力学实验总复习
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的不同地方。
7.通过学习,同学们知道了液体压强的特点. 在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区别开?(1)当压强计的金属盒在空气中时,U 形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图19A .所示的情景. 出现这种情况的原因是:U 形管左支管液面上方的气压______大气压(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)小明再作图B .所示的检查. 当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U 形管两边液柱的高度几乎不变化. 出现这种情况的原因是:_______________________。
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图C .和D .所示. 他发现图D .中U 形管两边的液柱高度差较大,于是认为图D .杯子中盛的是盐水. ①你认为,小明的结论是 (填“可靠的”或“不可靠的”);②简要说明理由: 。
8.在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干,弹簧测力计.(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,此时应将杠杆的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调,直到杠杆在水平位置平衡为止.(2)当左侧钩码处于图乙所示A 位置时,应 ,可使杠杆恢复水平位置平衡.(3)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F 1=5N ,L 1=20cm ,F 2=2.5N 和L 2=40cm .该同学根据这些数据能否得出探究结论? .理由是 。
(4)考虑到弹簧测力计有自重,若弹簧测力计拿倒了,如图丙所示,测出的拉力将。
912:金属盒 及橡皮膜软管U 形 管 (a ) (b ) (c ) (d ) 图19 图 12 甲 乙(1)如果该实验小组已经具有以下实验器材:通过表中数据可分析出实验1是用(选填“甲”或“乙”)图做的实验,实验2是用(选填“甲”或“乙”)图做的实验。
(2)表格中空白处应补全的数据依次为,。
探究弹力和弹簧伸长的关系一、实验数据的处理:几种常见情形下的数据处理方法常见情形 处理方法根据)(l x F -图像的斜率求出弹簧的劲度系数k 值;若图像不过原点,根据l F -图像的横截距求出弹簧的原长.根据表中的数据,在x F -(或l F -)坐标系中描点连线,结合图像的斜率求出弹簧的劲度系数k 值;在l F -坐标系中,由图像的横截距求出弹簣的原长题中直接给出弹簧弹力F ,以及对应的弹簧伸长量x ∆或题中直接给出所吊钩码质量m ,以及对应的弹簧伸长量x ∆ 利用x k F ∆=或x k mg ∆=求解二、原理迁移的处理方法1.利用等效法来处理数据原始变量等效变量弹簧弹力变化量 弹簧圈数弹簧弹力变化量 质量变化量或钩码个数变化量弹簧伸长量 弹簧长度图像表达式 kx F =)(0l l k F -=(0l 为弹簧原长)相同点 弹簧的劲度系数就是图像的斜率不同点图像过原点,横坐标表示形变量,纵坐标表示弹力,图像与横轴所围面积表示该状态下弹簧的弹性势能横坐标表示弹簧长度,纵坐标表示弹力,图像不过原点,且横截距表示弹簧原长2.弹簧串、并联时劲度系数的处理方法实验装置 实验参量实验结论两个弹簧的劲度系数分别为1k 、2k ,两个弹簧的伸长量分别为1x 、2x ,总伸长量为x ,重物的重力为mg对于1k ,有mg x k =11,得到11k mgx =。
对于2k ,有mg x k =22,得到22k mgx =。
对于整体,mg kx =,21x x x +=,得2121k k k k k +=两个弹簧的劲度系数均为1k 两个弹簧的伸长量均为x重物的重力为mg对于一根弹簧,有mg x k 211=,得到12k mg x =。
对于整体,有mg kx =,可得12k k =三、针对练习1、小张同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。
他先把弹簧放在水平桌面上,量出弹簧原长为0 4.20m L =,再将弹簧按图甲的装置将弹簧竖直悬挂。
高考物理实验专题复习:力学实验—、基本仪器1、请认真观察本题图示并读出螺旋测微器的测量结果为mm,游标卡尺的测量结果为mm。
二、纸带(一)匀加速直线运动(用纸带计算瞬时速度和加速度)1.(9分)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。
他将打点计时器接到频率为50Hz 的交流电源上,实验时得到一条纸带。
他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这个点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明£>, 第二十一个点下标明E。
