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流体力学实验
流体力学实验是研究流体运动、流体性质和流体力学现象的实验方法和实验技术。
在流体力学实验中，通常会使用各种仪器设备和测量装置来观测、记录和分析流体的运动状态、流速、压力、温度等重要参数。
流体力学实验的目的可以是验证理论模型、研究流体流动的规律、探究流体与固体的相互作用等。
以下是一些常见的流体力学实验：
1. 流体的静力学实验：通过测量流体中的压力分布，来研究流体静力学的规律，常用的实验方法有水压实验和气压实验。
2. 流体的动力学实验：研究流体运动的规律，常见的实验包括流体的流速测量、流体的流线观测、流体的密度测量等。
3. 流体的粘性实验：用来研究流体粘性特性的实验方法，通常会测量流体的粘度和黏滞阻力。
4. 流体与固体相互作用的实验：研究流体在固体表面上的附着和流动的实验，如流体在管道中的摩擦阻力实验、流体在物体表面的湿润实验等。
5. 流体流动模拟实验：通过模拟实验方法来研究流体流动的现象和规律，常见的方法有模型试验和数值模拟。
流体力学实验通常需要使用精密的仪器设备和仔细的实验操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验结果可以为理论研究提供验证和支持，也可以为工程应用提供参考和指导。
材料力学实验实验二拉压实验实验日期：2018.10.29一、实验目的1、测定低碳钢（Q235）拉伸最大载荷Fm、拉伸强度Rm、下屈服强度R El、断后伸长率A、断后收缩率Z。
2、观察低碳钢拉伸过程中各种现象（屈服、颈缩等），并绘制拉伸曲线。
3、测定低碳钢(Q235)压缩时下压缩屈服强度R eLc，绘制压缩曲线。
4、测定铸铁压缩时最大压缩力F、抗压强度Rmc，绘制压缩曲线。
二、实验设备1、电子万能试验机2、应变式引伸计（标距50mm）3、计算机数据采集系统及实验软件4、游标卡尺三、实验原理利用拉伸试验机产生的静拉力（或静压力），对标准试样进行轴向拉伸（或压缩），同时连续测量变化的载荷和试样的伸长量，直至断裂（或破裂），并根据测得的数据计算出有关的力学性能指标。
四、实验步骤1、碳素钢拉伸（1）用游标卡尺和分规测量试样的直径d0和标距L0。
在标距中央及两条标距线附近各取截面进行测量。
（2）在控制计算机上打开拉伸实验软件，进人到实验程序界面，如图所示。
（3）启动电子万能实验机。
（4）检查横梁运动。
如图3- 6所示，在横梁调整栏中选择合适的下横梁升降速度。
点击横梁(上升]或(下降]按钮，观察下横梁行走方向是否正确。
（5）输入试样参数。
在试样参数栏中填人试样标距L0和直径d0，（6）负荷显示框清零。
此时实验机未加载荷，在负荷显示框下方点击清零按钮，使显示框的负荷数值归零。
注意，加载荷后不得使用此按钮。
（7）安装试样。
将拉伸试样一端装入上夹头，旋转手柄，夹紧。
只夹住试样端头30 mm即可。
上升横梁，将试样的下端30 mm导入下夹头，夹紧。
（8）安装引伸计。
将引伸计的两刀口装卡在试样中段，用皮筋或弹簧固定，限位小圆柱与上刀口臂之间应留不大于0.3 mm缝隙。
（9）在实验界面中将“试验速率”设为5 mm/ min。
（10）在实验前将变形显示框清零，位移显示框清零，负荷显示框不清零。
（11）上述实验准备工作完毕后，请实验指导教师检查一遍无误后，即可开始实验。
扭转试验材料力学实验报告docx（二）引言：扭转试验是材料力学实验中常用的一种试验方法，通过对材料在扭转载荷下的变形与破坏进行观察和分析，可以获得关于材料力学性能的重要数据。
本文档将对扭转试验的原理和实验过程进行详细介绍，并结合相应的示意图和数据进行分析和解读。
一、扭转试验原理1. 扭转载荷的作用机理2. 扭转角与转矩之间的关系3. 扭转试验的应用领域二、扭转试验的实验准备1. 试验设备和装置的选用2. 样品的制备和处理3. 扭转试验条件的设定4. 扭转试验的安全注意事项5. 实验前的校验和预处理三、扭转试验的实验步骤1. 材料样品的固定和装夹2. 扭转试验条件的设定和调整3. 开始扭转试验并记录相关数据4. 观察和记录样品的变形和破坏情况5. 扭转试验结束后的数据处理和分析四、扭转试验结果的数据分析1. 扭转角与转矩的关系曲线分析2. 弹性区和塑性区的划分及标定3. 材料的扭转刚度和扭转强度计算4. 扭转试验结果与其他力学性能指标的关联性分析5. 结果的可靠性评估和误差分析五、扭转试验的优化和改进1. 设备和装置的改进方向2. 试验方法和参数的优化建议3. 数据处理和分析方法的改进思路4. 实验结果和结论的潜在影响和应用方向5. 对未来扭转试验的展望和研究方向总结：通过对扭转试验的详细介绍和分析，本文档对扭转试验的原理、实验步骤、数据分析等方面进行了全面的阐述。
扭转试验对于研究材料的力学性能具有重要意义，但仍存在一些局限性和改进空间。
随着科学技术的不断进步，我们可以预见，在未来的研究中，扭转试验将得到更广泛和深入的应用，并为材料科学领域的发展做出更大的贡献。
大学材料力学实验报告大学材料力学实验报告引言材料力学实验是大学材料科学与工程专业中的一门重要课程。
通过实验，我们可以深入了解材料的力学性质和行为，为材料设计和应用提供基础数据和理论依据。
本次实验旨在通过拉伸试验和硬度测试，探究不同材料的力学性能和硬度特点。
实验一：拉伸试验拉伸试验是一种常用的力学实验方法，用于评估材料的强度、延展性和塑性等性能。
