2)需要直接测量的物理量是;(3)根据课堂探究,本实验中反冲过程动量守恒的表达式应为。
6.某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,即研究两个小球在水平轨道上碰撞前后的动量关系。
装置图中O点为小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先将入射小球m1,多次从斜轨道上的P位置由静止释放,找到其落地点的平均位置Q,测量水平射程OQ.接着将被碰小球置于水平轨道,再将人射小球m1从斜轨道上P位置由静止释放,与小球m2相碰,并重复多次,分别找到两球相碰后落地点的平均位置。
(1)要达成本实验目的,以下哪些物理量还需要测量(填选项前的字母)。
A.两个小球的质量m1、m2B.小球m1开始释放时距水平导轨的高度hC.抛出点距地面的高度HD.两个小球相碰之后平抛的水平射程OM、ON(2)实验中,在确定小球落地点的平均位置时,通常采用的做法是,其目的是减小实验中的(填“系统误差”或“偶然误差)。
(3)若两球相碰前后动量守恒,其表达式为;若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为。
(两空均用所测量的量表示)7.在验证动量守恒定律的实验中,实验装置如图所示,图中O点是小球抛出点在地面上垂直的投影。
a、b是两个半径相等的小球。
先让入射球a多次从斜轨上同一位置S静止释放,找到其平抛落地点的位置,测量平抛射程。
然后,把被碰的小球b静置于轨道的水平部分,再将入射球a从斜轨上S位置静置释放,与小球b相碰,并多次重复。
(1)为了保证在碰撞过程中a球不反弹,a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1m2(2)完成本实验,必须测量的物理量有。
A.小球a开始释放的高度hB.抛出点距离地面的高度HC.A球和B球的质量m1、m2D.记录点O到A、B、C的距离OA、OB、OC(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示m1OB=8.图为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图,图中P点是未放被碰小球2时入射小球1的落点.(1)入射小球1与被碰小球2直径相同,均为d,为了减小误差,它们的质量相比较,应是m1m2.(选填“>”、“<”、“=”)(2)为了保证小球做平抛运动,必须调整斜槽使.(3)为了验证动量守恒,下列关系式成立的是.A.B.C..9.某同学设想用如图甲所示的装置,研究两个完全相同的小球碰撞时有无机械能损失,设想如下:小球A用不可伸长的轻质细绳悬于O点,当A摆到O点正下方的C点时恰好与桌面接触但无压力,现将A球从Q点由静止释放,到达C 点时刚好与静置于桌面P点、与A完全相同的小球B碰撞,B平抛落至地面.该同学测得Q到桌面的高度H、桌面到地面的高度h及B平抛的水平位移L.(1)若用游标卡尺测小球的直径d如图乙所示,则d=cm;(2)测量小球下降的高度时,应该以球所在位置Q时(选填“球的下边沿”或“球心”)到桌面的距离为小球下降的高度H;(3)思考发现,测小球直径并非必要步骤,要使A、B两球对心正碰,只要让球A自由悬挂后处于C点,B球紧贴A球放置,且P与O、Q、C三点构成的平面必须.(4)实验中改变H,多测几次H和L的数值,得到如图丙所示的图线,如果两球碰撞过程中有机械能损失,则该图线的斜率k(选填“大于”、“等于”或“小于”)4h.10.“枪支比动能e0”是反映枪支威力的一个参数,已知e0=式E0是子弹离开枪口时的动能,S是子弹的横截面积(若子弹是球形,则S是过球心的截面圆面积).“J2136冲击摆实验器”是物理实验中的实验器材,可以用来测量弹簧枪的比动e0,如图甲所示,左侧是可以发射球形子弹的弹簧枪,中间立柱上悬挂小摆块,摆块一般用塑料制成,正对枪口处有一水平方向的锥形孔(使弹丸容易射入并与摆块结合为一体).摆块摆动的最大角θ可由刻度盘读出。
(重力加速度大小为g)。
(1)用游标卡尺测量子弹直径,测量结果如图乙所示,子弹的直径d= mm。
(2)实验开始之前,必须测量的物理量为子弹直径d以及和。
(写出物理量及其表示字母);(3)实验步骤如下:①将冲击摆实验器放在桌上,调节底座上的调平螺丝,使底座水平;②再调节支架上端的调节螺丝,改变悬线的长度,使摆块的孔洞跟枪口正对,并且使摆块右侧与0刻度对齐;③此时用刻度尺测量出摆长L;④扣动弹簧枪扳机,打出子弹,记录下摆块的最大摆角;⑤多次重复实验,计算出摆块最大摆角的平均θ⑥处理实验数据,得出实验结论。
(4)子弹的发射速度为v0=,弹簧枪的比动能为e0。
(用已知量和测量量的字母表示);(5)由于存在系统误差,使得测量值理论值。
(选填“大于”“小于”或“等于”)。
11.某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中的动量守恒,并测滑块与桌面间的动摩擦因数。
一根长为L的轻质细线一端拴住质量为m的小钢球,细线的另一端固定在悬点O,在O点正下方的水平桌面上放一质量为M(M>m)的小滑块,滑块上固定一宽度为d(很小)的轻质遮光片。
滑块左侧的水平桌面上固定两光电门A、B.其中光电门A右侧的桌面光滑,左侧的桌面粗糙。