测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,OE长为13.73cm,财丁C点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运动的加速度大小为m/s2, AB的距离应为cm。
(保留三位有效数字)参考答案1.(每);旨 & B /1—14. 56cm —13. 73cm(用纸带计算瞬时速度和加速度,分析由于电源频率引起的误差)2、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02S的交流电源.他经过测量并计算得到打点计时器在打3、C、。
、E、F各点时物体的瞬时速度如下表:(1) __________________________________计算VF的公式V F = ;(2)以A点对应的时刻为t=0,根据表格中数据做出物体的v-t图象,利用图象求得其加速度a =m/s2;(3)如果当时电网中交变电流的频率是上51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变)。
参考答案 4. (12 分)(1)* =<10? (2)=0.425±0.005m/s2;图略(3)偏小(纸带的迁移)3、(本题满分13分(1)(3分)图中给出的是用螺旋测微器测量某一圆柱形工件的直径时的示数图,由图可知此工件的直径应为mm o2(10分)如图甲所示,是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动,以替代打点计时器。
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。
《测量平均速度实验》练习1、在“测平均速度”的实验中:实验的原理:;实验除图所示的器材外,还缺;用刻度尺测出S=78cm,用停表测出t=2S,则本实验中的平均速度= m/s。
2.一个小球从斜面滚下,用闪频照相机每隔0.1s拍摄一次,记录小球运动情况的照片如图所示。
则小球从A点运动到D点用时_____s,平均速度为__ _m/s,小球整个运动过程中速度越来越__ ___。
3.如图所示,这是小明设计的“测平均速度的实验”装置,利用这个装置测小车在斜面上做变速直线运动的平均速度.这个实验的原理是,验必须测量的物理量是和如图,若秒表格为1s,该次实验中,小车通过全程的平均速度v= m/s,实验中小车通过上半路程的平均速度小车通过下路程的平均速度。
(填“大于”、“小于”或“等于”).5.如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验.(1)该实验目的是练习用测平均速度.(2)该实验原理是.(3)实验时观察到,小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是直线运动.(选填“匀速”或“变速”)(4)实验中测得路程s1上的平均速度为v1,路程s2上的平均速度为v2,路程s3上的平均速度为v3.那么,v1、v2、v3的大小关系是.(选填>、<、=)6.在用如图所示的方法“测平均速度”的实验中,请据图回答问题:(1)实验原理是;(2)在实验中,除了用到如图所示的器材外,还缺少;(3)所测路程为m.(4)假设所用时间为7s ,那么小车的平均速度 m/s .(5)实验时,斜面的坡度应很小,其原因是为了 .7、某课外兴趣小组的同学们为了研究蜗牛的运动情况,将蜗牛放在刻度尺上让其沿刻度尺爬行,并每隔10s 拍摄记录蜗牛的位置,拼成如图所示的照片。
同学们依据此图片获得数据,如下表: (1)请你根据图中的情景,把表格中的内容补充完整;(2)根据上表的数据,你可得出蜗牛是做____________运动,整个50s 内的平均速度是__________m/s 。
2023年中考物理专题复习(力学)综合实验题姓名:___________班级:___________考号:___________1.同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,做出如下猜想:猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面积有关.为了验证上述三个猜想,同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲乙接触面都为相同木板、丙接触面为毛巾),请你补全下列实验过程:(1)实验过程中,在水平面上沿水平方向 _____拉动弹簧测力计;(2)通过对比甲、乙两图,可知猜想 _____是正确的,其结论是 ____ _.(3)通过比较甲、丙两图得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,这是 _____(选填“正确”或“错误”)的,因为 _____ .(4)要想验证猜想三是否正确,在控制其它变量不变的基础上,需要改变 ____ _.2.综合实践活动中,小宇等同学在学校建筑工地实地考察了塔式起重机.