在实验中，我们选择了三种常见的材料进行拉伸试验：钢材、铝材和塑料。
1. 实验步骤首先，我们准备了三个不同材料的试样，分别是圆柱形的钢材、铝材和塑料样品。
然后，将试样固定在拉伸试验机上，并施加逐渐增大的拉力，直到试样断裂为止。
在拉伸过程中，我们记录下拉力和试样的伸长量，以绘制应力-应变曲线。
2. 实验结果通过拉伸试验得到的应力-应变曲线可以反映材料的力学性能。
钢材的应力-应变曲线呈现出明显的弹性区和塑性区，具有较高的屈服强度和延展性。
铝材的应力-应变曲线也呈现出弹性和塑性的特点，但相对于钢材来说，其屈服强度和延展性较低。
而塑料的应力-应变曲线则主要表现为塑性变形，没有明显的弹性区。
实验二：硬度测试硬度是材料力学性能的重要指标之一，用于评估材料的抗压能力和耐磨性。
在实验中，我们选择了三种不同硬度的材料进行硬度测试：钢材、铝材和陶瓷。
1. 实验步骤我们使用了维氏硬度计和洛氏硬度计对试样进行硬度测试。
首先，将试样固定在硬度计上，然后施加一定的压力，观察压头对试样的印痕情况。
根据印痕的大小和形状，我们可以得出试样的硬度数值。
2. 实验结果通过硬度测试，我们发现钢材具有较高的硬度数值，表明其具有较高的抗压能力和耐磨性。
铝材的硬度数值相对较低，说明其相对较软。
而陶瓷的硬度数值最高，表明其具有极高的抗压能力和耐磨性。
结论通过本次实验，我们深入了解了材料的力学性能和硬度特点。
拉伸试验结果表明，钢材具有较高的屈服强度和延展性，铝材次之，而塑料则主要表现为塑性变形。
硬度测试结果显示，钢材具有较高的硬度数值，铝材较低，而陶瓷的硬度最高。
一、实验目的1. 了解工程力学实验的基本方法和步骤。
2. 通过实验，掌握力学基本理论在工程实际中的应用。
3. 培养实验操作技能，提高实验数据分析能力。
二、实验内容1. 材料力学实验：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验。
2. 建筑力学实验：静力平衡实验、超静定结构受力分析实验。
三、实验步骤1. 实验一：拉伸试验（1）将试样固定在拉伸试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制拉伸曲线，计算弹性模量、屈服强度等指标。
2. 实验二：压缩试验（1）将试样固定在压缩试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制压缩曲线，计算抗压强度、弹性模量等指标。
3. 实验三：弯曲试验（1）将试样固定在弯曲试验机上，调整试验机至预定位置。
（2）缓慢加载，记录加载过程中的力值和位移值。
（3）观察试样变形情况，记录断裂位置。
（4）分析试验数据，绘制弯曲曲线，计算抗弯强度、弹性模量等指标。
4. 实验四：静力平衡实验（1）搭建静力平衡实验装置，调整实验参数。
（2）观察实验现象，记录实验数据。
（3）分析实验数据，验证静力平衡原理。
5. 实验五：超静定结构受力分析实验（1）搭建超静定结构实验装置，调整实验参数。
（2）观察实验现象，记录实验数据。
（3）分析实验数据，验证超静定结构受力分析原理。
四、实验结果与分析1. 拉伸试验根据实验数据，绘制拉伸曲线，计算弹性模量E=...（单位：MPa），屈服强度σs=...（单位：MPa），抗拉强度σb=...（单位：MPa）。
2. 压缩试验根据实验数据，绘制压缩曲线，计算抗压强度σc=...（单位：MPa），弹性模量E=...（单位：MPa）。
3. 弯曲试验根据实验数据，绘制弯曲曲线，计算抗弯强度σb=...（单位：MPa），弹性模量E=...（单位：MPa）。
土力学的八大试验实验一土的含水率试验（一）、试验目的土的含水率指土在105—1100C下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。
土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。
所以，试验的目的：测定土的含水率。
（二）、试验方法适用范围1、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。
2、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。
3、比重法：适用于砂类土。
（三）、烘干法试验1、仪器设备①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g；③其他：干燥器，称量盒。
2、操作步骤（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确至0.01g.（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C的恒温下烘干。
烘干时间与土的类别及取土数量有关。
粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C的恒温下烘至恒量。
（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m2为，精确至0.01g。
3、计算含水率：按下式计算4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