光电门有两种计时功能,既可以记录遮光片到达两光电门的时间差t,又可以记录遮光片分别在两光电门处的遮光时间△tA和△tB。
(1)将小球向右拉至细线水平后静止释放,小球在最低点与滑块碰撞后反弹上升,测出细线的最大偏角为θ,滑块通过光电门A时遮光时间为△tA,已知重力加速度为g.则验证小球与滑块在碰撞过程中动量守恒的表达式为(用字母M、m、L、d、θ、△tA、g表示)。
(2)将光电门A固定,调节光电门B的位置,重复(1)中的实验步骤,记录各次实验中的t值,并测量A、B两光电门的间距s,作出图象如图乙所示。
取重力加速度g=9.8m/s2,则滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ=(结果保留两位有效数字)。
12.如图1所示,某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验①用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图2所示,则d=mm;②质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门B的右侧,质量为m1的滑块从光电门A的右侧向左运动,穿过光电门A与滑块2发生碰撞,随后两个滑块分离并依次穿过光电门B,滑块2与导轨左端相碰并被粘接条粘住,待滑块1穿过光电门B后用手将它停住,两个滑块固定的遮光条宽度相同,数字计时器分别记录下滑块1通过光电门A的时间△t、滑块2和滑块1依次通过光电门B的时间△t2和△t1.本实验中两个滑块的质量大小关系应为.若等式成立,则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒(用题中的所给的字母表示).13.用如图所示装置通过半径相同的A、B两球碰撞来验证动量守恒定律,实验时先使质量为m A的A球从斜槽上某一固定点G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.把质量为m B的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,得到了如图所示的三个落地处.①请在图中读出OP=cm;②由图可以判断出R是球的落地点,Q是球的落地点.③为了验证碰撞前后动量守恒,该同学只需验证表达式.14.某同学用图示装置研究碰撞中的动量守恒,实验中使用半径相等的两小球A 和B,实验的主要步骤如下:A.用天平测得A、B两球的质量分别为m1、m2,且m1>m2B.如图所示安装器材,在竖直木板上记下O点(与置于C点的小球球心等高),调节斜槽使其末端C切线水平C.先C处不放球B,将球A从斜槽上的适当高度由静止释放,球A抛出后撞在木板上的平均落点为PD.再将球B置于C点,让球A从斜槽上同一位置静止释放,两球碰后落在木板上的平均落点为M、NE.用刻度尺测出三个平均落点到O点的距离分别为h M、h P、h N回答下列问题:(1)若C点到木板的水平距离为x,小球平均落点到O点的距离为h,重力加速度为g,则小球做平抛运动的初速度v0=;(2)上述实验中,碰后B球的平均落点位置应是(填“M”或“N”);(3)若关系式(用题中所测量的物理量的符号表示)成立,则说明了两小球碰撞中动量守恒.15.用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为m A的钢球A用细线悬挂于O 点,质量为m B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线伸直并与竖直方向夹角为β,释放后A球摆到最低点时恰与B 球对心碰撞,碰撞后,A球把原来静止于竖直方向的轻质指示针OC推到与竖直方向夹角为α处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸,保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点,进而测得B球的水平位移S,当地的重力加速度为g(1)A、B两个钢球的碰撞近似看成弹性碰撞,则A球质量B球质量(填入“大于”、“小于”或“等于”).为了对白纸上打下的多个B球的落地点进行数据处理,进而确定落点的平均位置,需要用到的器材是.(2)用题中所给的字母表示,碰撞前A球的动量P A=,碰撞后A球的动量P'A=,碰撞后B球的动量P B=.16.在“验证动量守恒定律”的实验中,一般采用如图所示的装置:(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1<r2C.m1>m2,r1=r2D.m1<m2,r1=r2(2)以下所提供的测量工具中必需的是A.直尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)在做实验时,对实验要求以下说法正确的是A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下D.释放点越高,两球碰后水平位移越大,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确(4)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的表达式为.(用装置图中的字母表示)17.