工地上一台塔式起重机的结构如图所示.在与工程技术人员交流的过程中,小宇整理出这台起重机的部分技术参数如表所示,同时知道了对塔式起重机而言,配重物的很重要,它既不可过重,也不能过轻.请思考回答:(解答本题时,g取10N/kg)(1)该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为_________N.(2)吊起的建筑材料达到最大起重量时,这时建筑材料能否移动到吊臂距离塔最远的地方(图中最右端).( )A.肯定能B.肯定不能C.可能不能(3)使用塔式起重机起吊重物时,电动机只要提供很小的拉力,就能吊起很重的建筑材料.这是因为起重机上安装有_____________(填写简单机械的名称).(4)该起重机将重为1×104N的建筑材料以最大提升速度吊起7m.如果起重机的实际总功率为14kW,起重机的机械效率是多大__________?(计算机械效率时,要有必须的解题过程)3.学校要开运动会,几个同学讨论怎样才能把铅球掷得更远.小莉认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的速度大小有关;小强认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的射出仰角θ(投掷方向与水平方向的夹角)有关.李红说:“我们还是通过实验来探究吧”,于是,他们制作了一个小球弹射器(如图所示),它能使小球以不同速度大小和方向射出,弹射方向与水平的仰角,可由固定在铁架台上的量角器读出,他们通过5次实验得到表中的数据:请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题:(1)为了验证小莉的猜想,应选用序号为 _____________ 的实验数据,得出的结论是:在________ 一定时,物体抛出 ________ 越大,抛出的距离越远.(2)为了验证小强的猜想,应选用序号为 ___________ 三组实验数据,射出仰角θ为___________ 时,物体抛出的距离最远.(3)在此实验中采用了 ____________ 方法.4.利用乒乓球可以做下面一些物理实验:(1)如图甲所示,将正在发声的音叉接触悬挂着的乒乓球,乒乓球被弹开,说明音叉在____,若乒乓球从B点摆动到最高点A时,绳子突然断裂且乒乓球所受的一切外力均消失,则乒乓球将处于_____状态.(2)将一根透明吸管插入乒乓球内并将接口处密封,在吸管中注入一定的水后倒放入水槽中,做成一支简易气压计,将此气压计放入海拔高度分别为h1、h2的甲、乙两地时,管中水柱分别位于C、D两个位置,如图乙所示,则甲、乙两地的海拔高度关系是h1______h2.(3)将乒乓球从一定高度由静止下落,碰撞地面后弹起的频闪照片如图丙所示,乒乓球在E、F两点动能的大小分别是E、E2,则E1______E2.1(4)如图丁所示,从倒置的漏斗口向下吹气,乒乓球将不会掉下来,下列实例中所应用的物理原理与之不同的是_______(选填序号).A.同向行驶的两艘船之间不能靠的太近B.向下喷射高速气体,火箭升空C.地铁列车站台上设置安全线5.小明在探究“斜面的机械效率”的实验中,用长度s=0.50 m的木板搭成一个斜面,用弹簧测力计将重力G=5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端.(1)小明在实验中,调整斜面的高度为h=0.22m,将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中,弹簧测力计的示数F=4.0N,则有用功为多少?(2)小明利用上述器材进一步研究发现,木板搭成倾角不同的斜面时,将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中,额外功W与斜面的水平长度L(木板在水平面上的正投影长度)有如额外下类系:①通过数据分析,小明得出初步结论: W与L成______比.额外②当斜面的水平长度L=0.40m时,斜面的机械效率为多少?③当木板平放在水平桌面上,水平匀速拉动木板上的物块时,弹簧测力计的示数为多少?6.细心的淞淞发现:“瓢泼大雨”以很大的速度落到地面,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.这是怎么回事呢?老师告诉他,从高空下落的物体,速度会越来越大,而所受空气阻力也会随速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动,通常把这个速度称为收尾速度.淞淞研究发现,在相同环境条件下,空气对不同材质的球形物体的阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为淞淞某次研究的实验数据.阻力与球的半径和球的速度都有关系,下表为淞淞某次研究的实验数据.(1)通过比较1号和2号小球可以得出结论:_____ .(2)编号为4号的小球,受到的最大阻力为_____N,依据的原理是____ _.(g=10N/kg)(3)淞淞想探究小球的收尾速度与小球的半径是否有关.与4号小球做对比,请给5号小球的质量设置合适的数据填在表中,以便完成探究.7.