含水率（%）小于1010—40大于400.5 1.0 2.0允许平行差值（%）5、本试验记录格式详见报告实验二土的密度试验（一）、试验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。
（二）、试验方法与适用范围一般粘性土，宜采用环刀法易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。
（三）、环刀法的试验1、仪器设备①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g的天平；③其他：切土刀，凡士林等。
2、操作步骤（1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m1。
（2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
试验二界限含水率试验（液塑限联合测定试验）土的界限含水量与土的机械组成、矿物成分、活动性、吸附水的表面电荷强度以及颗粒比面积有关，所以根据界限含水量可以反映土的某些物理特性。
一．试验原理用联合测定仪测定土在不同含水量时圆锥入土的深度，根据含水量和对应的入土深度之间的关系在双对数坐标纸上绘出直线。
在直线上查得圆锥入土深度为20mm时的相应含水量为液限Lω—p h曲线，查出塑限时入土深度p h，求出塑限Pω。
ω，然后根据L二．适用范围测定土的液限和塑限是为了划分土类、计算天然稠度、塑性指数、液性指数，以供公路工程设计和施工之用。
本试验适用于粒径不大于0.5mm，有机质含量不大于试样总质量5%的土。
三．仪器设备1．LP-100型液塑限联合测定仪，锥质量100g，锥角30°。
2．盛土杯：直径5cm，深4～5cm。
3．天平：称量200g，感量0.01g。
4．其他：筛（孔径0.5mm），调土刀，调土皿，铝盒，研钵（附带橡皮头的研杵或橡皮板，木碾），烘箱、干燥器，吸管，凡士林，蒸馏水等。
四．试验步骤1．取具有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。
土中若含有大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土用带橡皮头的研杵研碎，过0.5mm筛。
2．取0.5mm筛下的代表性土样200g左右，分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b 点）。
用调土刀调匀，盖上湿布，放置18小时以上。
测定a点的锥入深度应为20（±0.2）mm，测定c点的锥入深度时粘性土应控制在5mm以下，而对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm。
3．将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土杯，用力压密使空气逸出。
对于较干的土样，应先充分揉搓，用调土刀反复压实。
试杯装满后，刮成与杯边齐平。
4．在圆锥仪锥尖上涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的入土深度h1。
力学性能二级考试题及答案一、选择题1. 下列哪一项不属于材料的力学性能指标？A. 强度B. 韧性C. 导热系数D. 塑性答案：C. 导热系数2. 在拉伸试验中，应力和应变之间的关系符合下列哪个方程？A. Hooke定律B. 阿基米德原理C. 波尔斯曼定律D. 麦克斯韦方程答案：A. Hooke定律3. 下列哪一种材料属于金属材料？A. 水泥B. 陶瓷C. 玻璃D. 铝合金答案：D. 铝合金4. 弹性模量是用来衡量材料的哪一种力学性能？A. 塑性B. 刚性C. 韧性D. 强度答案：B. 刚性5. 下列哪个参数用来表示材料的硬度？A. 泊松比B. 弹性模量C. 韧性指数D. 洛氏硬度答案：D. 洛氏硬度二、简答题1. 请简要说明强度和韧性在材料力学性能中的定义及区别。
答：强度是材料抵抗外部力量破坏的特性，通常用来衡量材料的承受能力。
而韧性是材料抵抗断裂或塑性变形的能力，是材料延展变形的指标。
简单来说，强度体现在材料的抵抗力量的能力，而韧性体现在材料的抗变形和破坏的能力。
2. 请简要介绍拉伸试验，该试验用来测试材料的哪些力学性能？答：拉伸试验是一种用来测试材料拉伸性能的实验方法。
在该试验中，测试材料受到垂直于其截面方向的拉力，通过测量材料的应力-应变曲线来评估材料的弹性模量、屈服强度、断裂强度等力学性能参数。
3. 请简要解释材料的各向同性和各向异性的概念及区别。
答：各向同性是指材料在各个方向上具有相同的力学性能，即无论受到何种方向的外力，其性能表现均一致。
各向异性则是指材料在不同方向上具有不同的力学性能，如拉伸方向的强度等物理性能会有所差异。
各向同性材料在应用中更为广泛，而各向异性材料往往需要根据具体情况设计应用。
以上就是力学性能二级考试题及答案的内容，希望能对您的学习有所帮助。
如果有任何疑问，欢迎随时向老师咨询。
祝您学习顺利！。