验证碰撞中动量守恒的实验装置如图所示,A、B是直径均为d,质量分别为m A和m B的两个小球.(1)为了完成这个实验下列说法中正确的是A.每次小球A都必须同一点静止释放.B.小球A的质量可以小于小球B的质量.C.为了计量运动时间选用秒表来计时.D.为了减少误差,多次实验,但要标出平均位置应用圆规作图来确定.E.斜槽未端必须保持水平.(2)根据图中各点间的距离,写出动量守恒的式子.(用字母表示)18.利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲);然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,测量出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙).圆弧轨道的半径为R,A和B完全相同,重力加速度为g.(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=(用R和g表示);(2)滑块与桌面的动摩擦因数μ=(用R和x1表示);(3)若x1和x2的比值=,则验证了A和B的碰撞动量守恒.19.如图甲所示的装置可用验证动量守恒定律.斜槽轨道固定在水平桌面上,在其一侧竖直放置一贴有坐标纸的屏,坐标纸上小方格的边长l=9mm,让小球每次从F点由静止释放,从轨道末端水平抛出,通过频闪照相方式记录小球平抛运动过程.(1)实验中,让小球A从F点由静止释放,从末端水平抛出,通过频闪照相测得小球A到达轨道末端时的速度v A=0.50m/s.(2)把直径与A球相同的B球(m A>m B)放置在水平高低末端,同样让A球从F点由静止释放,两球相碰后.都从轨道末端水平抛出,用频闪照相方式记录了它们运动过程的各四个点如图乙所示,写碰后A小球做平抛运动的初速度的计算式为:v A′=(用l、g表示)(3)要验证A、B两球碰撞过程中系统动量守恒,应该有等式在实验允许误差范围内成立(用题目中给出的字母符号表示),若此等式成立,则A、B 小球的质量之比为.20.如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.(1)下列说法中符合本实验要求的是.A.安装轨道时,轨道末端必须水平B.必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表C.入射球必须比靶球质量大,且二者的直径必须相同D.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一位置由静止释放(2)图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影.实验时,先让入射小球多次从S位置由静止释放,找到其平均落地点的位置.然后把靶球静置于轨道的末端,再将入射小球从同一位置由静止释放,多次重复,并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置.用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离(线段OM、OP、ON的长度),分别用x1、x2、x3表示.入射小球的质量m1,靶球的质量为m2,若满足关系式,则两球碰撞前后系统动量守恒.21.如图为验证动量守恒定律的实验装置,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球,按下面步骤进行实验:①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2;②安装实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端切线水平,再将一斜面BC 连接在斜槽末端;③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记小球在斜面上的落点位置P;④将小球m2放在斜槽末端B处,仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,两球发生碰撞,分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置;⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离.图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置,从M、P、N到B点的距离分别为S M、S P、S N.依据上述实验步骤,请回答下面问题:(1)两小球的质量m1、m2应满足m1m2(填写“>”、“=”或“<”);(2)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中点,m2的落点是图中点;(3)用实验中测得的数据来表示,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后动量是守恒的;(4)若要判断两小球的碰撞是否为弹性碰撞,用实验中测得的数据来表示,只需比较与是否相等即可.22.某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。