小明的爸爸准备购买一辆SUV型(运动型多用途)轿车,可是上网搜索后有人说这种车重心较高,汽车容易翻倒.小明有些怀疑,通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度(即稳定性)后,设计并进行了如下实验:如图所示,他首先制作了甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱体,然后将它们依次放在木板上(物体不滑动),慢慢转动木板,直至圆柱体翻到,记录此时木板转过的角度θ,记录结果如下表(1)小明是通过______来判断物体的稳度.(2)分析数据______(填实验次数的序号)可以得到稳度与重心高低之间的关系.(3)分析小明的实验数据,发现物体的稳度还与______有关.(4)设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为S,汽车的重心离地面高度为h,现有汽车甲和乙,它们的重G相同,结合小明的探究结果,你认为可以通过简单比较______(写出表达式)就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度.(5)小明完成上述探究后,又提出了下列几个问题,对SUV型汽车生产厂家来说,最有研究价值的问题是_____ _ A.是否可以通过加大车轮间距离提高稳度B.如何降低用户的成本C.稳度是否与汽车车重有关D.如何提高大家的科学素养.8.据报到,高空坠物伤人事件时有发生.某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究:实验器材:1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象(1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过___________反映出来.(2)很据实验现象;可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与___________有关.(3)实验后,小明对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇.他通过查阅资料知道:雨滴从高空落下的过程中,受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比,达到最人速度后雨滴匀速落向地面.雨滴下落过程中机械能___________(填“增大”、“不变”或“减小”).对于下落的雨滴不伤人的现象,小明将进一步探究.9.阅读短文,回答问题:潜水艇潜水艇的艇体由双层船壳构成,外层与海水接触,为坚硬的耐压壳.潜水艇在上浮和下潜时,其体积是一定的.两层船壳之间是水柜,从船头到船尾有许多隔板,把水柜分成许多部分.如图所示,每一部分都装有一个接高压空气的阀门和两个与海水相通的阀门:阀门1和阀门2,利用三个阀门关闭与打开的不同组合,就可以改变水柜中的水的多少,实现潜艇的上浮与下沉.打开高压空气阀门,向水柜内注入高压空气时,通过阀门将水柜内水排出,潜水艇上浮;反之,关闭高压空气阀门,海水通过阀门流入水柜内,潜水艇则下潜.我国自行设计和建造的“蛟龙号”载人潜水器下潜到最深达7062m海底,创造了深潜水的世界纪录.在这一深度,海水对潜水器1m2表面产生的压力为7.3×107N.(1)假设海水密度不随深度变化,潜水艇在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力____(变小/不变/变大).(2)“蛟龙号”载人潜水器下潜到7062m海底时,水对其表面的压强为___ _Pa.(3)使原来处于海底的潜水艇上浮是通过____ .A.增大潜水艇的浮力,使浮力大于重力B.减小潜水艇的重力,使重力小于浮力C.增大水柜内气体的压强,使浮力小于重力D.减小水柜内气体的压强,使浮力大于重力(4)请用所学知识解释,为什么潜水器下潜的最大深度取决于外壳材料的耐压性能.答:___ _ .(5)关于水柜的说法正确的是____.A.向柜内注水时,应打开阀门1,关闭阀门2B.向柜内注水时,应打开阀门2,关闭阀门1C.向柜内注入高压空气时,应打开阀门2,关闭阀门1D.向柜内注入高压空气时,应打开阀门1,关闭阀门2参考答案:1.匀速直线一在接触面的粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大错误没有控制压力大小不变接触面积2. 30000 B滑轮组 50%3. 1、2、5射出仰角速度 2、3、445°控制变量法4.振动静止 < > B5.(1) 1.1J.(2)①正比.②65.2%.③2 N.6.相同半径的小球,质量大的收尾速度也大 0.4二力平衡7.物体刚好翻倒时木板转过的角度θ 2、3、4物体的底面积大小 S/h或h/s A 8.石膏形变程度下落高度减小9.不变7.3×107 B潜水器下潜的深度越深,外壳材料受到的海水压强越大 C。
思考题
应变的定义?式中:——应变
——测区长度的变化量
——测区的原始长度,称之为标距
应变测量桥路有哪几种?桥路输出应变的表达式?