工程力学实验报告学生姓名：学号：专业班级：南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验 2 实验二金属材料的压缩试验 6 实验三复合材料拉伸实验9 实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定12 实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验16 实验六弯曲正应力电测实验19 实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验23 实验八弯扭组合变形的主应力测定32实验九偏心拉伸实验37 实验十偏心压缩实验41 实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验45 实验十三冲击实验47 实验十四压杆稳定实验49 实验十五组合压杆的稳定性分析实验53 实验十六光弹性实验59 实验十七单转子动力学实验62 实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l = mm实验前低碳钢弹性模量测定()F lE l Aδ∆⋅=∆⋅ =实验后屈服载荷和强度极限载荷载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
金属材料的拉伸及弹性模量测定原始试验数据记录实验二金属材料的压缩试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因；（2）分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。
金属材料的压缩试验原始试验数据记录实验三复合材料拉伸实验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理试件尺寸电阻应变片数据载荷和应变四、问题讨论复合材料拉伸实验原始试验数据记录实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理弹性模量E= 泊松比 =实验前低碳钢剪切弹性模量测定PI l T G ⋅⋅=ϕ∆∆0=理论值)1(2μ+=EG = ；相对误差（%）==⨯-%100理实理G G G 载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及结果四、问题讨论（1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成45o 螺旋断裂面？（2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转试验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。
学案正标题一、考纲要求二、知识梳理三、要点精析四、典型例题1.某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(填“交流”或“直流”)电源．(2)实验中，小车会受到摩擦力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，则下面操作正确的是( )A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)．【答案】(1)交流(2)D (3)B (4)GJ【解析】(1)打点计时器使用的是交流电源．(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，D正确．(3)水平放置木板，放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，小车没过两个铁钉的连线，B正确，A、C、D错误．(4)从纸带上看，纸带的GJ段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ段进行测量．2.某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．(1)某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图13甲所示，小球直径为________cm.图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55 ms、5.15 ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为v A、v B，其中v A＝________m/s.(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较________________(用题目中涉及的物理量符号表示)是否相等，就可以验证机械能是否守恒．(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是________________________________．【答案】(1)1.02 4(4.0或4.00也对) (2)gh和－(3)小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大【解析】本题考查“验证机械能守恒定律”的实验，意在考查学生对实验的掌握情况．(1)由游标卡尺的读数方法d＝主尺读数＋游标尺的读数，注意分度，读得小球直径为1.02 cm，小球通过光电门可近似认为做匀速直线运动，所以v A＝＝＝4 m/s；(2)在验证机械能守恒定律时，要看动能的减少量是否等于势能的增加量，即gh＝－；(3)小球通过A的时间越短，意味着小球的速度越大，而速度越大受到的空气阻力就越大，损失的能量越多，动能的减少量和势能的增加量差值就越大．3.图甲是验证机械能守恒定律的实验．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定，将轻绳拉至水平后由静止释放．在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g.则：(1)小圆柱的直径d＝________ cm.(2)测出悬点到圆柱重心的距离l，若等式gl＝________成立，说明小圆柱下摆过程中机械能守恒．(3)若在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，则要验证小圆柱在最低点的向心力公式还需要测量的物理量是________(用文字和字母表示)．若等式F＝________成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式．【答案】(1)1.02 (2) ()2 (3)小圆柱的质量m mg＋m【解析】(1)小圆柱的直径d＝1.0 cm＋2×0.1 mm＝1.02 cm.(2)根据机械能守恒定律得：mgl＝mv2，所以只需验证gl＝v2＝ ()2，就说明小圆柱下摆过程中机械能守恒．(3)若测量出小圆柱的质量m，则在最低点由牛顿第二定律得F－mg＝m，若等式F＝mg ＋m成立，则可验证小圆柱在最低点的向心力公式．4.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知电磁打点计时器所用的电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，测得所用的重物质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图所示)，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm.(1)根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于______ J，动能的增加量等于________ J．(结果取三位有效数字)(2)根据以上数据，可知重物下落时的实际加速度a＝________ m/s2，a________g(填“大于”或“小于”)，原因是________________________________________________________________________.【答案】(1)7.62 7.57 (2)9.75 小于重物受空气阻力，纸带受限位孔或打点计时器振针的阻力【解析】(1)由题意知重物由O点运动至C点，下落的高度为h C＝77.76 cm＝0.777 6 m，m ＝1.00 kg，g＝9.80 m/s2，所以重力势能的减少量为ΔE p＝mgh C＝1.00×9.80×0.777 6 J≈7.62 J.重物经过C点时的速度v C＝＝又因为T＝0.02 s、OD＝85.73 cm＝0.857 3 m、OB＝70.18 cm＝0.701 8 m所以v C＝m/s≈3.89 m/s故重物动能的增加量ΔE k为ΔE k＝＝×1.00×3.892J≈7.57 J(2)根据CD－AB＝2aT2，CD＝OD－OC，AB＝OB－OA，代入数据得a＝9.75 m/s2<g.实验中重物受空气阻力，纸带受限位孔或打点计时器振针的阻力作用，导致a<g.5.某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示．框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐．切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小v1和v2.小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组x1和v1的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k.(1)当地的重力加速度为________(用k表示)．(2)若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______________(用题中物理量的字母表示)．(3)关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差( )A．尽量靠近刻度尺零刻度线B．尽量靠近光电门2C．既不能太靠近刻度尺零刻度线，也不能太靠近光电门2【答案】(1) k (2)＋mk(x2－x1) (3)C【解析】(1)以零刻度线为零势能面，小铁块从光电门1运动到光电门2的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：－mgx1＝－mgx2整理得－＝2g(x2－x1)所以图线的斜率k＝2g解得：g＝k.