基本测量桥路:1/4桥、1/2桥、全桥
全桥测量法
半桥测量法
每臂双片测量法
何谓电阻丝的应变效应?利用电阻丝的应变效应,所谓电阻丝的应变效应指的是电阻丝的电阻值随其本身应变
(伸长或缩短)而改变的一种物理性质
电桥的输入端与输出端指是什么?一般用什么符号表示?
输入端:与外接电源连接端,如图中
A 、C 输出端:与所测试构件连接段,如图
B.D 顶点:A B C D
E+, U+, E-, U-
斜拉索索力测试方法有哪些?
目前测量索力的方法主要有:
压力表测定法、压力传感器测定法(应变式或振弦式)、钢索测力仪法、振动频率法、磁通量法、电阻应变片测试法等
斜拉索索力与哪些因素有关?利用理想弦的振动方程计算斜拉索索力有一定的误差,主要是因为斜拉索索力不仅跟索的长度、线密度、振动频率有关,还跟索的刚度及垂度有关。
振动法测量斜拉索索力的原理是什么?
T ——是索的张力(N );
m ——是索的线密度(kg/m );
L ——是索的计算长度(
m );Δf 为理想频率段内的各阶频率差的平均值L
L
432102102
222876543210。
力学竞赛实验复习一、填空1、拉伸试验进入强化阶段时,如果在某点处卸载,可得到一条卸载曲线,它与曲线起始的弹性段直线部分基本平行,卸载后若重新加载,加载曲线会沿卸载曲线上升到卸载起始点,然后曲线基本与3、铸铁压缩时,由于剪应力的作用,试件沿斜截面断裂,但是发现断口倾角略大于45°而不是最大剪应力所在截面,这是因为试样两端存在摩擦力造成的。
4、电阻应变测量技术可用于测定构件的表面应变,根据应力与应变之间的关系,确定构件应力的大小和方向。
5、电阻应变片是一种电阻式敏感元件,一般由基底、敏感栅、覆盖层、和引线四部分组成。
6、低碳钢Q235的抗拉强度是350MPa ,某铸铁的抗拉强度是300MPa ,可见低碳钢Q235的抗拉性能低于(高于、低于、等于)某铸铁的抗拉性能。
7、低碳钢Q235拉伸试件直径为10mm ,它的屈服承载力大约是18.5KN ;10mm 直径的低碳钢压缩试件它的屈服承载力大约是18.5KN ,它的极限实验荷载不能确定。
8、在做低碳钢拉伸试验时,如果断口离标距端点的距离小于或等于l0/3时,由于试件夹持的影响,使延伸率的值偏 偏小 ,因此必须使用 断口移中法 法来确定l1。
9、低碳钢扭转时,断口沿 横截面 破坏;铸铁扭转时,断口沿 与轴线成45°螺旋面 破坏。
10、 0.2是产生0.2%的塑性应变所对应的应力。
11、.塑性材料的 ≥5% ,脆性材料的 <5% 。
12、低碳钢的极限应力为 s ,铸铁的极限应力为 b 。
13、测量弹性模量和泊松比时,在试件两侧粘贴电阻应变片是为了 消除上下夹具不在垂直线上,试件不直等的影响。
14、采用等量加载的目的是验证力和形变之间的关系,从而验证胡克定律。
15、电阻应变片横向效应系数H 是指 横向 灵敏系数与 纵向 灵敏系数之比值,用 百分数表示。
16、电阻应变片的灵敏系数是指安装在被测构件上的电阻应变片,在其 轴向 受到单向应力时引起的 电阻 相对变化与由此单向应力引起的试件表面 轴向应变 之比。
力学实验总复习一、误差和有效数字1.误差测量值与真实值的差异叫做误差。
误差可分为系统误差和偶然误差两种。
⑴系统误差的特点是在多次重复同一实验时,误差总是同样地偏大或偏小。
⑵偶然误差总是有时偏大,有时偏小,并且偏大和偏小的机会相同。
减小偶然误差的方法,可以多进行几次测量,求出几次测量的数值的平均值。
这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.有效数字带有一位不可靠数字的近似数字,叫做有效数字。
⑴有效数字是指近似数字而言。
⑵只能带有一位不可靠数字,不是位数越多越好。
凡是用测量仪器直接测量的结果,读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后,再向下估读一位(不可靠数字),这里不受有效数字位数的限制。
间接测量的有效数字运算不作要求,运算结果一般可用2~3位有效数字表示。
二、考试大纲规定的学生实验1.长度的测量(游标卡尺和螺旋测微器)⑴游标卡尺①10分度的游标卡尺。
游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。
读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出0.1毫米位的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,0.1毫米位就读几(不能读某)。
其读数准确到0.1mm。
②20分度的游标卡尺。
游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。
读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。
其读数准确到0.05mm。
③50分度的游标卡尺。
游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。
这种卡尺的刻度是特殊的,游标上的刻度值,就是毫米以下的读数。
这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。