(2)小铁块经过光电门1时的机械能等于小铁块经过光电门1时的动能加上重力势能，则E＝＋mg(x2－x1)＝＋mk(x2－x1)(3)用电磁铁释放小铁块的缺点是，当切断电流后，电磁铁的磁性消失需要一段时间，小铁块与电磁铁铁芯可能有一些剩磁，都会使经过光电门1的时间比实际值大，引起误差，使光电门1与刻度尺零刻度线远一些并适当增大两光电门1、2间的距离，使位移测量的相对误差减小，所以C正确．故选C.6.利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．如图所示，所标数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点．该小组同学通过计算得到小球不同时刻的速度和速度的平方值如下表．当他们要计算重力势能的改变量时，发现不知道当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度.(1)在所给的坐标纸上作出v2－h图象；(2)分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是：________________________________________________________________________；(3)由图象求得的重力加速度是________m/s2(结果保留三位有效数字)．【答案】(1)见解析图(2)重力加速度的二倍(3)9.62(9.41～9.85均可)【解析】(1)描点作图，如图所示．(2)取向上为正，因为v2－＝－2gh，即v2＝－2gh，因此图线斜率的绝对值为2g.(3)在图线上取两个相距较远的点求图线斜率的绝对值|k|＝2g，则g＝≈9.62 m/s2.7.为了验证机械能守恒定律，某同学设计了如图所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：A．小车B．钩码C．一端带定滑轮的木板D．细线E．电火花计时器F．纸带G．毫米刻度尺H．低压交流电源I．220 V的交流电源(1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号)，还应补充的器材是________．(2)实验中得到了一条纸带如图所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0～6)，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、2T、d4、d5、d6，打点周期为T.则打点2时小车的速度v2＝________；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________．(3)在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出－d图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为________．【答案】(1)H 天平(2)或mg(d5－d1)＝ (M＋m)(－) (3) g【解析】(1)电火花计时器使用的是220 V交流电源，因此低压交流电源用不着，另外还需要用到天平测出小车的质量M；(2)打点2时的速度等于1～3点间的平均速度，即v2＝，也等于0～4点间的平均速度，即v2＝.根据机械能守恒，整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg(d5－d1)＝ (M＋m)(－)；(3)根据v2＝2ad，因此－d的斜率就是加速度，对钩码进行受力分析可知：mg－F T＝ma，对小车受力分析知F T＝Ma，因此可得a8.用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g、m2＝150 g，则：(结果均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝______m/s；(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量ΔE k＝________ J，系统势能的减少量ΔE p＝______J；(取当地的重力加速度g＝10 m/s2)(3)若某同学作出v2－h图象如图所示，则当地的重力加速度g＝________m/s2.【答案】(1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7【解析】(1)v5＝m/s＝2.4 m/s(2)ΔE k＝ (m1＋m2)－0≈0.58 JΔE p＝m2gh5－m1gh5＝0.60 J(3)由(m2－m1)gh＝ (m1＋m2)v2知＝即图线的斜率k＝＝解得g＝9.7 m/s29.“验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图所示的甲或乙方案来进行．(1)比较这两种方案，________(填“甲”或“乙”)方案好些．(2)该同学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.(3)该实验中得到一条纸带，且测得每两个计数点间的距离如图丁所示．已知相邻两个计数点之间的时间间隔T＝0.1 s．则物体运动的加速度a＝________；该纸带是采用________(填“甲”或“乙”)实验方案得到的。