刻线对齐来读数的,所以都不再往下一位估读。
要知道主要构造的名称:主尺、游标尺、外测量爪、内测量爪、深度尺、紧固螺钉。
⑵螺旋测微器固定刻度上的最小刻度为0.5mm(在中线的上侧);可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5mm。
在可动刻度的一周上平均刻有50条刻线,所以相邻两条刻线间代表0.01mm。
读数时,从固定刻度上读取整、半毫米数,然后从可动刻度上读取剩余部分(因为是10分度,所以在最小刻度后必须再估读一位),再把两部分读数相加,得测量值。
要知道主要构造的名称:以下的①-⑦依次是:测砧、测微螺杆、固定刻度、可动刻度、旋钮、微调旋钮和尺架。
例1. 读出下列游标卡尺测量的读数。
⑴⑵⑶解:⑴2.98cm ⑵6.170cm ⑶1.050cm例2. 读出下列螺旋测微器测量的读数。
⑴⑵解:⑴0.642mm ⑵10.294mm2.互成角度的两个共点力的合成 ⑴原理是两只弹簧秤成角度拉橡皮条AB 和一只弹簧秤拉橡皮条AB 的效果相同,这个效果就是指橡皮条的形变量(大小和方向)相同。
⑵在画力的图示时,必须有箭头、标度、刻度。
⑶实验往往有一定的偶然误差,只要用平行四边形定则求得的合力F 和一只弹簧秤的拉力F / 的图示大小和方向在误差允许的范围内相同就可以了。
例3. 橡皮筋的一端固定在A 点,另一端栓上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N 的弹簧测力计,沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。
当橡皮筋的活动端拉到O 点时,两根细绳相互垂直,如图所示。
这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
⑴由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_____N 和_____N 。
(只须读到0.1N )⑵在右图的方格纸中按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。
解:⑴2.5N 和4.0N ⑵注意平行四边形中的实线、虚线的区别和箭头、标度、单位。
3.测定匀变速直线运动的加速度⑴纸带处理。
从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量(N) (N)3 4 cm 0 5 10 678 0 10 20 cm 0123456 01234567890 cm ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦的地方取一个开始点O ,然后每5个点取一个计数点A 、B 、C 、…(或者说每隔4个点取一个记数点),这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s ,便于计算。
测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 …⑵利用s 1、s 2、s 3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s 2-s 1、s 3- s 2、s 4- s 3…,如果它们在允许的误差范围内相等,则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
⑶利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v :如Ts s v c 232+= ⑷利用纸带求被测物体的加速度a 。
具体来说又有3种方法:①“逐差法”:从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移,则()()23216549T s s s s s s a ++-++= ②利用任意两段相邻记数点间的位移求a :如()2T n m s s a n m --= ③利用v -t 图象求a :求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度,画出如右的v-t 图线,图线的斜率就是加速度a 。
例4. 某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。
打点计时器的电源频率为50Hz 。
由这些已知数据计算:①该匀变速直线运动的加速度a =___________m/s 2。
②与纸带上D 点相对应的瞬时速度v =__________ m/s 。
(答案均要求保留3位有效数字)4.验证牛顿第二运动定律⑴了解该实验的系统误差的来源。
①用砂和砂桶的总重量代替小车受到的拉力。
由牛顿第二定律可知,由于砂桶也在做匀加速运动,因此砂和砂桶的总重量肯定大于小车受到的实际拉力。
可以推导出结论:只有在小车的总质量M 远大于砂和砂桶的总质量m 时,才能使该系统误差足够小。
②没有考虑摩擦阻力的作用。
应该用平衡摩擦力的方法来消除这个系统误差。
⑵为研究a 、F 、m 三者的关系,要利用“控制变量法”,分别研究a 与F 、 a 与m 的关系。
⑶用图象法验证a ∝F 、 a ∝m -1(后者必须用a -m -1图象,不能用a -m 图象)例5. 一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如右图所示。
下图是打出的纸带的一段。
⑴已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a =_____。
⑵为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需要测量的物理量有_______。
用测得的量及加速度a 表示阻力的计算式为f =_________。
cm图1解:⑴3.89m/s 2 ⑵小车质量m ;斜面上任意两点间距离l 及这两点的高度差h 。
mgh/l-ma5.碰撞中的动量守恒⑴每次入射小球都应该从斜槽轨道的同一位置开始自由下滑。
⑵被碰小球的位置必须与入射小球等高,其中心与斜槽末端的水平距离恰好是小球半径的2倍。
⑶由于v 1、v 1/、v 2/ 均为水平方向,且两球的竖直下落高度相等,所以它们飞行时间相等,若以该时间为时间单位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。
在右图中分别用OP 、OM 和O /N 表示。
因此只需验证:m 1∙OP =m 1∙OM +m 2∙(O /N -2r )即可。
⑷必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。
⑸小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面,圆心就是落点的平均位置。
⑹所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。
⑺若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为:m 1∙OP=m 1∙OM+m 2∙ON ,两个小球的直径也不需测量了(但必须相等)。
例6. 在“碰撞中的动量守恒”实验中,仪器按要求安装好后开始实验,第一次不放被碰小球,第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分,在百纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O 、A 、B 、C ,设入射小球和被碰小球的质量依次为m 1、m 2,则下列说法中正确的有A.第一、二次入射小球的落点依次是A 、BB.第一、二次入射小球的落点依次是B 、AC.第二次入射小球和被碰小球将同时落地D. m 1∙AB = m 2∙OC解:最远的C 点一定是被碰小球的落点,碰后入射小球的速度将减小,因此选B ;由于被碰小球是放在斜槽末端的,因此被碰小球飞出后入射小球才可能从斜槽末端飞出,两小球不可能同时落地;由动量守恒得m 1∙OB = m 1∙OA +m 2∙OC ,选D 。
答案是BD 。
6.研究平抛物体的运动⑴斜槽末端的切线必须水平。
⑵用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
⑶以斜槽末端所在的点为坐标原点。
⑷如果是用白纸,则应以斜槽末端所在的点为坐标原点,在斜槽末端悬挂重锤线,先以重锤线方向确定y 轴方向,再用直角三角板画出水平线作为x 轴,建立直角坐标系。
⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。
⑹由描迹法得到小球平抛的轨迹,从轨迹上任何一点的横纵坐标都可以计算出该平抛物体抛出时的初速度。
⑺若用闪光照相来研究,所得到的照片上相邻小球间的时间间隔是相等的,利用这一结论和运动分解的知识,可以求小球平抛的初速度,也可以求小球在任何一个位置的瞬时速度。
例7. 如图所示,在“研究平抛物体的运动”的实验中,某同学按要求描绘出了小球做平抛运动过程中的三个点A 、B 、C ,并利用刻度尺量出了三点的坐标依次是A (0.369,0.112)、B (0.630,0.327)、C (0.761,0.480),单位为m 。
又称得小球的质量为20g ,试计算小球平抛的初动能E K 。
解:小球的初速度yg x t x v 2==,因此初动能y mgx mv E K 42122==,带入数据后得:E K1=0.0596J ,E K2=0.0594J ,E K3=0.0591J ,因此初动能的平均值为E K =0.0594J7.验证机械能守恒定律本实验要求验证自由下落过程中机械能守恒,图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。
⑴要多做几次实验,选点迹清楚,且第一、二两点间距离接近2mm 的纸带进行测量。
⑵用刻度尺量出从0点到1、2、3、4、5各点的距离h 1、h 2、h 3、h 4、h 5,利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”,算出2、3、4各点对应的即时速度v 2、v 3、v 4,验证与2、3、4各点对应的重力势能减少量mgh 和动能增加量221mv 是否相等。